خودمختاری بیشتر برای سیستم های زمینی
مشهورترین کلاس سیستم هایی با قابلیت های خودگردان که در حال حاضر توسط نیروهای مسلح برخی کشورها مستقر شده اند ، سیستم های حفاظتی فعال (SAZ) برای خودروهای زرهی هستند که قادرند موشک های ضد تانک ، موشک های بدون هدایت و گلوله ها را بطور مستقل از بین ببرند. AES معمولاً ترکیبی از رادارها یا حسگرهای مادون قرمز است که دارایی های مهاجم را شناسایی می کند ، با یک سیستم کنترل آتش که تهدیدها را ردیابی ، ارزیابی و طبقه بندی می کند.
کل فرایند از لحظه تشخیص تا لحظه شلیک پرتابه کاملاً خودکار است ، زیرا دخالت انسان می تواند سرعت آن را کاهش داده یا پرتاب به موقع را کاملاً غیرممکن کند. اپراتور نه تنها از نظر جسمی وقت نخواهد داشت که دستور شلیک ضد پرتابه را بدهد ، او حتی نمی تواند مراحل فردی این فرآیند را کنترل کند. با این حال ، BACS همیشه از قبل برنامه ریزی شده است تا کاربران بتوانند شرایط دقیقی را که سیستم باید تحت آن واکنش نشان دهد و تحت آن نباید واکنش نشان دهد ، پیش بینی کنند. انواع تهدیدهایی که باعث پاسخ BAC می شوند ، از قبل شناخته شده یا حداقل با اطمینان بالایی قابل پیش بینی هستند.
اصول مشابهی بر عملکرد سایر سیستم های تسلیحاتی مستقر در زمین ، مانند سیستم های رهگیری موشک های بدون هدایت ، گلوله های توپخانه و مین هایی که برای محافظت از پایگاه های نظامی در مناطق جنگی استفاده می شود ، حاکم است. بنابراین هر دو سیستم APS و رهگیری را می توان به عنوان سیستمهای خودمختار در نظر گرفت که پس از فعال شدن نیازی به دخالت انسان ندارند.
چالش: خودمختاری برای روبات های متحرک زمینی
امروزه معمولاً از سیستم های متحرک زمینی برای تشخیص مواد منفجره و خنثی سازی آنها یا شناسایی زمین یا ساختمان ها استفاده می شود. در هر دو مورد ، ربات ها از راه دور توسط اپراتورها کنترل و نظارت می شوند (اگرچه برخی از روبات ها می توانند کارهای ساده مانند حرکت از نقطه ای به نقطه دیگر را بدون کمک مداوم انسان انجام دهند). "دلیل اینکه مشارکت انسان همچنان بسیار مهم است این است که روبات های متحرک زمینی در کارکردن خود به تنهایی در زمین های دشوار و غیرقابل پیش بینی بسیار مشکل دارند. با خودرویی که به طور مستقل در سراسر میدان نبرد حرکت می کند عمل کنید ، جایی که باید موانع را دور زده ، با اجسام متحرک دور شوید و زیر آتش دشمن قرار بگیرید. مارک کالبارچیک از آژانس دفاعی اروپا (EDA) می گوید - به دلیل غیرقابل پیش بینی بودن ، بسیار دشوارتر از استفاده از سیستم های تسلیحاتی خودران ، مانند SAZ فوق الذکر است. بنابراین ، خودمختاری روبات های زمینی امروزه هنوز محدود به عملکردهای ساده است ، به عنوان مثال ، "دنبال من بیا" و حرکت به مختصات داده شده. از من برای تعقیب یک وسیله نقلیه یا سرباز دیگر می توانید از خودروهای بدون سرنشین استفاده کنید ، در حالی که ناوبری ایستگاه راه به خودرو اجازه می دهد تا از مختصات (تعیین شده توسط اپراتور یا حفظ شده توسط سیستم) برای رسیدن به مقصد مورد نظر استفاده کند.در هر دو مورد ، وسیله نقلیه بدون سرنشین از GPS ، رادار ، امضای بصری یا الکترومغناطیسی یا کانالهای رادیویی برای پیگیری رهبر یا یک مسیر خاص / حفظ شده استفاده می کند.
انتخاب سرباز
از دیدگاه عملیاتی ، هدف استفاده از چنین توابع مستقل به طور کلی عبارت است از:
• کاهش خطرات برای سربازان در مناطق خطرناک با جایگزینی رانندگان با وسایل نقلیه بدون سرنشین یا کیت های رانندگی بدون سرنشین با ردیابی کاروان مستقل ، یا
• پشتیبانی از نیروهای در مناطق دور افتاده.
هر دو عملکرد به طور کلی برای جلوگیری از برخورد با موانع به عنصر اصطلاحاً اجتناب از موانع تکیه می کنند. با توجه به توپوگرافی پیچیده و شکل مناطق مختلف زمین (تپه ها ، دره ها ، رودخانه ها ، درختان و غیره) ، سیستم ناوبری نقطه ای مورد استفاده در سکوهای زمینی باید شامل رادار لیزر یا لیدار (LiDAR - Light Detection And Ranging) یا قادر به استفاده از نقشه های از پیش بارگذاری شده باشد. با این حال ، از آنجا که لیدار به سنسورهای فعال متکی است و بنابراین تشخیص آن آسان است ، تمرکز تحقیقات در حال حاضر بر روی سیستم های تصویربرداری غیرفعال است. با این حال ، نقشه های از پیش بارگذاری شده هنگامی که وسایل نقلیه بدون سرنشین در محیط های شناخته شده ای کار می کنند که نقشه های دقیق آنها قبلاً در دسترس است (به عنوان مثال ، نظارت و حفاظت از مرزها یا زیرساخت های مهم) کافی است. با این حال ، هر بار که روبات های زمینی باید وارد فضای پیچیده و غیرقابل پیش بینی شوند ، لیدار برای حرکت در نقاط میانی ضروری است. مشکل این است که لیدار محدودیت هایی نیز دارد ، یعنی قابلیت اطمینان آن را فقط برای خودروهای بدون سرنشین که در زمین های نسبتاً ساده کار می کنند ، می توان تضمین کرد.
بنابراین ، تحقیقات و توسعه بیشتر در این زمینه مورد نیاز است. برای این منظور ، چندین نمونه اولیه برای نشان دادن راه حل های فنی ، مانند ADM-H یا EuroSWARM ، به منظور کشف ، آزمایش و نمایش ویژگی های پیشرفته تر ، از جمله ناوبری خودکار یا همکاری سیستم های بدون سرنشین ، توسعه یافته است. این نمونه ها اما هنوز در مراحل اولیه تحقیق هستند.
مشکلات زیادی در پیش است
محدودیت های لیدار تنها مشکلی نیست که روبات های تلفن همراه زمینی (HMP) با آن روبرو هستند. با توجه به مطالعه "تناسب زمین و ادغام سیستم های زمینی بدون سرنشین" ، و همچنین مطالعه "تعیین تمام الزامات اساسی فنی و ایمنی برای وسایل نقلیه بدون سرنشین نظامی هنگام عملیات در ماموریت ترکیبی شامل سیستم های سرنشین دار و بدون سرنشین" (SafeMUVe) ، با بودجه از سوی آژانس دفاعی اروپا ، چالش ها و فرصت ها را می توان به پنج دسته مختلف تقسیم کرد:
1. عملیاتی: بسیاری از وظایف بالقوه وجود دارد که می توان برای ربات های متحرک زمینی با عملکردهای مستقل در نظر گرفت (مرکز ارتباطات ، مشاهده ، شناسایی مناطق و مسیرها ، تخلیه مجروحان ، شناسایی سلاح های کشتار جمعی ، تعقیب رهبر با بار ، همراهی تجهیزات ، پاکسازی مسیرها و غیره) ، اما مفاهیم عملیاتی برای پشتیبانی از همه اینها هنوز وجود ندارد. بنابراین ، توسعه دهندگان روبات های متحرک زمینی با عملکردهای خودمختار ایجاد سیستم هایی که نیازهای ارتش را به طور دقیق برآورده کنند ، مشکل است. سازماندهی انجمن ها یا گروه های کاری برای کاربران خودروهای بدون سرنشین با عملکردهای مستقل می تواند این مشکل را حل کند.
2. فنی: مزایای بالقوه HMP های مستقل قابل توجه است ، اما موانع فنی وجود دارد که هنوز باید بر آنها غلبه کرد. بسته به وظیفه موردنظر ، NMR را می توان به مجموعه های مختلفی از تجهیزات پردازنده (سنسورهای شناسایی و مشاهده یا نظارت و تشخیص سلاح های کشتار جمعی ، دستکاری کننده ها برای حمل مواد منفجره یا سیستم های تسلیحاتی ، سیستم های ناوبری و هدایت) ، کیت های جمع آوری اطلاعات ، کیت های کنترل اپراتور و تجهیزات کنترل …این بدان معناست که برخی از فناوری های مخرب به شدت مورد نیاز هستند ، مانند تصمیم گیری / محاسبه شناختی ، تعامل انسان و ماشین ، تجسم رایانه ، فناوری باتری یا جمع آوری اطلاعات مشترک. به طور خاص ، محیط بدون ساختار و مورد مناقشه عملکرد سیستم های ناوبری و راهنمایی را بسیار دشوار می کند. در اینجا لازم است در مسیر توسعه سنسورهای جدید (آشکارسازهای نوترونی حرارتی ، تداخل سنج های مبتنی بر فناوری اتم های فوق سرد ، محرک های هوشمند برای نظارت و کنترل ، سنسورهای القایی الکترومغناطیسی پیشرفته ، طیف سنج های مادون قرمز) و تکنیک ها ، به عنوان مثال ، SLAM غیر متمرکز و مشترک حرکت کنیم. (بومی سازی و نقشه برداری همزمان). محلی سازی و نقشه برداری) و بررسی سه بعدی زمین ، ناوبری نسبی ، یکپارچه سازی پیشرفته و تلفیق داده ها از حسگرهای موجود ، و همچنین ایجاد تحرک با استفاده از دید فنی. مشکل نه چندان در ماهیت تکنولوژیکی نهفته است ، زیرا اکثر این فناوری ها در حال حاضر در حوزه غیرنظامی مورد استفاده قرار می گیرند ، بلکه در زمینه تنظیم مقررات هستند. در واقع ، چنین فناوری هایی را نمی توان بلافاصله برای اهداف نظامی استفاده کرد ، زیرا آنها باید با نیازهای خاص نظامی سازگار شوند.
این دقیقاً هدف برنامه تحقیقات استراتژیک جامع OSRA EAO است ، که ابزاری است که می تواند راه حل های لازم را ارائه دهد. در OSRA ، چندین بلوک به اصطلاح تکنولوژیکی یا TBB (Technology Building Block) در حال توسعه است که باید شکاف های تکنولوژیکی مرتبط با روبات های زمینی را حذف کند ، به عنوان مثال: اقدامات مشترک سکوهای سرنشین دار و غیر مسکونی ، تعامل سازگار بین یک مرد و یک سیستم بدون سرنشین با سطوح مختلف خودمختاری ؛ سیستم کنترل و تشخیص ؛ رابط کاربری جدید ؛ ناوبری در غیاب سیگنال های ماهواره ای ؛ الگوریتم های هدایت ، ناوبری و کنترل و تصمیم گیری خودکار و خودکار برای سکوهای خدمه و بدون سرنشین ؛ کنترل چندین ربات و اقدامات مشترک آنها ؛ هدایت و کنترل دقیق سلاح ها ؛ سیستم های تجسم فعال ؛ هوش مصنوعی و داده های بزرگ برای پشتیبانی از تصمیم گیری هر TVB متعلق به یک گروه اختصاصی یا CapTech است که شامل متخصصان دولتی ، صنعتی و علمی است. چالش برای هر گروه CapTech ایجاد نقشه راه برای TVB آنها است.
3. نظارتی / حقوقی: یک مانع مهم در راه اندازی سیستم های خودمختار در عرصه نظامی ، عدم وجود روش های تأیید و ارزیابی مناسب یا فرآیندهای صدور گواهینامه است که برای تأیید اینکه حتی یک ربات متحرک با اساسی ترین عملکردهای خودمختار قادر به عملکرد صحیح و ایمن حتی در محیط های خصمانه و چالش برانگیز در دنیای غیرنظامی ، خودروهای خودران با همین مشکلات روبرو هستند. با توجه به مطالعه SafeMUVe ، تأخیر اصلی مشخص شده از نظر استانداردها / بهترین شیوه ها در ماژول های مربوط به سطوح بالاتر استقلال ، یعنی اتوماسیون و ادغام داده ها است. ماژول هایی مانند ، به عنوان مثال ، "درک محیط خارجی" ، "محلی سازی و نقشه برداری" ، "نظارت" (تصمیم گیری) ، "برنامه ریزی ترافیک" و غیره ، هنوز در سطوح متوسطی از آمادگی تکنولوژیکی قرار دارند و اگرچه وجود دارد. چندین راه حل و الگوریتم برای انجام کارهای مختلف طراحی شده است ، اما هنوز هیچ استانداردی در دسترس نیست. در این راستا ، یک مورد عقب افتاده در مورد تأیید و صدور گواهینامه این ماژول ها وجود دارد که تا حدی توسط ابتکار اروپایی ENABLE-S3 مورد بررسی قرار گرفته است. شبکه تازه تاسیس مرکز آزمایش EAO اولین قدم در جهت درست بود.این به مراکز ملی اجازه می دهد تا ابتکارات مشترکی را برای آماده سازی برای آزمایش فن آوری های امیدوارکننده ، به عنوان مثال ، در زمینه رباتیک ، آماده کنند.
4. پرسنل: استفاده گسترده از سیستم های زمینی بدون سرنشین و مستقل مستلزم تغییراتی در سیستم آموزش نظامی از جمله آموزش اپراتورها است. اول از همه ، پرسنل نظامی باید اصول فنی خودمختاری سیستم را بشناسند تا در صورت لزوم به درستی کار کنند و آن را کنترل کنند. ایجاد اعتماد بین کاربر و سیستم خودمختار پیش نیاز استفاده گسترده تر از سیستم های زمینی با سطح خودمختاری بالاتر است.
5. مالی: در حالی که بازیگران تجاری جهانی مانند Uber ، Google ، Tesla یا تویوتا میلیاردها یورو در خودروهای خودران سرمایه گذاری می کنند ، ارتش مبالغ بسیار کمتری را برای سیستم های زمینی بدون سرنشین هزینه می کند ، که همچنین بین کشورهایی که برنامه های ملی خود را برای توسعه چنین بسترهایی صندوق دفاعی اروپایی در حال ظهور باید به تجمیع بودجه و حمایت از رویکرد مشارکتی برای توسعه روبات های متحرک زمینی با عملکردهای مستقل پیشرفته کمک کند.
کار آژانس اروپایی
EOA چندین سال است که فعالانه در زمینه روبات های متحرک زمینی فعالیت می کند. جنبه های فناوری خاصی مانند نقشه برداری ، برنامه ریزی مسیر ، پیروی از رهبر یا اجتناب از موانع در پروژه های تحقیقاتی مشترک مانند SAM-UGV یا HyMUP توسعه یافته است. هردو توسط فرانسه و آلمان تأمین مالی می شوند.
پروژه SAM-UGV با هدف توسعه یک مدل نمایش فناوری مستقل بر اساس یک پلت فرم زمینی تلفن همراه ، که با معماری مدولار سخت افزار و نرم افزار مشخص می شود. به طور خاص ، نمونه نمایش فناوری مفهوم خودمختاری مقیاس پذیر (تغییر بین کنترل از راه دور ، حالت نیمه خودمختار و حالت کاملاً مستقل) را تأیید کرد. پروژه SAM-UGV در چارچوب پروژه HyMUP توسعه بیشتری یافت ، که امکان انجام ماموریت های رزمی با سیستم های بدون سرنشین را با هماهنگی وسایل نقلیه سرنشین دار موجود تأیید کرد.
علاوه بر این ، حفاظت از سیستمهای خودران در برابر تداخل عمدی ، توسعه الزامات ایمنی برای کارهای مختلط و استانداردسازی HMP در حال حاضر به ترتیب توسط پروژه PASEI و مطالعات SafeMUVe و SUGV در حال بررسی است.
روی آب و زیر آب
سیستم های دریایی خودکار (AMS) تأثیر قابل توجهی بر ماهیت جنگ و در همه جا دارند. در دسترس بودن و کاهش هزینه اجزا و فناوری های قابل استفاده در سیستم های نظامی به تعداد فزاینده ای از بازیگران دولتی و غیر دولتی اجازه می دهد تا به آبهای اقیانوس های جهان دسترسی پیدا کنند. در سالهای اخیر ، تعداد AWS های مورد استفاده چندین بار افزایش یافته است و بنابراین ضروری است برنامه ها و پروژه های مناسبی اجرا شوند که فن آوری ها و قابلیت های لازم را برای ناوگان فراهم کند تا بتواند ناوبری ایمن و رایگان را در دریاها و اقیانوس ها تضمین کند.
تأثیر سیستم های کاملاً خودمختار آنقدر قوی است که هر صنعت دفاعی که این پیشرفت تکنولوژیکی را از دست بدهد ، توسعه فناوری آینده را نیز از دست خواهد داد. سیستم های بدون سرنشین و خودمختار را می توان با موفقیت زیادی در حوزه نظامی برای انجام وظایف پیچیده و سخت ، به ویژه در شرایط خصمانه و غیرقابل پیش بینی ، که محیط دریایی به وضوح و نشان می دهد ، استفاده کرد. به چالش کشیدن جهان دریایی آسان است ، اغلب در نقشه ها وجود ندارد و حرکت در آن دشوار است ، و این سیستم های خودمختار می توانند به غلبه بر برخی از این چالش ها کمک کنند.آنها توانایی انجام وظایف بدون دخالت مستقیم انسان ، با استفاده از حالت های عملکرد به دلیل تعامل برنامه های رایانه ای با فضای خارجی را دارند.
به جرات می توان گفت که استفاده از AMS در عملیات دریایی وسیع ترین چشم انداز را دارد و همه "به لطف" خصومت ، غیرقابل پیش بینی بودن و اندازه فضای دریا. شایان ذکر است که عطش تجدیدناپذیر برای تسخیر فضاهای دریا ، همراه با پیچیده ترین و پیشرفته ترین راه حل های علمی و تکنولوژیکی ، همیشه کلید موفقیت بوده است.
AMS در حال افزایش محبوبیت بیشتر در بین ملوانان است و به بخشی جدایی ناپذیر از ناوگان تبدیل می شود ، جایی که آنها عمدتا در ماموریت های غیر کشنده ، به عنوان مثال ، در عملیات مین ، برای شناسایی ، نظارت و جمع آوری اطلاعات استفاده می شوند. اما سیستم های دریایی خودگردان بیشترین پتانسیل را در جهان زیر آب دارند. دنیای زیر آب در حال تبدیل شدن به عرصه ای از اختلافات شدید است ، مبارزه برای منابع دریایی شدت می گیرد و در عین حال ، نیاز زیادی به اطمینان از ایمنی مسیرهای دریایی وجود دارد.
