Технологические решения

Беспилотная авиация как, собственно, и другая робототехника стала возможна благодаря ряду технических решений, связанных с появлением автопилота, инерциальной системы навигации и многого другого. В то же время ключевыми технологиями, позволяющими компенсировать отсутствие пилота в кабине и, по сути, дающими возможность БПЛА летать, являются технологии создания микропроцессорной техники и коммуникационные средства. Оба типа технологий пришли из гражданской сферы – компьютерной индустрии, позволившей использовать для БПЛА современные микропроцессоры, беспроводные системы связи и передачи данных, а также специальные способы сжатия и защиты информации. Обладание такими технологиями – залог успеха в обеспечении необходимой степени автономности не только БПЛА, но и наземных робототехнических средств и автономных морских аппаратов.

Используя предложенную сотрудниками Оксфордского университета довольно наглядную классификацию, можно систематизировать «способности» перспективных роботов по четырем классам (поколениям):

– быстродействие процессоров универсальных роботов первого поколения составляет три тысячи миллионов команд в секунду (MIPS) и соответствует уровню ящерицы. Главные особенности таких роботов – возможность получения и выполнения только одной задачи, которая программируется заранее;

– особенность роботов второго поколения (уровень мыши) – адаптивное поведение, то есть обучение непосредственно в процессе выполнения заданий;

– быстродействие процессоров роботов третьего поколения будет достигать уже 10 млн. MIPS, что соответствует уровню обезьяны. Особенность таких роботов в том, что для получения задания и обучения требуется только показ или объяснение;

– четвертое поколение роботов должно будет соответствовать уровню человека, то есть способно мыслить и принимать самостоятельные решения.

Существует и более сложный 10-уровневый подход классификации степени автономности БЛА. Несмотря на ряд различий, единым в представленных подходах остается критерий MIPS, по которому, собственно, и осуществляется классификация.

Нынешнее состояние микроэлектроники развитых стран уже позволяет применять БПЛА для выполнения полноценных задач с минимальным участием человека. Но конечная цель – полная замена пилота на его виртуальную копию с такими же возможностями по скорости принятия решения, объемом памяти и правильным алгоритмом действия.

Американские специалисты считают, что если попытаться сопоставить способности человека с возможностями компьютера, то такой компьютер должен производить 100 трлн. операций в секунду и обладать достаточной оперативной памятью. В настоящее время возможности микропроцессорной техники в 10 раз меньше. И только к 2015 году развитые страны смогут достичь необходимого уровня. При этом важное значение имеет миниатюризация разрабатываемых процессоров.

Сегодня минимальные размеры процессоров на основе кремниевых полупроводников ограничены технологиями их производства, базирующимися на ультрафиолетовой литографии. И, по данным доклада аппарата министра обороны США, эти предельные размеры в 0,1 микрона будут достигнуты уже к 2015–2020 годам.

Вместе с тем альтернативой ультрафиолетовой литографии может стать применение оптических, биохимических, квантовых технологий создания переключателей и молекулярных процессоров. По их мнению, процессоры, разрабатываемые с использованием методов квантовой интерференции, могут увеличить скорость вычислений в тысячи раз, а нанотехнологии – в миллионы раз.

Серьезное внимание уделяется и перспективным средствам связи и передачи данных, которые, по сути, являются критическими элементами успешного применения беспилотных и роботизированных средств. А это, в свою очередь, неотъемлемое условие эффективного реформирования ВС любой страны и осуществления технологической революции в военном деле.

Планы командования вооруженных сил США по развертыванию робототехнических средств грандиозны. Более того, самые смелые представители Пентагона спят и видят, как целые стада роботов будут вести войны, экспортируя американскую «демократию» в любую точку мира, в то время как сами американцы будут спокойно сидеть дома. Конечно, роботы уже решают наиболее опасные задачи, да и технический прогресс не стоит на месте. Но еще очень рано говорить о возможности создания полностью роботизированных боевых формирований, способных самостоятельно вести боевые действия.

Тем не менее для решения возникающих проблем задействуются самые современные технологии создания:

– трансгенных биополимеров, применяющихся при разработке ультралегких, сверхпрочных, эластичных материалов с повышенными характеристиками малозаметности для корпусов БПЛА и других робототехнических средств;

– углеродных нанотрубок, используемых в электронных системах БПЛА. Кроме того, покрытия из наночастиц электропроводных полимеров позволяют на их основе разрабатывать систему динамического камуфляжа для робототехнических и других средств вооруженной борьбы;

– микроэлектромеханических систем, объединяющих в себе микроэлектронные и микромеханические элементы;

– водородных двигателей, позволяющих снизить шумность роботехнических средств;

– «умных материалов», изменяющих свою форму (или выполняющих определенную функцию) под влиянием внешних воздействий. Например, для беспилотных летательных аппаратов Управление исследовательских и научных программ DARPA проводит эксперименты по разработке концепции изменяющегося в зависимости от режима полета крыла, что позволит существенно облегчить вес БПЛА за счет отказа от использования гидравлических домкратов и насосов, устанавливаемых в настоящее время на пилотируемых летательных аппаратах;

– магнитных наночастиц, способных обеспечить скачок в разработке устройств хранения информации, существенно расширив «мозги» роботизированных и беспилотных систем. Потенциал технологии, достигаемый за счет использования специальных наночастиц размером 10–20 нанометров, – 400 гигабит на квадратный сантиметр.

Несмотря на нынешнюю экономическую непривлекательность многих проектов и исследований, военное руководство ведущих зарубежных стран, проводит целенаправленную, долгосрочную политику в области разработки перспективных роботизированных и беспилотных средств вооруженной борьбы, рассчитывая не только сохранить личный состав, сделать проведение всех боевых и обеспечивающих задач более безопасным, но и в перспективе разработать инновационные и эффективные средства для обеспечения национальной безопасности, борьбы с терроризмом и иррегулярными угрозами, а также эффективного проведения современных и будущих операций.

document.domain = "ng.ru"; gg_title=""; gg_end="открыть" var article_announce =gg_title+"

Боевые роботы США – под водой, в небесах и на суше\n

Тенденции развития XXI века: от новых технологий – к инновационным вооруженным силам\n 2010-05-14 \/ Александр Евгеньевич Кондратьев - кандидат военных наук, профессор АВН.\n"+gg_end; Your browser is not supporting IFRAME