Я борюсь за электрическое тело! Наземные мобильные роботы на сегодняшнем и завтрашнем поле боя. Обзор техники США

Все только и говорят о боевых роботах. Из голливудских блокбастеров на поля сражений Ирака и Афганистана, роботы – это горячая тема обсуждений и все более дорогая часть военных бюджетов вооруженных сил по всему миру. Но, что реально можно ожидать от них? Но более важно, что бы мы хотели, чтобы они сделали?

На страницах фантастических книг роботы часто представляются предвестниками будущего. В 1962 году Рей Бредбери написал рассказ под названием «Электрическое тело пою!». В его рассказе вдова с тремя детьми выбирает робота-няньку для своих детей. Робот-«бабушка» скоро завоевывает расположение двух младших детей, но вызывает только чувство обиды у младшей девочки по имени Агата. «Бабушка» старается утвердиться перед Агатой, она демонстрирует акт самоотверженности, рискуя своей жизнью за Агату, тем самым, показывая, что она может быть более человечной, чем большинство людей. «Бабушка» Рея Бредбери показывает роботов как наследников лучших сторон человечества. Сегодня, роботы жизненно необходимы, они помогают солдатам выжить на полях сражений, меняя представление о том, как ведутся войны. Сегодня, перефразируя Бредбери, можно заявить: «Я борюсь за электрическое тело».

Рассвет наземных мобильных роботов (НМР)

Существуют два основных принципа современной эпохи, которые быстро меняют методы ведения армиями будущих войн: первый – это способность людей трансформировать науку в технологии; второй – темп ускорения с которым эта трансформация происходит. Первый принцип – это вопрос мыслительных способностей, тогда как второй – это функция быстрого прогресса компьютерных мощностей. Комбинация интеллектуальной мощи и растущих вычислительных возможностей позволила создать «дивный новый мир» военных роботов для наземной войны. Применение военных роботов в бою представляет собой «качественно новую» и часто противоречивую трансформацию войны, эти роботы не просто оружие, они созданы для замены человеческих существ.

Хотя роботы 2009 года пока совершают детские шажки по сравнению с научно-фантастическими рассказами, они уже доказали свою полезность в бою. Начальные технологии НМР были развернуты в первых боях в Ираке и Афганистане и быстро распространились в последующие несколько лет; наземные роботы широко использовались в операциях по обезвреживанию взрывоопасных предметов (ОВП) и бесчисленных самодельных взрывных устройств. На сегодняшний день свыше 7000 наземных роботов развернуты американскими ВС в районах их развертывания, они стали неотъемлемой частью проведения боевых операций.

В свое время в одном из интервью вице-адмирал в отставке, президент подразделения по правительственным и промышленным роботам компании iRobot Джозеф Дайер подчеркнул значение заменивших солдат НМР, по крайней мере, в некоторых боевых ситуациях. «До НМР солдаты шли в пещеры, чтобы проверить наличие вражеских бойцов и военного снаряжения. К ним привязывался трос, на случай если что-то пойдет не так… с тем, чтобы сослуживцы могли вытащить их наружу. Имея НМР, солдаты теперь могут пустить роботов первыми, оставаясь на безопасной дистанции. Это очень важно в связи с тем, что половина всех потерь происходит при начальном контакте с противником. Здесь, робот – это один из тех, кто идет первым». Адмирал Дайер вспоминает, что в конце 2005 года десантно-штурмовые экспедиционные силы проверили более 40 новых технологий в Форт Беннинге. «Министр сухопутных войск спросил командующего экспедиционными силами: Если бы вы могли выбрать две технологии для применения прямо сейчас, чтобы вы выбрали? Командующий ответил, малый НМР (SUGV) и RAVEN. Когда спросил почему, тот ответил: кроме всего прочего, я хочу владеть ситуацией. Я хочу иметь глаз божий (БПЛА RAVEN) и ближний персональный обзор (SUGV) на поле боя».















Непрерывное развитие НМР в прошедшее десятилетие в сочетании с новыми технологиями позволило создать множество роботов, которые спасли много жизней и помогли достичь оперативного успеха в Ираке и Афганистане. В результате этого своевременного успеха на поле боя, имеется повышенный интерес к наземным мобильным системам во всем спектре наземных боевых задач. В настоящее время США являются первейшим разработчиком военных роботов, но это лидерство ограничено, и многие другие продвинутые ВС дополняет свои арсеналы наземными роботами или планируют это сделать. Долгосрочные научно-исследовательские работы в США сосредоточатся на разработке и развертывании постоянно увеличивающегося количества НМР. Исследование Конгресса («Разработка и использование роботизированных и наземных мобильных роботов», 2006) определяет НМР особой зоной интересов и подчеркивает, что военное значение технологий в области НМР быстро растет.

НМР выполняют две важные функции: они расширяют восприятие бойца и влияют на ход действий на поле боя. Первая функция НМР – это обеспечение разведки, наблюдения и наведения. Они влияют на ход действий в таких задачах как борьба с самодельными взрывными устройствами (СВУ), транспортировка вооружения, оборудования и припасов и вывоз раненных.

НМР могут быть либо с дистанционным управлением (то есть, направляемые удаленным оператором или лицом, принимающим решения), либо автономными в меньшей или большей степени (то есть, способными работать самостоятельно в рамках своей задачи и принимать независимые решения, основанные на программном обеспечении). Дистанционно управляемые роботы обычно управляются посредством сложных беспроводных каналов связи и, как правило, требуют специально обученного оператора или группу операторов, чтобы действовать в сложном пространстве поля боя. Используя радиоуправляемые НМР, солдаты могут выглядывать из-за углов в городских боях и уменьшать свои риски, возникающие от наблюдения и огня противника. В основном дистанция управления современных НМР составляет 2000–6000 м.

Наземные роботы не дешевы и их современное окружающее пространство часто требует участие большего, а не меньшего числа личного состава. Специально обученные команды обычно должны уметь работать с НМР современного поколения. Так как расходы на личный состав составляют большую часть расходов любых ВС, то чем скорее НМР сможет работать самостоятельно или с малой степенью контроля или без него, тем ниже расходы. НМР должны в конечном счете заменить солдат, а не увеличить потребность в дополнительных солдатах для работы с ними. Потребность в операторах и техобслуживании будет только увеличиваться при развитии НМР.











НМР и наследие программы FCS американской армии

В будущем будет естественно больше боевых роботов с лучшими характеристиками. Основой самой претенциозной когда-то программы американской армии FCS (Future Combat System – боевые системы будущего), например, составляли роботы в качестве очень важного фактора повышения боевых возможностей армии. И хотя программа «приказала долго жить» в 2009 году, роботы, разработанные в ее рамках, по-видимому, пережили ее и продолжили свое технологическое развитие. Преимущества НМР на поле боя так огромно, что разработка дистанционно управляемых и автономных НМР продолжается, несмотря на сокращения оборонного бюджета. Бывший директор DARPA Стив Лукасик сказал: «То, что в настоящее время называется перспективными системами, является в основном роботизированным дополнением наземных сил в боевых условиях».

Семейство НМР для «почившей в бозе» программы FCS включает малый НМР SUGV (Small UGV) и серию MULE. Все вместе взятые НМР являются основой успеха будущих боевых бригад и являются важными боевыми составляющими на одном уровне с другими обитаемыми вооружением и компонентами вооруженных сил.

Малый Наземный Мобильный Робот XM1216 SUGV (Small Unmanned Ground Vehicle) представляет собой легкую, носимую систему способную работать в городских районах, туннелях, канализационных коллекторах и пещерах или других зонах, которые либо не доступны, либо слишком опасны для солдат. SUGV выполняет наблюдение и разведку, не давая войти солдатам в опасные зоны. Он весит меньше 30 фунтов (13,6 кг) и перевозит до 6 фунтов (2,7 кг) полезной нагрузки. Эта нагрузка может включать руку манипулятора, оптоволоконный кабель, электрооптический/инфракрасный датчик, лазерный дальномер, лазерный целеуказатель, автомат постановки городских необслуживаемых наземных сенсоров и химический/радиологический/ядерный детектор. Система переносится и обслуживается одним солдатом и имеет разнообразные блоки управления оператора, включая портативный контроллер, основной носимый контроллер и продвинутый носимый контроллер. SUGV управляем дистанционно и не автономен.

По программе многофункционального/логистического средства MULE (Multifunction Utility/Logistics Equipment) создано 2,5-тонное общее шасси с тремя вариантами для поддержки спешенного солдата: транспортный (MULE-T), вооруженный мобильный робот - штурмовой (легкий) (ARV-A(L)) и вариант разминирования (MULE-CM). Все они имеют одинаковое базовое шасси 6х6 с независимой шарнирной подвеской, двигатели в ступицах вращают каждое колесо, что обеспечивает превосходную проходимость на сложных рельефах и намного превосходит проходимость машин с традиционными системами подвесок. MULE преодолевает ступень высотой не менее 1 метр, и может переезжать рвы шириной 1 метр, пересекать боковые уклоны более 40%, форсировать водные препятствия глубиной свыше 0,5 метра и преодолевать препятствия высотой 0,5 метра, одновременно компенсируя разные массы полезной нагрузки и расположение центра тяжести. Все MULE оборудованы автономной навигационной системой, которая включает навигационные сенсоры (GPS + инерциальная навигационная система INS), сенсоры восприятия, автономные навигационные алгоритмы и программное обеспечение для преодоления и объезда препятствий. НМР могут управляться либо в дистанционном режиме, либо в полуавтоматическом режиме следуя за ведущим, либо в полуавтоматическом режиме по маршруту. MULE имеет будущий потенциал за счет спирального развития и имеет открытую архитектуру для получения полного преимущества связанного с быстрым развитием технологий.

XM1217 MULE-T создан для поддержки солдат, он предоставляет объем и грузоподъемность для перевозки вооружения и припасов с целью поддержки двух спешенных пехотных отделений. Он будет перевозить 1900–2400 фунтов (860–1080 кг) снаряжения и рюкзаки для спешенных пехотных отделений и следовать за отделением по пересеченной местности. Разнообразные крепежные точки и съемные/складные боковые направляющие позволяют крепить практически любой груз, включая носилки для раненых.

XM1218 MULE-CM обеспечит возможность определять, маркировать и нейтрализовывать противотанковые мины при помощи встроенной системы дистанционного обнаружения мин GSTAMIDS (Ground Standoff Mine Detection System). На XM1219 ARV-A (L) будет установлено вооружение (скорострельное оружия подавления и противотанковое вооружение), предназначенное для создания немедленной интенсивной огневой мощи для спешенного солдата; также робот предназначен для разведки, наблюдения и обнаружения целей (RSTA), поддержки спешенной пехоты для определения местоположения и уничтожения вражеских платформ и позиций.

НМР и будущее

Кажется ясно, что продвинутые армии развернут людские и роботизированные силы, когда НМР будут применяться для разведки и наблюдения, логистики и обеспечения, связи и боя. Всякий раз, когда обсуждается вопрос роботов, дебаты, касающийся автономного управления, обычно «не отстают». Преимущества автономных роботов над дистанционно управляемыми роботами являются очевидными для любого, кто обучался для войны. Дистанционные решения медленнее автономных решений. Автономный робот должен быть способен реагировать быстрее и отличать своего от противника быстрее дистанционно управляемой модели. Кроме того, дистанционные роботы требуют каналов связи, которые могут прерываться или глушиться, в то время как автономные роботы могли бы просто включаться и выключаться. Автономные роботы, следовательно, являются следующим неизбежным шагом в эволюции военных роботов.


BEAR (Battlefield Extraction-Assist Robot – эвакуация с поля боя, робот-помощник) от Vecna Robotics сможет когда-нибудь обеспечить возможности для роботизированной эвакуации раненых. BEAR способен осторожно поднять человека или другую полезную нагрузку и перевезти ее на расстояние и опустить на землю где указано оператором. В бою ли, в сердце реактора, вблизи токсичных химических разливов или внутри конструктивно опасных строений после землетрясений, BEAR сможет обнаруживать и спасать тех, кто нуждается без излишних человеческих потерь. Проект BEAR от Vecna Robotics выиграл ключевое начальное финансирование в виде гранта от Исследовательского центра телемедицины и современных технологий TATRC (структура командования медицинских исследований и материалов USAMRMC американской армии). В настоящее время он полностью имеет беспроводное управление, выполняемое одним оператором, но в конечном итоге BEAR будет становиться все более и более автономным, что сделает его легко управляемым


MAARS (Modular Advanced Armed Robotic System – модульная продвинутая вооруженная роботизированная система) от Foster-Miller в качестве преемника модели SWORD вводит новую «трансформерную» модульную конструкцию. Он имеет более мощный пулемет M240B и значительные улучшения функций командования и управления, ситуационной осведомленности, подвижности, летальности и безопасности в сравнении со своим предшественником. MAARS имеет новую манипуляторную руку номинальной грузоподъемностью 100 фунтов, которую можно установить вместо турельного пулемета M240B, буквально трансформируя его из вооруженной платформы для защиты своих сил в платформу по идентификации и нейтрализации взрывоопасных предметов. Шасси MAARS представляет собой несущую конструкцию с легким доступом к батареям и электронике. Другие особенности включают больший грузоподъемный отсек, больший крутящий момент, более высокую скорость и улучшенное торможение. Новый цифровой блок управления значительно улучшает функции контроля и управления и ситуационной осведомленности, что позволяет оператору иметь больший уровень безопасности. Масса всей системы около 350 фунтов (158 кг). MAARS и SWORDS представляют собой ROV (remotely operated vehicles – дистанционно-управляемые транспортные средства) и как таковые они не автономны


ARMADILLO от MacroUSA – это чрезвычайно компактная, переносная и «забрасываемая» платформа идеально подходящая для городских условий. Концепция этого «забросбота» заключается в доставке НМР в опасные места посредством заброса ARMADILLO в потенциально опасные для наблюдения зоны. Малые размеры ARMADILLO делают его идеальным помощником солдат, участвующих в городском бою. Робот может работать в любом положении при необходимости, его сдвоенная антенна установлена на шарнирной опоре, которая вращается для удержания ее в заданном направлении; также антенна может складываться в горизонтальное положение для транспортировки и манипулирования. Модульные колеса Tracksorb были специально сконструированы для гашения усилий на вертикальную ось и сцепления с неровной поверхностью и преодоления препятствий. ARMADILLO также может использоваться в качестве автоматического видео/акустического наблюдательного устройства с установленной цифровой камерой


SUGV DRAGON RUNNER был первоначально разработан для американской морской пехоты компанией Automatika, которая стала дочерней компанией Foster-Miller в 2007 году. Сегодняшняя базовая модель весит 14 фунтов (6,3 кг) и имеет размеры всего 12,2x16,6x6 дюймов. Робот дает возможность пользователям «смотреть из-за угла» в городских условиях. Он может быть также полезен в таких ролях как: безопасность блокпостов; проверка днищ транспортных средств; разведка внутри зданий, канализационных коллекторов, водостоков, пещер и внутренних дворов; безопасность периметров с применением бортовых датчиков движения и звукоуловителей; инспекция салонов автобусов, поездов и самолетов; разведка и переговоры при захвате заложников; расчистка маршрутов от СВУ и обезвреживание взрывоопасных предметов. Joint Ground Robotics Enterprise разработала четырех и шестиколесные модели DRAGON RUNNER, наряду с конфигурируемыми гусеничными и длинногусеничными версиями. Некоторые перспективные роботы DRAGON RUNNER будут иметь манипуляторы, другие будут поддерживать дополнительные системы повышения грузоподъемности для удаленной доставки дополнительного сенсорного и нейтрализационного оборудования, включая средства обнаружения взрывчатых веществ, комплекты нейтрализации СВУ, водяные пушки, прожекторы, камеры и ретрансляторы


«Скуби-Ду» на фото в вестибюле компании iRobot. Этот НМР проверил и уничтожил 17 СВУ, одну машину со взрывчаткой и одну неразорвавшуюся бомбу в Ираке перед тем как сам был разрушен подрывом СВУ. Солдаты рассматривают этих роботов как членов своей команды. В действительности, когда этот робот был уничтожен, взволнованный солдат пошел в ремонтную мастерскую с ним с просьбой починить робота. Он сказал, что робот спас несколько жизней в тот день. НМР уже был неремонтопригоден, но это показывает привязанность солдат к некоторым своим роботам и их признательность за то, что роботы спасают их жизни

В интервью журналу «Big Think» профессор философии Университета Тафтса (Массачусетс) Дениэл Деннет обсуждал вопрос роботизированных боевых действий и тему управления дистанционно управляемыми и автономными роботами. Он заявил, что машинный контроль с каждым днем заменяет все больше управление человеком во всех аспектах и что дискуссия, что лучше, управление человеком или решения искусственного разума, является сложнейшим вопросом, перед которым мы стоим сегодня. Вопрос принятия решений также открывает один из самых горячих дебатов, затрагивающих применение роботов в войне.

Некоторые утверждают, что если тенденции в разработке технологий продолжатся, это не продлится долго, до тех пор, пока большинство наземных роботов не станет автономными. Аргументы за эффективные автономные НМР базируются на уверенности в том, что они не только уменьшат дружественные потери в будущих войнах, но и уменьшат потребность в операторах НМР и, следовательно, снизят общие расходы на оборону. Роботы не могут быть дешевыми, но они стоят меньше еще более дорогих солдат. Соперничество за создание и развертывание самых эффективных автономных роботов для комплексных боевых задач на земле, на море и в воздухе ускорится в грядущие годы. По соображениям эффективности и стоимости, и соответственно в связи с тем, что мыслительные способности сочетаются с вычислительными возможностями, в следующие десятилетия автономные роботы будут разработаны и развернуты в больших количествах.

Профессор Ноэль Шарки, эксперт по роботам и искусственному разуму из британского университета в Шеффильде, сказал как-то, что: «Современные роботы являются глупыми машинами с очень ограниченными возможностями восприятия. Это означает, что невозможно гарантировать четкое распознавание бойцов и невинных или пропорциональное применение силы какое необходимо для нынешних законов войны». Далее он добавил, что «мы быстро движемся к роботам, которые могут принять решение о применении летальной силы, когда ее применять и к кому применять.... Я думаю можно говорить о периоде в 10 лет».


Боевой вариант ARV-A (L) семейства MULE будет иметь встроенное вооружение (скорострельное вооружение подавления и противотанковое оружие). Он предназначен для обеспечения немедленного открытия огня с целью поддержки спешенного солдата, а также разведки, наблюдения и обнаружения и уничтожения вражеских платформ и позиций


BIGDOG, описанный своими разработчиками из Boston Dynamics как «самый продвинутый четвероногий робот на Земле», представляет собой робот повышенной проходимости, который ходит, бегает, карабкается и переносит тяжелые грузы, по сути - это роботизированный грузовой мул созданный для перевозки тяжелых грузов для пехотинцев на местности где затруднительно проехать обычным машинам. BIGDOG имеет двигатель, приводящий в движение гидравлическую систему управления, он передвигается на четырех ногах, которые соединенные шарнирно как у животного упругими элементами для амортизации ударов и рециркуляции энергии от одного шага к другому. Робот BIGDOG размерами с маленького мула весит 355 фунтов (160 кг) при полезной грузоподъемности 80 фунтов (36 кг). Бортовой компьютер BIGDOG управляет перемещением (локомоцией), серводвигателями ног и различными сенсорами. Система управления робота BIGDOG удерживает его в равновесии, направляет и регулирует его «энергетику» при изменении внешних условий. Сенсоры передвижения включают положение шарниров, силы в шарнирах, гироскоп, LIDAR (лазерный локатор ИК-диапазона) и стереоскопическую систему. Другие сенсоры сосредоточены на внутреннем состоянии BIGDOG, они отслеживают давление в гидросистеме, температуру масла, работу двигателя, заряд батарей и прочее. В специальных тестах BIGDOG пробежал рысью 6,5 км/ч, взобрался на уклон до 35°, перешагивал через камни, шагал по грязным тропам, шагал по снегу и воде и показывал свою способность следовать за человеком-лидером. BIGDOG установил мировой рекорд для шагающих транспортных средств пройдя 12,8 мили без остановки и подзарядки. DARPA (Управление перспективных исследований и разработок министерства обороны США), которое спонсирует проект BIGDOG, в ноябре 2008 года начало следующую Шагающую Систему уровня отделения LS3 (Legged Squad Support System). Она видится как система подобная BIGDOG, но массой 1250 фунтов, 400 фунтов грузоподъемность и с запасом хода за 24 часа 20 миль


Демонстрация роботизированной шагающей системы для переноса грузов LS3 командующему корпуса морской пехоты и директору DARPA 10 сентября 2012 года. Видео с моими субтитрами

Создание автономных боевых роботов, отделение человека от спускового крючка и замена принятия решений человеком на систему, основанную на правилах, является предметом многочисленных споров, но, как и в других областях технического развития, джин не может быть засунут обратно в бутылку и распространение автономных НМР становится неизбежным. Если всё большее распространение автономных роботов на поле боя неизбежно, тогда спор о правилах поражения целей, которые определяют момент нажатия на спусковой крючок, как никогда важен. Вероятнее всего результатом этого спора может быть разработка «этического кода воина» для автономных НМР.

Старший исследователь из Брукингского института и автор книги «Привязанный к войне» П. Сингер в интервью для журнала «Big Think», заявил, что вы можете заложить этические коды в автономные машины, что уменьшит вероятность совершения военных преступлений. Машины по своей природе не могут быть моральными. Роботы не имеют моральных границ для направления своих действий, они не умеют сочувствовать, у них нет чувства вины. Сингер заявил, что для автономного робота «80-летняя бабушка в инвалидном кресле то же самое, что танк T-80 за исключением пары единиц и нулей, которые заложены в программный код …, и это должно волновать нас определенным образом».

Чтобы соответствовать полному потенциалу и быть более эффективными и доступными, НМР должны стать более автономными, но в ближайшем будущем, однако, роботы останутся в основном управляемыми операторами-людьми. Автономным роботам, подобным GUARDIUM, по всей видимости, будут переданы определенные дискретные задачи, например обеспечение безопасности в особо определенных и программируемых зонах например, охрана международного аэропорта в Тель-Авиве). Большая часть роботов останется под управлением человека многие годы (не надо страшиться Скайнет из фильмов о Терминаторе) поскольку искусственный интеллект для автономных роботов все еще находится в десятилетиях от нас.

Исполнительный директор компании iRobot Колин Энгл сказал как-то в интервью CNET News: «Вы находитесь в цепочке управления и даже если можете сказать роботу, оборудованному GPS, идти по определенному пути пока он не достигнет конкретной позиции, все же будет необходимость в участии человека с целью решения того, что же делать когда робот придет туда. В будущем появится все больше возможностей, встроенных в робота, так что солдату не придется постоянно смотреть на видеоэкран, в то время как кто-то крадется поблизости и может создать неприятности, и поэтому мы позволим роботам стать более эффективными. Но, все же есть необходимость участия человека потому, что искусственный разум просто не очень подходит в этом случае».

До того дня, когда автономные роботы появятся в больших количествах на поле боя, НМР будут совершенствоваться за счет пошаговой автоматизации, что облегчит их эксплуатацию, снизит потребное количество солдат для управления, но при этом право отдачи приказа останется за солдатом. Солдаты будут использовать эти невероятные машины для спасения жизней, сбора информации и жесткого удара по своим оппонентам. Подобно роботу в рассказе Бредбери. роботы «ни хорошие, ни плохие», но они могут быть принесены в жертву ради человека и это делает их бесценными. Действительность заключается в том, что роботы спасают жизни на поле боя каждый день, но армии не получают достаточное их количество.

Использованы материалы:
Military Technology
www.irobot.com
www.asirobots.com
www.northropgrumman.com
www.qinetiq.com
www.darpa.mil

В РФ разрабатывают роботов для борьбы с авианосцами

Китай занимается разработкой боевых роботов

Израильские роботы под сектором Газа

Робот Amstaf расширяет свои возможности

Воин в кармане: Робот-связист