L'utilisation de véhicules de surface et sous-marins sans pilote de divers types, ainsi que d'autres systèmes robotiques pour résoudre un large éventail de tâches dans l'intérêt des forces navales et des garde-côtes des principaux pays du monde s'est généralisée ces dernières années et tend à pour poursuivre un développement rapide.
L'une des raisons de l'attention que les spécialistes navals portent à la création de robots sous-marins est la grande efficacité de leur utilisation au combat par rapport aux moyens traditionnels à la disposition du commandement des forces navales des pays du monde jusqu'à présent. Par exemple, lors de l'invasion de l'Irak, le commandement du groupe de la marine américaine dans le golfe Persique utilisant des véhicules sous-marins autonomes sans pilote a réussi à éliminer les mines et autres objets dangereux des mines et autres objets dangereux de la zone d'eau de la baie avec un zone d'un quart de mile carré (environ 0,65 km²), malgré le fait que, comme l'a noté l'un des représentants de l'US Navy au correspondant de l'Associated Press, un détachement typique de plongeurs mineurs aurait pris 21 jours pour le faire.
Dans le même temps, la liste des tâches résolues par les véhicules sous-marins sans pilote s'allonge constamment et, en plus des tâches traditionnelles et les plus courantes - la recherche de mines et d'objets explosifs, la fourniture de diverses opérations sous-marines, ainsi que la reconnaissance et l'observation - inclut déjà la solution de tâches de choc et de travaux sur des tâches plus complexes et auparavant inaccessibles aux "Robots en bandoulière" en zone littorale, où ils doivent détruire les mines et autres éléments de la défense anti-amphibie de l'ennemi. Les conditions spécifiques de leur utilisation au combat sont des eaux peu profondes, de forts courants de marée, des vagues, une topographie de fond difficile, etc. - De ce fait, ils conduisent à la création de mécanismes caractérisés par une grande complexité technique et l'originalité des solutions utilisées. Cependant, cette originalité va souvent de côté pour eux: le client n'est pas encore prêt pour l'introduction massive de ces monstres artificiels dans les troupes.
METAL-COMPOSITE "CANCER"
L'un des premiers robots militaires créés pour travailler dans la zone "plage" en vue de l'opération amphibie, peut être considéré comme un petit robot sous-marin autonome crustacé connu sous le nom de véhicule sous-marin autonome benthique ambulatoire, qui peut être traduit de l'anglais par "marche benthique (en bas) véhicule sous-marin autonome".
Cet appareil ne pesant que 3,2 kg a été développé à l'initiative de spécialistes du Marine Science Center de la Northeastern University, situé à Boston, Massachusetts (USA), sous la direction du Dr Joseph Ayers. Le client des travaux était l'US Navy Research Directorate (ONR) et la Defense Advanced Research Projects Agency du ministère américain de la Défense (DARPA).
L'appareil est un robot autonome de fond de la classe dite biomimétique (robots similaires à certains échantillons du monde animal. - V. Sch.), qui ressemble à un cancer et est conçu pour effectuer des missions de reconnaissance et de déminage dans le littoral zone et sur le premier littoral, ainsi qu'au fond des rivières, canaux et autres réservoirs naturels et artificiels peu profonds.
Le robot a un corps fait d'un matériau composite durable, 200 mm de long et 126 mm de large, huit pattes mécaniques avec trois degrés de liberté chacune, ainsi qu'une paire de pattes avant, semblables à des crabes ou des pinces de crabe, et une arrière, ressemblant à une queue de crabe, des surfaces de stabilisation hydrodynamique du robot sous l'eau d'environ 200 mm de long chacune (c'est-à-dire que chaque surface est comparable en longueur avec le corps du robot). Les jambes mécaniques sont mises en mouvement par des muscles artificiels en alliage nickel-titane à effet mémoire de forme (alliage à mémoire de forme NiTi), et les développeurs ont décidé d'utiliser la modulation de largeur d'impulsion dans les entraînements.
Les actions du robot sont contrôlées à l'aide d'un contrôleur de réseau de neurones qui met en œuvre un modèle comportemental emprunté par les développeurs à la vie des homards et adapté aux conditions d'utilisation au combat de ces robots. D'ailleurs, les spécialistes de la Northeastern University ont choisi le homard américain comme source pour l'élaboration du modèle comportemental du robot en question.
« Les méthodes et les comportements que les homards ont utilisés pour trouver de la nourriture pendant des millénaires peuvent également être utilisés par un robot pour trouver des mines », a déclaré le chef de projet, le Dr Joseph Ayers, du Marine Science Center de la Northeastern University.
Le système de contrôle embarqué du robot anticancéreux est basé sur un système informatique de type Persistor basé sur un microprocesseur Motorola MC68CK338, et la charge utile de l'appareil comprenait un système de communication hydroacoustique, une boussole et un inclinomètre/accéléromètre basé sur MEMS (MEMS - système microélectromécanique).
Un scénario typique pour l'utilisation au combat de ce robot ressemblait à ceci. Un groupe d'écrevisses robotisées est livré dans la zone d'application à l'aide d'un transporteur spécial en forme de torpille (il était censé créer quelque chose comme une version sous-marine d'un petit conteneur de fret utilisé dans l'armée de l'air). Après la dispersion, les robots, selon un programme prédéterminé, devaient effectuer une reconnaissance ou une reconnaissance supplémentaire de la zone désignée, identifier des éléments du système de défense anti-amphibie de l'ennemi, notamment en ce qui concerne les mines et autres objets explosifs, etc. Dans le cas d'une production à grande échelle, le prix d'achat d'un cancer robotisé pourrait être d'environ 300 $.
Cependant, il semble que l'affaire n'ait pas dépassé la construction de plusieurs prototypes et leurs courts tests. Le principal client potentiel, la Navy, qui avait initialement alloué environ 3 millions de dollars pour ces études, n'a pas manifesté davantage d'intérêt pour le projet: la dernière fois que le développement de la Northeastern University a été démontré aux spécialistes du commandement de l'US Navy, apparemment, en 2003. Probablement, il n'y avait pas de clients parmi les participants de ces expositions où cette invention a été démontrée.
CRABE "ARIEL II"
Une tentative de création d'un robot basé sur les caractéristiques structurelles des "fruits de mer", et plus précisément - un crabe, a également été entreprise par des spécialistes de la société américaine "AyRobot". L'entreprise est aujourd'hui l'un des principaux développeurs et fabricants mondiaux de robots de divers types à des fins militaires et civiles, et le volume de leurs livraisons a longtemps été estimé à des millions. Fondée en 1990, la société s'est régulièrement impliquée depuis 1998 dans les intérêts de la DARPA ou d'autres divisions des agences militaires et de sécurité des États-Unis, ainsi que d'autres pays du monde.
Le robot développé par les spécialistes de l'entreprise s'appelait Ariel II et est classé comme véhicule sous-marin autonome à pattes (ALUV). Il est conçu pour rechercher et éliminer les mines et divers obstacles dans le système de défense anti-amphibie de l'ennemi situé dans la zone côtière des eaux peu profondes et sur la "plage". Une caractéristique du robot, selon les développeurs, est sa capacité à rester fonctionnel même dans un état inversé.
"Ariel II" pèse environ 11 kg et peut supporter une charge utile allant jusqu'à 6 kg. La longueur du corps de l'appareil est de 550 mm, la longueur maximale pour les manipulateurs avec boussole et inclinomètre est de 1150 mm, la largeur est de 9 cm en position basse et de 15 cm - sur des "jambes" surélevées. Le robot est capable de travailler à des profondeurs allant jusqu'à 8 M. Source d'alimentation - 22 batteries nickel-cadmium.
Structurellement, "Ariel II" est un appareil semblable à un crabe avec un corps principal et six pattes qui lui sont attachées, qui ont deux degrés de liberté. Tous les équipements électroniques cibles placés à bord du "crabe en uniforme" devraient, selon le plan des développeurs, être situés dans un module scellé. Le système de gestion de charge cible est distribué. Les travaux sur ce robot de déminage ont été réalisés dans le cadre de contrats émis par l'agence DARPA et l'US Navy Research Office.
Le scénario d'utilisation au combat de ces robots est à bien des égards similaire à celui décrit ci-dessus, à une seule différence près: le robot disposait d'un mode de destruction de mines. Ayant trouvé une mine, le robot s'est arrêté et a pris position à proximité immédiate de la mine, attendant la commande. Après avoir reçu le signal correspondant du poste de commandement, le robot a fait exploser une mine. Ainsi, le "troupeau" de ces robots pourrait simultanément presque complètement voire complètement détruire le champ de mines antiamphibie dans la zone du débarquement d'assaut amphibie prévu. Le développeur a également proposé une option qui ne prévoyait pas le rôle d'un kamikaze: le robot a simplement placé une charge explosive sur la mine et s'est retiré à une distance de sécurité avant l'explosion.
L'un des prototypes du robot - le chercheur de mines "Ariel". Photo de www.irobot.com
L'Ariel II a démontré sa capacité à trouver des mines au cours d'au moins trois tests. La première a été menée dans une zone côtière peu profonde dans la région de Riviera Beach, près de la ville de Riviera, dans le Massachusetts; le second se trouve dans la région de Panama City, en Floride, financé par Boeing Corporation, et le troisième se trouve dans la région de Monterey Bay pour le National Geographic Group. Apparemment, ce projet n'a pas reçu de développement ultérieur (y compris en raison des résultats loin d'être univoques de ces tests), et le client militaire, qui a financé les travaux à la première étape, aurait considéré un autre développement de la même société plus prometteur, connu sous le nom de « Transfibian » et discuté ci-dessous. Bien qu'ici aussi, tout ne soit pas si simple.
"TRANSFIBIE" DU MASSACHUSETS
Un autre véhicule sous-marin sans pilote pour travaux en zone littorale, qui est coté par la société "AyRobot", n'a pas été développé à l'origine par ses spécialistes, mais hérité de la société "Nekton Corporation", qu'elle a acquise en septembre 2008 pour 10 millions de dollars.
Cet appareil a été nommé "Transphibian" (Transphibian) et a été créé dans l'intérêt des militaires pour rechercher et détruire des mines de divers types par auto-détonation à l'aide d'une charge explosive embarquée pesant 6, 35 kg et d'un signal fourni par un opérateur à distance.
"Transfibian" est un véhicule sous-marin autonome sans pilote de petite taille (portable) d'environ 90 cm de long. Sa principale différence par rapport aux autres submersibles d'action contre les mines dans la zone littorale est l'utilisation d'un mode de déplacement combiné: dans la colonne d'eau, l'appareil se déplace à l'aide de deux paires de « nageoires », comme un poisson ou un mammifère pinnipède, et le long du fond, à l'aide des mêmes « nageoires », il rampe déjà. En même temps, dans les documents consacrés à ce développement, il est avancé que les « ailettes » ont six degrés de liberté. Tel que conçu par les développeurs, cela offre la possibilité d'une utilisation tout aussi efficace de l'appareil considéré à la fois dans des eaux peu profondes et à de grandes profondeurs, et augmente également de manière significative sa mobilité et sa capacité à surmonter des obstacles de nature diverse.
Comme charge utile, il était prévu d'utiliser divers équipements de recherche jusqu'à une caméra optoélectronique de grande taille, qui devait être suspendue sur des supports spéciaux sous la partie centrale de la carrosserie du véhicule.
L'état du développement n'est actuellement pas tout à fait clair, puisque la section consacrée au véhicule sous-marin sans pilote "Transfibian" est absent même sur le site Web de la société de développement. Bien qu'un certain nombre de sources affirment que c'est en faveur de cet appareil que le département militaire américain a donné la préférence, abandonnant le développement précédemment envisagé de la même société - le véhicule sous-marin sans pilote Ariel II. Cependant, il est probable que le projet ait été fermé ou gelé, car les spécialistes navals américains étaient, pour le moins, insatisfaits d'un certain nombre de paramètres importants du véhicule sous-marin sans pilote en question.
PISTE D'AMPHIBIE
Le dernier échantillon de véhicules inhabités conçus pour rechercher et détruire des mines, ainsi que pour effectuer une reconnaissance de la défense anti-amphibie ennemie dans la zone dite de surf, que nous examinerons ici, a été créé par des spécialistes de la célèbre société américaine Foster- Miller, spécialisé dans le développement de robots militaires et policiers. Les travaux sur cet appareil, appelé le Robot Tactically Adaptable, ont été menés dans le cadre du programme Very Shallow Water / Surf Zone MCM, financé par la Direction de la recherche de l'US Navy.
Cet échantillon était un véhicule amphibie à chenilles sans pilote développé en utilisant les développements obtenus par Foster-Miller lors de la création d'un robot terrestre de petite taille Lemming, commandé par la DARPA. Ainsi, cet appareil est capable de fonctionner aussi bien sur les fonds marins en eau peu profonde à proximité de la côte (dans une rivière, un lac, etc.) que sur la côte. Dans le même temps, le développeur a prévu la possibilité d'équiper l'appareil de diverses options pour les éléments d'alimentation (batteries rechargeables), les capteurs et autres charges utiles, qui se trouvaient dans un compartiment d'un volume utile d'environ 4 500 mètres cubes. pouces (environ 0,07 mètre cube).
Le prototype construit de l'appareil présente les caractéristiques tactiques et techniques suivantes: longueur - 711 mm, largeur - 610 mm, hauteur - 279 mm, poids (dans l'air) - 40, 91 kg, vitesse maximale - 5,4 km / h, croisière maximale portée - 10 milles. Comme charge utile, il était prévu de développer des capteurs tactiles (capteurs tactiles), un gradiomètre magnétique, un capteur magnéto-inductif pour la détection d'objets sans contact, etc.
L'équipement embarqué du robot amphibie est censé comporter des aides à la navigation (système multi-capteurs pour déterminer la position spatiale du véhicule à l'aide du filtre de Kalman; système de navigation pour les travaux en eaux peu profondes SINS (Swimmer Inshore Navigation System); récepteur du différentiel sous-système du système mondial de navigation par satellite (DGPS); boussole à trois axes; odomètres; capteur gyroscopique de lacet, etc.) et des communications (récepteur radio ISM et modem acoustique sous-marin), et le système de contrôle embarqué est basé sur un PC / 104 ordinateur standard.
Les résultats de l'enquête de la zone désignée de la zone d'eau (fond marin) par chacun des robots amphibies affectés à cela - et l'opération est planifiée à l'aide d'un groupe d'appareils similaires - sont transmis à la console de l'opérateur, où un carte de cette zone est formée sur leur base.
Des spécialistes de Foster-Miller et de la division des systèmes côtiers du Surface Warfare Center de l'US Navy ont mené conjointement un cycle de test d'un prototype du système en question, au cours duquel ils ont dû démontrer la capacité d'un robot amphibie à résoudre les tâches suivantes:
- rechercher divers objets dans la zone désignée de la zone d'eau;
- recherche et identification d'objets sur le fond marin;
- étude complète et approfondie de la zone littorale (zone de surf) sur le site de la prochaine opération d'assaut amphibie;
- maintenir une communication bidirectionnelle avec l'opérateur sur le navire transporteur ou le poste de commandement côtier;
- résoudre les tâches requises hors ligne.
En juillet 2003, ce robot amphibie a été montré à tout le monde à Boston dans le cadre d'une exposition organisée par l'US Navy Research Directorate lors du Boston Harborfest, et plus tôt, en 2002, l'armée américaine a utilisé ces appareils dans une version optimisée pour une utilisation sur terre., lors d'une opération de prospection de grottes dans les montagnes afghanes.
Le statut du système est indiqué comme "en cours de développement", les contrats pour toute production en série de robots amphibies n'ont pas encore été conclus (du moins les informations à ce sujet n'ont pas été rendues publiques), il est donc probable que le client, représenté par le Le commandement de l'US Navy, n'a pas encore manifesté d'intérêt actif pour poursuivre les travaux sur le projet. De plus, il n'y a aucune mention de ce système robotique sur le site Web de l'US Navy dans la section consacrée aux Forces d'action contre les mines et aux installations pour les zones d'eau très peu profondes et le programme Surf Zone.
DANGER POTENTIEL
D'une manière générale, on peut affirmer que la recherche, la détection, la classification et la destruction des mines dans la zone littorale et sur le premier trait de côte ("plage"), ainsi que la détection des divers éléments de la défense anti-amphibie ennemie restent l'un des composantes les plus importantes du processus complexe pour les marines des principaux pays du monde à l'appui des opérations d'assaut amphibie. Surtout ceux qui se déroulent sur des tronçons inconnus de la côte.
À cet égard, on peut s'attendre à un développement ultérieur des travaux sur la création d'outils robotiques conçus pour résoudre les problèmes ci-dessus. Bien que, comme le montrent les informations ci-dessus, la tâche de créer des véhicules inhabités et surtout autonomes capables de fonctionner dans des conditions extrêmement difficiles de la zone littorale (zone de surf, sur le premier littoral), caractérisée par une topographie de fond complexe, de faibles profondeurs et des courants forts, n'est en aucun cas simple et ne conduit pas toujours aux résultats souhaités et satisfaisants pour le client.
D'autre part, en 2008, sur les pages de la ressource en ligne NewScientist.com, du matériel a été publié sur la base des prévisions faites par des experts britanniques et américains concernant les menaces scientifiques et techniques les plus graves auxquelles l'humanité pourrait être confrontée dans un avenir prévisible. … Et ce qui est remarquable, selon les auteurs de la prévision, l'une des menaces à haut degré de probabilité pourrait être le développement trop rapide des robots biomimétiques - des systèmes créés sur la base de l'emprunt de certains échantillons de la nature de la planète. Comme, par exemple, les véhicules sous-marins autonomes sans pilote, créés similaires à certains échantillons de faune marine tant dans un sens constructif que par rapport aux modèles comportementaux mis en œuvre dans leurs systèmes de contrôle.
Selon des scientifiques britanniques, la "reproduction" rapide de ce type de robots biomimétiques peut devenir une nouvelle espèce occupante sur notre planète et entrer dans une confrontation pour la possession d'espace de vie avec leurs anciens créateurs. Fantastique? Oui probablement. Mais il y a quelques siècles, le sous-marin Nautilus, les fusées spatiales et les lasers de combat semblaient fantastiques. Et le spécialiste des robots biomimétiques Robert Full, qui travaille à l'Université de Californie à Berkeley, souligne: « À mon avis, à ce stade, nous en savons trop peu sur les menaces possibles pour bien planifier nos développements.
