我为电动车身而战! 地面移动机器人在今天和明天的战场上。 美国技术概述

我为电动车身而战! 地面移动机器人在今天和明天的战场上。 美国技术概述
在2全军营的士兵进行的演习中,在Dona Ana训练场检查了一个小型机器人SUGV(小型无人地面车辆),以验证实验技术。


每个人都在谈论战斗机器人。 从好莱坞大片到伊拉克和阿富汗战场,机器人 - 就是讨论和世界各地军队的军事预算更昂贵的部分热议的话题。 但是你真正期待他们的是什么? 但更重要的是,我们希望他们做什么?


在科幻小说的书页上,机器人经常作为未来的先驱。 在1962中,雷·布拉德伯里写了一篇题为“电子体唱歌!”的故事。 在他的故事中,一个有三个孩子的寡妇为她的孩子选择了一个保姆。 “祖母”机器人很快就得到了两个年幼孩子的青睐,但这只会让年轻女孩Agatha受到攻击。 “奶奶”试图在阿加莎面前建立自己,她表现出无私的行为,为阿加莎冒着生命危险,从而表明她比大多数人更加人性化。 “奶奶”雷·布拉德伯里将机器人视为人类最好的一面的继承人。 今天,机器人是至关重要的,它们帮助士兵在战场上生存,改变战争的方式。 今天,用布拉德伯里解释,人们可以说:“我正在为一个电子体而战。”

地面移动机器人的黎明(NMR)

现代时代有两个基本原则,它们很快改变了战争引领未来战争的方式:第一个是人们将科学转化为技术的能力; 第二个是发生这种转变的加速度。 第一个原则是思考能力的问题,而第二个原则是计算机能力快速发展的功能。 智力和不断增长的计算能力相结合,为陆地战争的军事机器人创造了一个“勇敢的新世界”。 在战斗中使用军用机器人是一种“质的新”,往往是战争的矛盾转变;这些机器人不仅仅是 武器它们的创造是为了取代人类。

尽管今年的2009机器人与科幻故事相比正在做出幼稚的步骤,但它们已经证明了它们在战斗中的实用性。 最初的核磁共振技术部署在伊拉克和阿富汗的第一次战斗中,并在未来几年迅速扩散; 地面机器人已被广泛用于爆炸物处理(AFP)作业和无数简易爆炸装置。 迄今为止,通过美国武装部队部署的7000地面机器人,它们已成为军事行动中不可或缺的一部分。

有一段时间,在他的一次采访中,退休的海军少将,政府主席和iRobot工业机器人部门的约瑟夫戴尔强调了更换核磁共振士兵的重要性,至少在某些战斗情况下。 “在核磁共振之前,士兵们前往洞穴检查敌军士兵和军事装备的存在。 电缆连接到它们,以防出现问题......以便同事可以将它们拉出来。 通过核磁共振,士兵现在可以先放置机器人,保持安全距离。 这是非常重要的,因为所有损失的一半发生在最初与敌人接触时。 在这里,机器人是第一个出现的人之一。“ 海军上将戴尔回忆说,在2005结束时,空中突击远征部队在本宁堡测试了更多的40技术。 “陆军部长要求远征军指挥官:如果你现在可以选择两种技术申请,你会选择哪一项? 指挥官回答说,小核磁共振(SUGV)和RAVEN。 当他问为什么时,他回答说:除其他外,我想控制局势。 我希望在战场上拥有上帝的眼睛(RAVEN无人机)和亲密的个人评论(SUGV)。“


由ASI(Autonomous Solutions Inc.)为TARDEC装甲研究中心制造的CHAOS机器人在冬季测试中显示在照片中



MATTRACKS T4-3500机器人采用跟踪技术,可在泥,沙,雪,沼泽和苔原中提供移动性和良好的抓地力。 TARDEC与Mattracks合作开发了用于底盘和电动驱动设计的跟踪核磁共振项目。



来自iRobot的SUGV可以转移和管理一名士兵



Northrop Grumman Remotec拥有广泛的机器人用于各种应用:军事,爆炸性弹药处理,有害物质和执法。 命名ANDROS家庭,它包括HD-1模型,F6A,MK V-A1,迷你ANDROS和WOLVERINE。 在与F6A模型一起使用的爆炸物照片中




HMP XM1217 MULE-T在军队测试期间拉5吨卡车



TALON机器人由伊拉克军队的普通17工程师团控制,在巴格达南部的一次联合演习中捕获了一个空瓶子。 TALON由Foster-Miller(QinetiQ北美的一部分)开发,并已广泛成功地用于伊拉克和阿富汗的爆炸物处理行动。



MARCbot IV推进其相机搜索可疑的IED


过去十年中,核磁共振的不断发展与新技术相结合,创造了许多机器人,拯救了许多人的生命,并帮助在伊拉克和阿富汗取得了业务成功。 由于在战场上取得了及时的成功,在整个地面作战任务中对地面移动系统的兴趣日益增加。 目前,美国是第一个军用机器人的开发商,但这种领导力是有限的,许多其他先进的飞机用地面机器人补充他们的武库或计划这样做。 美国的长期研究将侧重于开发和部署越来越多的核磁共振。 国会调查(“开发和利用机器人和地面移动机器人»,2006)定义的兴趣HMP特殊区域,并强调,在NMR技术领域的军事上的重要性正在迅速增长。

核磁共振发挥两个重要作用:它们扩大了战斗机的感知并影响战场上的行动过程。 NMR的第一个功能是提供智能,观察和指导。 它们影响着诸如打击简易爆炸装置(IED),运输武器,装备和物资以及清除伤员等任务的行动方针。

核磁共振可以是远程控制(即由远程操作员或决策者指导),也可以是更小或更大程度的自主(即,能够作为其任务的一部分独立工作并做出独立的基于软件的决策)。 遥控机器人通常通过复杂的无线通信通道进行控制,并且通常需要经过专门训练的操作员或操作员组在复杂的战场空间中操作。 使用无线电控制的核磁共振,士兵可以在城市战斗中偷看角落,减少观察和敌人射击的风险。 基本上,现代NMR的控制距离是2000-6000 m。

地面机器人并不便宜,而且它们的现代环境通常需要更多而不是更少的人员参与。 经过特殊训练的团队通常需要能够与现代人的HMD合作。 由于人员费用占任何飞机成本的大部分,因此核磁共振可以更快地独立工作或很少或根本无法控制,成本就越低。 核磁共振最终应该取代士兵,而不是增加额外士兵与他们合作的必要性。 随着NMR的发展,对操作员和维护的需求将增加。



现代核磁共振的管理需要个人计算机或至少一台笔记本电脑(上图中是Remotec ANDROS的控制站),但对于有前途的小型核磁共振,它将大大减少到由小型控制台和头盔显示器组成的可穿戴设备



IRobot的PackBot已经准备好在伊拉克打击简易爆炸装置。 该公司已分六批向美国武装部队提供超过2525 NMD系列PackBot,以及数百套爆炸物品处理



10月,2008,iRobot从TARDEC获得了价值3,75百万美元的研究合同,用于交付两个WARRIOR 700平台。 WARRIOR 700(如图所示)通过各种浮雕的移动性测试,它以先进的数字架构为特色,可承载超过150磅(68 kg)的有效载荷,并可配置为执行各种危险任务,如炸弹处理,AFP(IED /爆炸机) /未爆弹药),清理路线,监视和侦察。 它也可以用来从战场上移除伤员,或者在武装版本中可以使用机枪M240B摧毁目标。 WARRIOR 700使用以太网无线电台远程控制,距离约为800 m,但不能做出独立决定。



SWORD(特殊武器观察侦察直接行动系统)选项是一种特殊武器系统,对TALON系列直接行动的监视和侦察可以使用M240或M249机枪,或者12,7 mm口径的Barrett步枪执行武装侦察任务。 SWORDS变体的各种原型被交付给ARDEC武器研究中心进行评估,其中一些后来部署在伊拉克和阿富汗。 目前,美国和其他国家的作战部队正在对其他系统进行评估。



UGCV感知器集成(UPI)程序由国家机器人中心运行,以提高地面移动机器人的速度,可靠性和自主导航。 在照片HMR CRUSHER中,在Fort Bliss的测试中克服了困难的地形


核磁共振和美国陆军FCS计划的遗产

在未来,自然会有更多具有更好性能的战斗机器人。 例如,美国陆军FCS(未来作战系统 - 未来战斗系统)中最具有自命不凡的曾经计划的基础是机器人是提高军队作战能力的一个非常重要的因素。 尽管该计划“在2009中被命令长期居住”,但其内部开发的机器人显然能够幸存下来并继续其技术发展。 核磁共振在战场上的优势非常巨大,尽管国防预算有所减少,但远程控制和自主核磁共振的发展仍在继续。 前DARPA主任史蒂夫卢卡西克说:“目前所谓的有前途的系统基本上是地面部队在战斗中的机器人补充。”

FCS“死于Bose”计划的HMP系列包括小型HMP SUGV(小型UGV)和MULE系列。 核磁共振是未来战斗旅成功的基础,也是与其他载人武器和武装部队相同水平的重要作战部分。

XM1216 SUGV(小型无人地面车辆)小型移动机器人是一种轻便的可穿戴系统,能够在城市地区,隧道,下水道和洞穴或其他无法进入或对士兵来说太危险的区域工作。 SUGV进行监视和侦察,防止士兵进入危险区域。 它的重量小于30磅(13,6 kg),并且带有高达6磅(2,7 kg)的有效载荷。 该负载可包括操纵臂,光纤电缆,电光/红外传感器,激光测距仪,激光指示器,用于设置城市无人值守地面传感器的机器,以及化学/放射/核探测器。 该系统由一名士兵运输和维护,并具有各种操作员控制单元,包括便携式控制器,主要可穿戴控制器和高级可穿戴控制器。 SUGV是远程控制的,不是自主的。

在MULE(多功能公用事业/后勤设备)计划下,创建了一个2,5-ton普通底盘,有三个选项可以支持一名下马士兵:运输(MULE-T),武装移动机器人 - 攻击(轻型)(ARV-A(L)) )和排雷选项(MULE-CM)。 它们都具有相同的基本底盘6х6和独立的铰接式悬架,轮毂中的发动机旋转每个车轮,在困难的地形上提供出色的机动性,远远超过传统悬架系统的机器的渗透性。 MULE克服了不小于1仪表的高度,并且可以跨越1米宽的沟渠,横向斜坡超过40%,强制水障碍物比0,5仪表更深,克服障碍物0,5仪表的高度,同时补偿不同质量的有效载荷和重心。 所有MULE都配备了自主导航系统,包括导航传感器(GPS +惯性导航系统INS),感知传感器,自主导航算法和用于克服和避开障碍物的软件。 NMR可以远程控制,也可以半自动模式控制,遵循导程,或者在路径上采用半自动模式。 MULE由于其螺旋式开发而具有未来潜力,并且具有开放式架构以充分利用技术的快速发展。

XM1217 MULE-T是为了支持士兵而建立的,它提供了运输武器和物资的数量和能力,以支援两个步兵部队。 他将携带1900 - 2400磅(860 - 1080 kg)设备和背包用于步兵部队并跟随越野部队。 各种安装点和可拆卸/可折叠侧轨允许您安装几乎任何负载,包括伤员的担架。

XM1218 MULE-CM将使用GSTAMIDS内置的远程探雷系统(地面支架探雷系统)提供识别,标记和中和反坦克地雷的能力。 XM1219 ARV-A(L)将配备武器(快速灭火武器和反坦克武器),旨在为下马士兵创造即时,强烈的火力; 该机器人还设计用于侦察,观察和目标探测(RSTA),支持步行步兵定位和摧毁敌方平台和阵地。

核磁共振和未来

很明显,当核磁共振将用于侦察和监视,后勤和支持,通信和战斗时,先进的军队将部署人类和机器人部队。 每当讨论机器人问题时,关于自主控制的争论通常“不会落后”。 对于接受过战争训练的人来说,自动机器人优于遥控机器人的优势是显而易见的。 远程解决方案比独立解决方案慢。 与远程控制模型相比,自主机器人必须能够更快地响应并更快地将自己与敌人区分开来。 此外,远程机器人需要可以中断或静音的通信通道,而自动机器人可以简单地打开和关闭。 因此,自主机器人是军事机器人发展的下一个必然步骤。


Vecna Robotics的BEAR(战场提取 - 辅助机器人 - 从战场撤离,机器人助手)将来有一天能够为机器人疏散伤员提供机会。 BEAR能够小心地抬起一个人或其他有效载荷并将其运送到一定距离并将其降低到操作员指示的地面。 无论是在战斗中,在反应堆的核心,接近有毒化学品泄漏还是在地震后建设性危险的建筑物内部,BEAR都能够发现并拯救那些有需要的人,而不会造成人为的过度损失。 Vecna Robotics的BEAR项目获得了远程医疗和现代技​​术研究中心TATRC(USAMRMC医学研究和美国陆军材料司令部结构)的关键种子资金。 目前,它具有完全的无线控制,由一个运营商执行,但最终BEAR将变得越来越自主,这将使其易于管理。


Foster-Miller的MAARS(模块化高级武装机器人系统 - 模块化高级武装机器人系统)作为SWORD模型的后续产品,引入了一种新的“变压器”模块化设计。 它具有更强大的机枪M240B,与其前身相比,在命令和控制,态势感知,移动性,杀伤力和安全性方面有显着改进。 MAARS有一个新的机械臂,其标称负载能力为100磅,可以安装而不是炮塔机枪M240B,从武装平台转换它来保护其部队成为识别和中和爆炸物品的平台。 MAARS底盘是一种支撑结构,可轻松接触电池和电子设备。 其他功能包括更大的负载室,更大的扭矩,更快的速度和改进的制动。 新的数字控制单元显着改善了控制和管理功能以及态势感知,使操作员可以获得更高级别的安全性。 整个系统的质量约为350磅(158 kg)。 MAARS和SWORDS是ROV(遥控车辆),因此它们不是自主的。


MacroUSA的ARMADILLO是一款非常紧凑,便携和“嵌入式”平台,非常适合城市环境。 这种“放弃”的概念是通过将ARMADILLO投入潜在危险的观察区域来将核磁共振传递到危险的地方。 ARMADILLO的小尺寸使其成为参与城市战斗的士兵的理想助手。 如果需要,机器人可以在任何位置工作,其双天线安装在铰链支架上,铰链支架旋转以将其保持在给定方向上; 而且,天线可以折叠成水平位置以便运输和处理。 Tracksorb模块化车轮专门设计用于吸收垂直轴力并粘附在不平坦的表面上并克服障碍物。 ARMADILLO还可用作安装了数码相机的自动视频/声学监控设备。


SUGV DRAGON RUNNER最初由Automatika为美国海军陆战队开发,后者在2007年成为Foster-Miller的子公司。 今天的基本型号重量为14磅(6,3 kg),尺寸仅为12,2x16,6x6英寸。 机器人允许用户在城市环境中“从角落里观看”。 它在以下角色中也可能有用:路障安全; 车底检查; 建筑物,下水道,排水沟,洞穴和庭院内的情报; 使用板载运动传感器和声音陷阱进行周边安全; 检查公共汽车,火车和飞机; 在劫持人质时进行侦察和谈判; 从简易爆炸装置清理路线并处理爆炸物品。 Joint Ground Robotics Enterprise开发了DRAGON RUNNER四轮和六轮车型,以及可配置的轨道和长轨道版本。 一些有前途的DRAGON RUNNER机器人将拥有操纵器,其他人将支持额外的有效载荷增强系统,用于远程提供额外的感官和中和设备,包括爆炸物检测设备,VCA中和套件,水炮,探照灯,照相机和中继器


iRobot大厅照片中的“Scooby-Doo”。 该核磁共振检查并摧毁了17 IED,其中一辆装有爆炸物和一枚未爆炸的炸弹在伊拉克被IED毁坏摧毁。 士兵们将这些机器人视为团队成员。 事实上,当这个机器人被摧毁时,一个激动的士兵带着他去维修店要他修理机器人。 他说机器人那天挽救了几条生命。 核磁共振不再可以修复,但它显示了士兵对他们的一些机器人的依恋以及他们对机器人拯救他们生命这一事实的赞赏。

塔夫茨大学(马萨诸塞州)哲学教授Daniel Dennett在接受Big Think杂志采访时讨论了机器人战争问题以及控制遥控和自动机器人的问题。 他说,每天机器控制在各方面都取代了越来越多的人为控制,而对于什么是更好,人为控制或人工智能解决方案的讨论,是我们今天面临的最困难的问题。 决策问题也开启了影响机器人在战争中使用的最热门辩论之一。

一些人认为,如果技术趋势继续下去,那么在大多数陆地机器人变得自治之前不会持续很长时间。 有效自主核磁共振的论据基于这样的保证:它们不仅可以减少未来战争中的友方损失,而且还可以减少对核磁共振操作员的需求,从而减少整体国防开支。 机器人可能并不便宜,但它们的成本更低,甚至更贵。 在未来几年中,为陆地,海上和空中的复杂作战任务创建和部署最有效的自主机器人的竞争将加速。 出于效率和成本的原因,并且由于心理能力与计算能力相结合,将在未来几十年中大量开发和部署自主机器人。

来自谢菲尔德的一所英国大学的机器人和人工智能专家Noel Sharkey教授曾经说过:“现代机器人是一种愚蠢的机器,其感知能力非常有限。 这意味着不可能保证对战斗人员和无辜者的明确承认或对现行战争法所必需的武力的比例使用。“ 他进一步补充说:“我们正在迅速转向机器人,他们可以决定使用致命武力,什么时候申请使用以及申请谁......我想我们可以谈谈10年代的时期。”


MULE家族的ARV-A(L)的战斗版将具有内置武器(快速灭火武器和反坦克武器)。 它旨在提供即时发现火力,以支持士兵,以及侦察,观察和侦察和破坏敌方平台和阵地。



BIGDOG由波士顿动力公司的开发人员描述为“地球上最先进的四足机器人”,是一种越野机器人,可以行走,奔跑,争抢和承载重物,实际上它是一种机器人货物骡子,可以为步兵携带重物。难以驾驶普通汽车的地区。 BIGDOG有一个驱动液压控制系统的发动机,它在四条腿上移动,它们像动物一样用弹性元件铰接,以吸收震动并将能量从一个步骤再循环到另一个步骤。 BIGDOG机器人的尺寸为小骡子,重量为355磅(160 kg),有效载荷为80磅(36 kg)。 车载计算机BIGDOG控制运动(运动),腿部伺服电机和各种传感器。 机器人BIGDOG的控制系统使其保持平衡,在外部条件变化时指导和调节其“能量”。 运动传感器包括铰链位置,铰链力,陀螺仪,LIDAR(红外激光定位器)和立体系统。 其他传感器专注于BIGDOG的内部状态,它们监控液压,油温,发动机运行,电池充电等。 在特殊测试中,BIGDOG以1公里/小时的速度行驶,爬坡至6,5°,跨过石块,沿着泥泞的小路行走,穿过雪和水,并展示了跟随人类领导者的能力。 BIGDOG在没有停车和充电的情况下超过35里程后创造了行走车辆的世界纪录。 DARPA(美国国防部高级研究与发展办公室)赞助了BIGDOG项目,于11月12,8推出了下一个LS2008部门遗产支持系统。 它被视为类似于BIGDOG的系统,但重量为3磅,1250磅承载能力和每400小时的动力储备24里程


展示用于将LS3货物运送到海军陆战队指挥官和DARPA 10 9月2012主任的机器人步行系统。 我的字幕视频

创建自主战斗机器人,将人与触发器分开并用基于规则的系统取代人的决策是一个备受争议的主题,但是,与其他技术发展领域一样,精灵不能被放回瓶中并且自主核磁共振的分布变得不可避免的。 如果战场上自主机器人的不断增加是不可避免的,那么关于击中目标的规则(确定触发器被拉动的那一刻)的争议比以往任何时候都更加重要。 很可能这种争议的结果可能是为自主核磁共振开发了“战士的道德准则”。

布鲁金斯学会高级研究员,“与战争联系”一书的作者P.辛格在接受Big Think杂志的采访时说,你可以将道德准则纳入自动机器,这将减少战争罪的可能性。 机器本质上不可能是道德的。 机器人没有道德界限指导他们的行为,他们不知道如何同情,他们没有内疚感。 辛格说,对于一个自主机器人来说,“坐在轮椅上的80岁祖母与T-80坦克相同,除了程序代码中嵌入的一对零和......这应该让我们以某种方式担心。”

为了充分发挥潜力,提高效率和可获得性,核磁共振应该变得更加自主,但在不久的将来,机器人仍将主要由人类操作员控制。 像GUARDIUM这样的自主机器人可能会被赋予某些独立的任务,例如确保特定和可编程区域的安全性,例如守卫特拉维夫的国际机场。 大多数机器人将在人类控制下保持多年(不要害怕终结者电影中的天网),因为自动机器人的人工智能仍然在我们这几十年之内。

IRobot执行董事Colin Angle曾在接受CNET新闻采访时说:“你处于控制链中,即使你能告诉配备GPS的机器人在某个特定位置走一条路,但对于一个人来说仍然是必要的。当机器人到达那里时决定做什么的目的。 在未来,机器人内置的功能将越来越多,因此士兵不必经常看视频屏幕,而有人偷偷摸摸地制造麻烦,因此我们将允许机器人变得更有效率。 但是,仍然需要人类参与,因为人工智能并不适合这种情况。“

直到自动机器人在战场上大量出现的那一天,核磁共振将通过逐步自动化得到改善,这将有利于他们的操作,减少控制所需的士兵数量,但发布命令的权利仍将由士兵保留。 士兵们将使用这些令人难以置信的机器来拯救生命,收集信息并伤害对手。 就像布拉德伯里故事中的机器人一样。 机器人“既不好也不坏”,但它们可以为了人而牺牲,这使它们变得无价。 现实情况是,机器人每天都在战场上拯救生命,但军队却没有得到足够的生命。

使用的材料:
军事技术
www.irobot.com
www.asirobots.com
www.northropgrumman.com
www.qinetiq.com
www.darpa.mil
作者:
Alex Alexeev
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