Spojrzenie Europejskiej Agencji Obrony na systemy autonomiczne: koncepcje i perspektywy. Część 1
Większa autonomia dla systemów naziemnych
Naziemne systemy uzbrojenia o autonomicznych funkcjach sprawdziły się w siłach zbrojnych, które wykorzystują je do różnych zadań, w tym do ochrony żołnierzy czy obozów polowych. Ich potencjał technologiczny jest jednak znaczący, podobnie jak wyzwania, przed którymi stoją.
Autonomia pojazdów lądowych roboty dzisiaj jest nadal ograniczony do prostych funkcji, takich jak „podążaj za mną” lub nawigacja do współrzędnych pośrednich
Najbardziej znaną klasą systemów o autonomicznej funkcjonalności, stosowanych obecnie przez siły zbrojne niektórych krajów, są systemy aktywnej ochrony (ACS) dla pojazdów opancerzonych, które są zdolne do samodzielnego niszczenia atakujących pocisków przeciwpancernych, rakiet niekierowanych i pocisków. SAZ to zwykle połączenie czujników radarowych lub podczerwieni, które wykrywają napastników, z systemem kierowania ogniem, który śledzi, ocenia i klasyfikuje zagrożenia.
Cały proces od momentu wykrycia do momentu wystrzelenia przeciwpocisku jest całkowicie zautomatyzowany, ponieważ interwencja człowieka może go spowolnić lub całkowicie uniemożliwić terminową operację. Operator nie tylko fizycznie nie będzie miał czasu na wydanie polecenia wystrzelenia przeciwpocisku, nie będzie nawet w stanie kontrolować poszczególnych faz tego procesu. Jednak ACS jest zawsze wstępnie zaprogramowany, aby użytkownicy mogli przewidzieć dokładne okoliczności, w których system powinien i nie powinien reagować. Rodzaje zagrożeń, które wywołają reakcję BAC, są znane z góry lub przynajmniej przewidywalne z dużą dozą pewności.
Podobne zasady regulują również działanie innych autonomicznych systemów uzbrojenia naziemnego, takich jak systemy przechwytywania rakiet, pocisków artyleryjskich i min wykorzystywanych do ochrony baz wojskowych w strefach działań wojennych. Zarówno BAS, jak i systemy przechwytywania można zatem uznać za samodzielne systemy, które po aktywacji nie wymagają interwencji człowieka.
Wyzwanie: autonomia dla naziemnych robotów mobilnych
Do tej pory naziemne systemy mobilne są zwykle wykorzystywane do wykrywania i neutralizacji ładunków wybuchowych lub rozpoznania terenu lub budynków. W obu przypadkach roboty są zdalnie sterowane i kontrolowane przez operatorów (choć niektóre roboty mogą wykonywać proste zadania, takie jak przemieszczanie się z punktu do punktu, bez stałej pomocy człowieka). „Powodem, dla którego udział człowieka jest nadal bardzo ważny, jest to, że roboty mobilne naziemne mają ogromne trudności z samodzielnym działaniem w złożonym i nieprzewidywalnym terenie. Kieruj pojazdem poruszającym się samodzielnie po polu bitwy, gdzie musi omijać przeszkody, jeździć z ruchomymi obiektami i znajdować się pod ostrzałem wroga. znacznie trudniejsze - ze względu na nieprzewidywalność - niż stosowanie autonomicznych systemów uzbrojenia, takich jak wspomniany SAZ ”- powiedział Marek Kalbarczyk z Europejskiej Agencji Obrony (EDA). Dlatego też autonomia robotów naziemnych nadal ogranicza się dziś do prostych funkcji, na przykład „podążaj za mną” i nawigacji według podanych współrzędnych. Funkcja „follow me” może być używana przez bezzałogowe pojazdy do podążania za innym pojazdem lub żołnierzem, podczas gdy nawigacja po punktach orientacyjnych umożliwia pojazdowi wykorzystanie współrzędnych (zdefiniowanych przez operatora lub zapisanych przez system) w celu dotarcia do żądanego miejsca docelowego. W obu przypadkach pojazd bezzałogowy wykorzystuje GPS, radar, sygnatury wizualne lub elektromagnetyczne lub kanały radiowe, aby podążać za tropem lub wzdłuż określonej/zapamiętanej trasy.
Wybór Żołnierza
Z operacyjnego punktu widzenia cel korzystania z takich funkcji autonomicznych jest zwykle następujący:
• zmniejszenie ryzyka dla żołnierzy w niebezpiecznych obszarach poprzez zastąpienie kierowców bezzałogowymi pojazdami lub bezzałogowymi zestawami jezdnymi z funkcją autonomicznego konwojowania, lub
• udzielanie wsparcia oddziałom na odległych obszarach.
Obie funkcje zasadniczo opierają się na tak zwanym elemencie „unikania przeszkód”, aby uniknąć kolizji z przeszkodami. Ze względu na złożoną topografię i ukształtowanie poszczególnych terenów (wzgórza, doliny, rzeki, drzewa itp.) system nawigacji punktowej stosowany w platformach naziemnych musi zawierać radar lub lidar laserowy (LiDAR - Light Detection And Ranging) lub mieć możliwość użyj wstępnie załadowanych map. Ponieważ jednak lidar opiera się na aktywnych czujnikach i dlatego jest łatwy do wykrycia, badania koncentrują się obecnie na pasywnych systemach obrazowania. Chociaż wstępnie załadowane mapy są wystarczające, gdy pojazdy bezzałogowe działają w dobrze znanych środowiskach, dla których dostępne są już szczegółowe mapy (na przykład monitorowanie i ochrona granic lub infrastruktury krytycznej). Jednak za każdym razem, gdy roboty naziemne muszą wejść do złożonej i nieprzewidywalnej przestrzeni, lidar jest niezbędny do poruszania się przez punkty pośrednie. Problem w tym, że lidar również ma swoje ograniczenia, to znaczy, że jego niezawodność można zagwarantować jedynie dla pojazdów bezzałogowych operujących w stosunkowo prostym terenie.
Dlatego potrzebne są dalsze badania i rozwój w tej dziedzinie. W tym celu opracowano kilka prototypów demonstracji technicznych, takich jak ADM-H czy EuroSWARM, aby zbadać, przetestować i zademonstrować bardziej zaawansowane funkcje, w tym autonomiczną nawigację czy współpracę systemów bezzałogowych. Próbki te są jednak wciąż na wczesnym etapie badań.
Przed nami wiele trudności
Ograniczenia lidaru to nie jedyny problem, z którym borykają się lądowe roboty mobilne (HMR). Zgodnie z opracowaniem „Terrain Fitting and Integration of Unmanned Ground Systems” oraz opracowaniem „Identyfikacja wszystkich głównych wymagań technicznych i bezpieczeństwa dla bezzałogowych pojazdów wojskowych podczas operacji w połączonej misji obejmującej systemy załogowe i bezzałogowe” (SafeMUVe), finansowane przez Europejska Agencja Obrony, wyzwania i możliwości można podzielić na pięć różnych kategorii:
1. Operacyjne: Istnieje wiele potencjalnych zadań, które można rozważyć dla naziemnych robotów mobilnych o funkcjach autonomicznych (centrum łączności, obserwacja, rozpoznanie stref i tras, ewakuacja rannych, rozpoznanie broni masowego rażenia, podążanie za liderem z ładunkiem, eskorta dostaw, tras oczyszczania itp.), ale wciąż brakuje koncepcji operacyjnych wspierających to wszystko. Dlatego twórcom naziemnych robotów mobilnych z autonomicznymi funkcjami trudno jest opracować systemy, które dokładnie spełnią wymagania wojska. Organizacja forów lub grup roboczych użytkowników pojazdów bezzałogowych z funkcjami autonomicznymi mogłaby rozwiązać ten problem.
2. Techniczne: Potencjalne korzyści płynące z HMR z funkcjami autonomicznymi są znaczące, ale nadal istnieją przeszkody techniczne, które należy pokonać. W zależności od zamierzonego zadania NMR może być wyposażony w różne zestawy wyposażenia pokładowego (czujniki do rozpoznania i obserwacji lub monitorowania i wykrywania broni masowego rażenia, manipulatory do obsługi materiałów wybuchowych lub systemów uzbrojenia, systemy nawigacji i naprowadzania), gromadzenie informacji zestawy, zestawy sterowania operatora i sprzęt sterujący . Oznacza to, że pilnie potrzebne są niektóre przełomowe technologie, takie jak podejmowanie decyzji / przetwarzanie kognitywne, interakcja człowiek-maszyna, obrazowanie komputerowe, technologia baterii lub wspólne zbieranie informacji. W szczególności nieuporządkowane i sporne środowisko bardzo utrudnia nawigację i prowadzenie. Tu trzeba iść ścieżką rozwoju nowych czujników (termicznych detektorów neutronów, interferometrów opartych na technologii przechłodzonych atomów, inteligentnych siłowników sterowania i zarządzania, zaawansowanych czujników indukcji elektromagnetycznej, spektroskopów na podczerwień) oraz metod np. zdecentralizowanych i wspólnych SLAM (Simultaneous Localization and Mapping - jednoczesna lokalizacja i mapowanie) i pomiary terenu XNUMXD, nawigacja względna, zaawansowana integracja i fuzja istniejących danych z czujników oraz mobilność wspomagana wzrokiem. Problem tkwi nie tyle w charakterze technologicznym, gdyż większość tych technologii jest już wykorzystywana w sferze cywilnej, ale w otoczeniu regulacyjnym. Rzeczywiście, takie technologie nie mogą być natychmiast wykorzystywane do celów wojskowych, ponieważ muszą być dostosowane do konkretnych wymagań wojskowych.
Taki jest właśnie cel zintegrowanego strategicznego programu badawczego OSRA opracowanego przez EOA, który jest narzędziem, które może zapewnić niezbędne rozwiązania. W ramach OSRA powstaje kilka tzw. bloków technologicznych lub TBB (Technology Building Blocks), które mają wyeliminować luki technologiczne związane z robotami naziemnymi, np.: wspólne działania platform zamieszkałych i niezamieszkałych, interakcja adaptacyjna między człowiekiem a system bezzałogowy o różnych poziomach autonomii; system kontroli i diagnostyki; nowe interfejsy użytkownika; nawigacja w przypadku braku sygnałów satelitarnych; autonomiczne i zautomatyzowane naprowadzanie, nawigacja i sterowanie oraz algorytmy podejmowania decyzji dla platform załogowych i bezzałogowych; kontrola kilku robotów i ich wspólne działania; precyzyjne prowadzenie i kontrola broni; aktywne systemy obrazowania; sztuczna inteligencja i big data do podejmowania decyzji. Każdy TVV należy do specjalnej grupy lub CapTech, w skład której wchodzą eksperci z państwa, przemysłu i środowiska akademickiego. Zadaniem każdej grupy CapTech jest opracowanie mapy drogowej dla ich TVB.
3. Regulacyjne/Prawne: Istotną przeszkodą we wprowadzaniu systemów autonomicznych w wojsku jest brak odpowiednich metodologii weryfikacji i oceny czy procesów certyfikacji, które są niezbędne do potwierdzenia, że nawet robot mobilny z najbardziej podstawowymi funkcjami autonomicznymi jest w stanie działać poprawnie i bezpiecznie nawet w wrogim i złożonym środowisku. W sferze cywilnej samochody autonomiczne stoją przed tymi samymi wyzwaniami. Według badania SafeMUVe główna luka zidentyfikowana w odniesieniu do określonych standardów/najlepszych praktyk dotyczy modułów związanych z wyższym poziomem autonomii, a mianowicie „Automatyzacja” i „Scalanie danych”. Moduły takie jak Percepcja Środowiska, Lokalizacja i Mapowanie, Nadzór (Podejmowanie Decyzji), Planowanie Ruchu, itp., są nadal na średnim poziomie gotowości technologicznej i chociaż istnieje kilka rozwiązań i algorytmów zaprojektowanych do wykonywania różnych zadań, nie ma jednego standardu. jeszcze dostępne. W związku z tym istnieją również zaległości dotyczące weryfikacji i certyfikacji tych modułów, częściowo objęte europejską inicjatywą ENABLE-S3. Niedawno utworzona sieć ośrodków testowych EOA była pierwszym krokiem we właściwym kierunku. Pozwala to krajowym ośrodkom na realizację wspólnych inicjatyw przygotowujących do testowania obiecujących technologii, na przykład w dziedzinie robotyki.
Pojazdy opancerzone AMV podczas testów kolumny pojazdów autonomicznych na ELROB 2018 (wariant AMV 8x8 z podnoszonym dachem podąża za pojazdem autonomicznym Patria AMV)
4. Personel: Rozszerzone wykorzystanie bezzałogowych i autonomicznych systemów naziemnych będzie wymagało zmian w edukacji wojskowej, w tym szkolenia operatorów. Personel wojskowy musi przede wszystkim zrozumieć techniczne zasady autonomii systemu, aby w razie potrzeby prawidłowo go obsługiwać i kontrolować. Stworzenie zaufania pomiędzy użytkownikiem a systemem autonomicznym jest warunkiem wstępnym szerszego wykorzystania systemów naziemnych o wyższym poziomie autonomii.
5. Finanse: Podczas gdy globalni gracze komercyjni, tacy jak Uber, Google, Tesla czy Toyota inwestują miliardy euro w rozwój bezzałogowych pojazdów, wojsko wydaje znacznie skromniejsze kwoty na bezzałogowe systemy naziemne, które są również dystrybuowane między kraje, które mają własne plany narodowe rozwój takich platform. Powstający Europejski Fundusz Obronny powinien pomóc skonsolidować finansowanie i wspierać wspólne podejście do opracowywania naziemnych robotów mobilnych o bardziej zaawansowanych funkcjach autonomicznych.
Praca Agencji Europejskiej
EOA od kilku lat działa w obszarze naziemnych robotów mobilnych. Specjalne aspekty technologiczne, takie jak mapowanie, planowanie trasy, podążanie za prowadzeniem lub unikanie przeszkód, zostały opracowane we wspólnych projektach badawczych, takich jak SAM-UGV lub HyMUP; oba są współfinansowane przez Francję i Niemcy.
Projekt SAM-UGV ma na celu opracowanie samodzielnego modelu demonstracyjnego technologii opartego na mobilnej platformie naziemnej o modułowej architekturze sprzętu i oprogramowania. W szczególności próba demonstracyjna technologii potwierdziła koncepcję skalowalnej autonomii (przełączanie między zdalnym sterowaniem, półautonomią i pełną autonomią). Projekt SAM-UGV był dalej rozwijany w ramach projektu HyMUP, który potwierdził możliwość wykonywania misji bojowych przez systemy bezzałogowe we współpracy z istniejącymi pojazdami załogowymi.
Ponadto kwestie ochrony systemów autonomicznych przed celową ingerencją, opracowanie wymagań bezpieczeństwa dla zadań mieszanych oraz standaryzacja HMP są obecnie poruszane w ramach projektu PASEI oraz odpowiednio w badaniach SafeMUVe i SUGV.
Na wodzie i pod wodą
Zautomatyzowane systemy morskie są kluczowym elementem modernizacji i transformacji sił morskich, mogą zasadniczo zmienić strukturę i paradygmat zaawansowanych technologicznie flot, co pozwoli im stać się bardziej dynamiczną siłą, szybciej reagującą na coraz większy zasięg zagrożenia.
Automatyczne systemy morskie (AMS) mają znaczący wpływ na charakter działań wojennych i wszędzie. Powszechna dostępność i redukcja kosztów komponentów i technologii, które mogą być stosowane w systemach wojskowych, umożliwiają coraz większej liczbie podmiotów państwowych i niepaństwowych dostęp do wód oceanów na świecie. W ostatnich latach liczba eksploatowanych AMS wzrosła kilkukrotnie, dlatego niezbędne jest wdrożenie odpowiednich programów i projektów, które zapewnią flotom niezbędne technologie i możliwości gwarantujące bezpieczną i swobodną żeglugę na morzach i oceanach.
Wpływ w pełni autonomicznych systemów jest już tak silny, że każdy przemysł obronny, który nie skorzysta z tego przełomu technologicznego, straci również rozwój technologiczny przyszłości. Systemy bezzałogowe i autonomiczne mogą być z powodzeniem wykorzystywane w sferze wojskowej do wykonywania złożonych i trudnych zadań, zwłaszcza w nieprzyjaznych i nieprzewidywalnych warunkach, co jasno i ilustruje środowisko morskie. Świat morski jest podatny na wyzwania, często niezbadany i trudny w nawigacji, a te autonomiczne systemy mogą pomóc przezwyciężyć niektóre z tych wyzwań. Mają możliwość wykonywania zadań bez bezpośredniej interwencji człowieka, wykorzystując tryby działania dzięki interakcji programów komputerowych z przestrzenią zewnętrzną.
Można śmiało powiedzieć, że wykorzystanie AMS w operacjach morskich ma najszersze perspektywy i wszystko „dzięki” wrogości, nieprzewidywalności i wielkości przestrzeni morskiej. Warto podkreślić, że niepohamowane pragnienie podboju morskich przestrzeni w połączeniu z najbardziej złożonymi i zaawansowanymi rozwiązaniami naukowymi i technologicznymi zawsze było kluczem do sukcesu.
AWS zyskują coraz większą popularność wśród żeglarzy, stając się integralną częścią flot, gdzie wykorzystywane są głównie w misjach nieśmiercionośnych, np. w akcji minowej, do rozpoznania, obserwacji i zbierania informacji. Jednak autonomiczne systemy morskie mają największy potencjał w podwodnym świecie. Podwodny świat staje się areną coraz bardziej zażartych sporów, nasila się walka o zasoby morskie, a jednocześnie istnieje duża potrzeba zapewnienia bezpieczeństwa morskich szlaków komunikacyjnych.
Ciąg dalszy nastąpi...
Naziemne systemy uzbrojenia o autonomicznych funkcjach sprawdziły się w siłach zbrojnych, które wykorzystują je do różnych zadań, w tym do ochrony żołnierzy czy obozów polowych. Ich potencjał technologiczny jest jednak znaczący, podobnie jak wyzwania, przed którymi stoją.
Autonomia pojazdów lądowych roboty dzisiaj jest nadal ograniczony do prostych funkcji, takich jak „podążaj za mną” lub nawigacja do współrzędnych pośrednich
Najbardziej znaną klasą systemów o autonomicznej funkcjonalności, stosowanych obecnie przez siły zbrojne niektórych krajów, są systemy aktywnej ochrony (ACS) dla pojazdów opancerzonych, które są zdolne do samodzielnego niszczenia atakujących pocisków przeciwpancernych, rakiet niekierowanych i pocisków. SAZ to zwykle połączenie czujników radarowych lub podczerwieni, które wykrywają napastników, z systemem kierowania ogniem, który śledzi, ocenia i klasyfikuje zagrożenia.
Cały proces od momentu wykrycia do momentu wystrzelenia przeciwpocisku jest całkowicie zautomatyzowany, ponieważ interwencja człowieka może go spowolnić lub całkowicie uniemożliwić terminową operację. Operator nie tylko fizycznie nie będzie miał czasu na wydanie polecenia wystrzelenia przeciwpocisku, nie będzie nawet w stanie kontrolować poszczególnych faz tego procesu. Jednak ACS jest zawsze wstępnie zaprogramowany, aby użytkownicy mogli przewidzieć dokładne okoliczności, w których system powinien i nie powinien reagować. Rodzaje zagrożeń, które wywołają reakcję BAC, są znane z góry lub przynajmniej przewidywalne z dużą dozą pewności.
Podobne zasady regulują również działanie innych autonomicznych systemów uzbrojenia naziemnego, takich jak systemy przechwytywania rakiet, pocisków artyleryjskich i min wykorzystywanych do ochrony baz wojskowych w strefach działań wojennych. Zarówno BAS, jak i systemy przechwytywania można zatem uznać za samodzielne systemy, które po aktywacji nie wymagają interwencji człowieka.
Wyzwanie: autonomia dla naziemnych robotów mobilnych
Do tej pory naziemne systemy mobilne są zwykle wykorzystywane do wykrywania i neutralizacji ładunków wybuchowych lub rozpoznania terenu lub budynków. W obu przypadkach roboty są zdalnie sterowane i kontrolowane przez operatorów (choć niektóre roboty mogą wykonywać proste zadania, takie jak przemieszczanie się z punktu do punktu, bez stałej pomocy człowieka). „Powodem, dla którego udział człowieka jest nadal bardzo ważny, jest to, że roboty mobilne naziemne mają ogromne trudności z samodzielnym działaniem w złożonym i nieprzewidywalnym terenie. Kieruj pojazdem poruszającym się samodzielnie po polu bitwy, gdzie musi omijać przeszkody, jeździć z ruchomymi obiektami i znajdować się pod ostrzałem wroga. znacznie trudniejsze - ze względu na nieprzewidywalność - niż stosowanie autonomicznych systemów uzbrojenia, takich jak wspomniany SAZ ”- powiedział Marek Kalbarczyk z Europejskiej Agencji Obrony (EDA). Dlatego też autonomia robotów naziemnych nadal ogranicza się dziś do prostych funkcji, na przykład „podążaj za mną” i nawigacji według podanych współrzędnych. Funkcja „follow me” może być używana przez bezzałogowe pojazdy do podążania za innym pojazdem lub żołnierzem, podczas gdy nawigacja po punktach orientacyjnych umożliwia pojazdowi wykorzystanie współrzędnych (zdefiniowanych przez operatora lub zapisanych przez system) w celu dotarcia do żądanego miejsca docelowego. W obu przypadkach pojazd bezzałogowy wykorzystuje GPS, radar, sygnatury wizualne lub elektromagnetyczne lub kanały radiowe, aby podążać za tropem lub wzdłuż określonej/zapamiętanej trasy.
Wybór Żołnierza
Z operacyjnego punktu widzenia cel korzystania z takich funkcji autonomicznych jest zwykle następujący:
• zmniejszenie ryzyka dla żołnierzy w niebezpiecznych obszarach poprzez zastąpienie kierowców bezzałogowymi pojazdami lub bezzałogowymi zestawami jezdnymi z funkcją autonomicznego konwojowania, lub
• udzielanie wsparcia oddziałom na odległych obszarach.
Obie funkcje zasadniczo opierają się na tak zwanym elemencie „unikania przeszkód”, aby uniknąć kolizji z przeszkodami. Ze względu na złożoną topografię i ukształtowanie poszczególnych terenów (wzgórza, doliny, rzeki, drzewa itp.) system nawigacji punktowej stosowany w platformach naziemnych musi zawierać radar lub lidar laserowy (LiDAR - Light Detection And Ranging) lub mieć możliwość użyj wstępnie załadowanych map. Ponieważ jednak lidar opiera się na aktywnych czujnikach i dlatego jest łatwy do wykrycia, badania koncentrują się obecnie na pasywnych systemach obrazowania. Chociaż wstępnie załadowane mapy są wystarczające, gdy pojazdy bezzałogowe działają w dobrze znanych środowiskach, dla których dostępne są już szczegółowe mapy (na przykład monitorowanie i ochrona granic lub infrastruktury krytycznej). Jednak za każdym razem, gdy roboty naziemne muszą wejść do złożonej i nieprzewidywalnej przestrzeni, lidar jest niezbędny do poruszania się przez punkty pośrednie. Problem w tym, że lidar również ma swoje ograniczenia, to znaczy, że jego niezawodność można zagwarantować jedynie dla pojazdów bezzałogowych operujących w stosunkowo prostym terenie.
Dlatego potrzebne są dalsze badania i rozwój w tej dziedzinie. W tym celu opracowano kilka prototypów demonstracji technicznych, takich jak ADM-H czy EuroSWARM, aby zbadać, przetestować i zademonstrować bardziej zaawansowane funkcje, w tym autonomiczną nawigację czy współpracę systemów bezzałogowych. Próbki te są jednak wciąż na wczesnym etapie badań.
Przed nami wiele trudności
Ograniczenia lidaru to nie jedyny problem, z którym borykają się lądowe roboty mobilne (HMR). Zgodnie z opracowaniem „Terrain Fitting and Integration of Unmanned Ground Systems” oraz opracowaniem „Identyfikacja wszystkich głównych wymagań technicznych i bezpieczeństwa dla bezzałogowych pojazdów wojskowych podczas operacji w połączonej misji obejmującej systemy załogowe i bezzałogowe” (SafeMUVe), finansowane przez Europejska Agencja Obrony, wyzwania i możliwości można podzielić na pięć różnych kategorii:
1. Operacyjne: Istnieje wiele potencjalnych zadań, które można rozważyć dla naziemnych robotów mobilnych o funkcjach autonomicznych (centrum łączności, obserwacja, rozpoznanie stref i tras, ewakuacja rannych, rozpoznanie broni masowego rażenia, podążanie za liderem z ładunkiem, eskorta dostaw, tras oczyszczania itp.), ale wciąż brakuje koncepcji operacyjnych wspierających to wszystko. Dlatego twórcom naziemnych robotów mobilnych z autonomicznymi funkcjami trudno jest opracować systemy, które dokładnie spełnią wymagania wojska. Organizacja forów lub grup roboczych użytkowników pojazdów bezzałogowych z funkcjami autonomicznymi mogłaby rozwiązać ten problem.
2. Techniczne: Potencjalne korzyści płynące z HMR z funkcjami autonomicznymi są znaczące, ale nadal istnieją przeszkody techniczne, które należy pokonać. W zależności od zamierzonego zadania NMR może być wyposażony w różne zestawy wyposażenia pokładowego (czujniki do rozpoznania i obserwacji lub monitorowania i wykrywania broni masowego rażenia, manipulatory do obsługi materiałów wybuchowych lub systemów uzbrojenia, systemy nawigacji i naprowadzania), gromadzenie informacji zestawy, zestawy sterowania operatora i sprzęt sterujący . Oznacza to, że pilnie potrzebne są niektóre przełomowe technologie, takie jak podejmowanie decyzji / przetwarzanie kognitywne, interakcja człowiek-maszyna, obrazowanie komputerowe, technologia baterii lub wspólne zbieranie informacji. W szczególności nieuporządkowane i sporne środowisko bardzo utrudnia nawigację i prowadzenie. Tu trzeba iść ścieżką rozwoju nowych czujników (termicznych detektorów neutronów, interferometrów opartych na technologii przechłodzonych atomów, inteligentnych siłowników sterowania i zarządzania, zaawansowanych czujników indukcji elektromagnetycznej, spektroskopów na podczerwień) oraz metod np. zdecentralizowanych i wspólnych SLAM (Simultaneous Localization and Mapping - jednoczesna lokalizacja i mapowanie) i pomiary terenu XNUMXD, nawigacja względna, zaawansowana integracja i fuzja istniejących danych z czujników oraz mobilność wspomagana wzrokiem. Problem tkwi nie tyle w charakterze technologicznym, gdyż większość tych technologii jest już wykorzystywana w sferze cywilnej, ale w otoczeniu regulacyjnym. Rzeczywiście, takie technologie nie mogą być natychmiast wykorzystywane do celów wojskowych, ponieważ muszą być dostosowane do konkretnych wymagań wojskowych.
Taki jest właśnie cel zintegrowanego strategicznego programu badawczego OSRA opracowanego przez EOA, który jest narzędziem, które może zapewnić niezbędne rozwiązania. W ramach OSRA powstaje kilka tzw. bloków technologicznych lub TBB (Technology Building Blocks), które mają wyeliminować luki technologiczne związane z robotami naziemnymi, np.: wspólne działania platform zamieszkałych i niezamieszkałych, interakcja adaptacyjna między człowiekiem a system bezzałogowy o różnych poziomach autonomii; system kontroli i diagnostyki; nowe interfejsy użytkownika; nawigacja w przypadku braku sygnałów satelitarnych; autonomiczne i zautomatyzowane naprowadzanie, nawigacja i sterowanie oraz algorytmy podejmowania decyzji dla platform załogowych i bezzałogowych; kontrola kilku robotów i ich wspólne działania; precyzyjne prowadzenie i kontrola broni; aktywne systemy obrazowania; sztuczna inteligencja i big data do podejmowania decyzji. Każdy TVV należy do specjalnej grupy lub CapTech, w skład której wchodzą eksperci z państwa, przemysłu i środowiska akademickiego. Zadaniem każdej grupy CapTech jest opracowanie mapy drogowej dla ich TVB.
3. Regulacyjne/Prawne: Istotną przeszkodą we wprowadzaniu systemów autonomicznych w wojsku jest brak odpowiednich metodologii weryfikacji i oceny czy procesów certyfikacji, które są niezbędne do potwierdzenia, że nawet robot mobilny z najbardziej podstawowymi funkcjami autonomicznymi jest w stanie działać poprawnie i bezpiecznie nawet w wrogim i złożonym środowisku. W sferze cywilnej samochody autonomiczne stoją przed tymi samymi wyzwaniami. Według badania SafeMUVe główna luka zidentyfikowana w odniesieniu do określonych standardów/najlepszych praktyk dotyczy modułów związanych z wyższym poziomem autonomii, a mianowicie „Automatyzacja” i „Scalanie danych”. Moduły takie jak Percepcja Środowiska, Lokalizacja i Mapowanie, Nadzór (Podejmowanie Decyzji), Planowanie Ruchu, itp., są nadal na średnim poziomie gotowości technologicznej i chociaż istnieje kilka rozwiązań i algorytmów zaprojektowanych do wykonywania różnych zadań, nie ma jednego standardu. jeszcze dostępne. W związku z tym istnieją również zaległości dotyczące weryfikacji i certyfikacji tych modułów, częściowo objęte europejską inicjatywą ENABLE-S3. Niedawno utworzona sieć ośrodków testowych EOA była pierwszym krokiem we właściwym kierunku. Pozwala to krajowym ośrodkom na realizację wspólnych inicjatyw przygotowujących do testowania obiecujących technologii, na przykład w dziedzinie robotyki.
Pojazdy opancerzone AMV podczas testów kolumny pojazdów autonomicznych na ELROB 2018 (wariant AMV 8x8 z podnoszonym dachem podąża za pojazdem autonomicznym Patria AMV)
4. Personel: Rozszerzone wykorzystanie bezzałogowych i autonomicznych systemów naziemnych będzie wymagało zmian w edukacji wojskowej, w tym szkolenia operatorów. Personel wojskowy musi przede wszystkim zrozumieć techniczne zasady autonomii systemu, aby w razie potrzeby prawidłowo go obsługiwać i kontrolować. Stworzenie zaufania pomiędzy użytkownikiem a systemem autonomicznym jest warunkiem wstępnym szerszego wykorzystania systemów naziemnych o wyższym poziomie autonomii.
5. Finanse: Podczas gdy globalni gracze komercyjni, tacy jak Uber, Google, Tesla czy Toyota inwestują miliardy euro w rozwój bezzałogowych pojazdów, wojsko wydaje znacznie skromniejsze kwoty na bezzałogowe systemy naziemne, które są również dystrybuowane między kraje, które mają własne plany narodowe rozwój takich platform. Powstający Europejski Fundusz Obronny powinien pomóc skonsolidować finansowanie i wspierać wspólne podejście do opracowywania naziemnych robotów mobilnych o bardziej zaawansowanych funkcjach autonomicznych.
Praca Agencji Europejskiej
EOA od kilku lat działa w obszarze naziemnych robotów mobilnych. Specjalne aspekty technologiczne, takie jak mapowanie, planowanie trasy, podążanie za prowadzeniem lub unikanie przeszkód, zostały opracowane we wspólnych projektach badawczych, takich jak SAM-UGV lub HyMUP; oba są współfinansowane przez Francję i Niemcy.
Projekt SAM-UGV ma na celu opracowanie samodzielnego modelu demonstracyjnego technologii opartego na mobilnej platformie naziemnej o modułowej architekturze sprzętu i oprogramowania. W szczególności próba demonstracyjna technologii potwierdziła koncepcję skalowalnej autonomii (przełączanie między zdalnym sterowaniem, półautonomią i pełną autonomią). Projekt SAM-UGV był dalej rozwijany w ramach projektu HyMUP, który potwierdził możliwość wykonywania misji bojowych przez systemy bezzałogowe we współpracy z istniejącymi pojazdami załogowymi.
Ponadto kwestie ochrony systemów autonomicznych przed celową ingerencją, opracowanie wymagań bezpieczeństwa dla zadań mieszanych oraz standaryzacja HMP są obecnie poruszane w ramach projektu PASEI oraz odpowiednio w badaniach SafeMUVe i SUGV.
Na wodzie i pod wodą
Zautomatyzowane systemy morskie są kluczowym elementem modernizacji i transformacji sił morskich, mogą zasadniczo zmienić strukturę i paradygmat zaawansowanych technologicznie flot, co pozwoli im stać się bardziej dynamiczną siłą, szybciej reagującą na coraz większy zasięg zagrożenia.
Automatyczne systemy morskie (AMS) mają znaczący wpływ na charakter działań wojennych i wszędzie. Powszechna dostępność i redukcja kosztów komponentów i technologii, które mogą być stosowane w systemach wojskowych, umożliwiają coraz większej liczbie podmiotów państwowych i niepaństwowych dostęp do wód oceanów na świecie. W ostatnich latach liczba eksploatowanych AMS wzrosła kilkukrotnie, dlatego niezbędne jest wdrożenie odpowiednich programów i projektów, które zapewnią flotom niezbędne technologie i możliwości gwarantujące bezpieczną i swobodną żeglugę na morzach i oceanach.
Wpływ w pełni autonomicznych systemów jest już tak silny, że każdy przemysł obronny, który nie skorzysta z tego przełomu technologicznego, straci również rozwój technologiczny przyszłości. Systemy bezzałogowe i autonomiczne mogą być z powodzeniem wykorzystywane w sferze wojskowej do wykonywania złożonych i trudnych zadań, zwłaszcza w nieprzyjaznych i nieprzewidywalnych warunkach, co jasno i ilustruje środowisko morskie. Świat morski jest podatny na wyzwania, często niezbadany i trudny w nawigacji, a te autonomiczne systemy mogą pomóc przezwyciężyć niektóre z tych wyzwań. Mają możliwość wykonywania zadań bez bezpośredniej interwencji człowieka, wykorzystując tryby działania dzięki interakcji programów komputerowych z przestrzenią zewnętrzną.
Można śmiało powiedzieć, że wykorzystanie AMS w operacjach morskich ma najszersze perspektywy i wszystko „dzięki” wrogości, nieprzewidywalności i wielkości przestrzeni morskiej. Warto podkreślić, że niepohamowane pragnienie podboju morskich przestrzeni w połączeniu z najbardziej złożonymi i zaawansowanymi rozwiązaniami naukowymi i technologicznymi zawsze było kluczem do sukcesu.
AWS zyskują coraz większą popularność wśród żeglarzy, stając się integralną częścią flot, gdzie wykorzystywane są głównie w misjach nieśmiercionośnych, np. w akcji minowej, do rozpoznania, obserwacji i zbierania informacji. Jednak autonomiczne systemy morskie mają największy potencjał w podwodnym świecie. Podwodny świat staje się areną coraz bardziej zażartych sporów, nasila się walka o zasoby morskie, a jednocześnie istnieje duża potrzeba zapewnienia bezpieczeństwa morskich szlaków komunikacyjnych.
Ciąg dalszy nastąpi...
informacja