В США ускоренными темпами идёт разработка колёсных и шагающих роботов. На первом этапе они станут помощниками американских солдат, и будут переносить за них боеприпасы и экипировку. Но потом, не исключено, умные машины возьмут в «руки» оружие и выйдут на поле боя! Что солдат носит на себе? Оружие, боеприпасы и снаряжение! А сколько всё это весит? Немало! И, более того, от года к году этот вес всё возрастает' Судите сами! Если пехотинец времён Первой мировой войны таскал на себе около 27 кг груза, то к 60-м гг. XX столетия вес носимого груза достиг 30 кг, а в наше время и того больше - 60 кг.
Из чего же непосредственно состоит экипировка современного солдата? Из оружия и боеприпасов, военной формы, включая бронежилет и шлем, средств связи и наблюдения, запаса продуктов питания и воды. То, что современный боец сильно перегружен, очевидно. Так, заместитель начальника штаба армии ВС США генерал П.Чиарелли, выступая в марте 2009 г. на слушаниях в конгрессе, рассказал о данных, полученных в ходе специальных армейских учений. Результаты стрельб, проведённых солдатами после совершения марша с выкладкой в 50 кг на расстояние 12,5 миль, показали, что число промахов по мишеням возросло на 26% по сравнению с результатами контрольных стрельб, а точность попадания в центр мишени снизилась на 33%. По мнению многих специалистов, в будущем эта проблема только усугубиться. В такой ситуации вполне понятно стремление уменьшить вес личного оружия и боеприпасов к нему. Однако на практике пока это сделать не удаётся. Поэтому ищутся другие пути облегчения жизни солдата.
Американская компания «Lockheed Martin», например, в течение шести лет активно разрабатывала многоцелевой робот, предназначенный для выполнения как боевых, так и транспортно-снабженческих функций. Этот проект, получивший название MULE и прорабатывавшийся в рамках программы «Боевые системы будущего» (Future Combat Systems), был нацелен на создание семейства дистанционно управляемых боевых и транспортных средств, призванных существенно повысить мобильность и боевые возможности подразделений сухопутных войск. Различные варианты машин создавались на основе общего 2,5-тонного шасси с колёсной схемой 6x6, с независимой подвеской. Каждое колесо имело дополнительный индивидуальный двигатель, что значительно повышало проходимость машины. Она могла преодолевать рвы шириной до одного метра, продвигаться по склонам с крутизной более 40%, преодолевать водные препятствия глубиной более полуметра и наземные преграды высотой до полуметра.
Система MULE создавалась в боевом, транспортном и противоминном вариантах. Боевой робот, вооружённый скорострельным стрелковым и ракетным оружием, предназначался для борьбы с вертолётами и бронетехникой противника. Транспортный вариант обеспечивал перевозку снаряжения, боеприпасов и других грузов, необходимых для поддержки боевых действий двух пехотных взводов. Задача противоминного робота состояла в обнаружении и уничтожении мин, а также в маркировке и обозначении безопасных проходов через минные поля.
Однако весной 2009 г. Пентагон закрыл программу «Боевые системы будущего» из-за ее дороговизны и оторванности от конкретных проблем, с которыми сталкиваются войска при ведении боевых действий в условиях Ирака и Афганистана. Вместо неё принята другая программа — «Программа модернизации армейских боевых бригадных групп» (Army Brigade Combat Team Modernization Program). Уже в её рамках из проекта MULE исключили работы над транспортным и противоминным роботами, оставив только проект боевой машины огневой поддержки пехотных подразделений. В данном случае возобладало мнение о том, что колёсные средства, даже снабжённые самыми изощрёнными системами подвески, не в состоянии сопровождать армейские подразделения в труднопроходимой горно-пустынной местности. Так возникла идея создать шагающие роботы, способные передвигаться везде, где может пройти человек.
Американская фирма «Boston Dynamics» работает над роботами, которые будут обладать присущими человеку мобильностью, автономностью и скоростью передвижения в любых условиях, будь то городская среда или глухие горные районы. Более пяти лет компания была занята разработкой четвероногого робота «Big Dog» (большая собака), который должен стать верным спутником солдата в самых сложных природно-климатических условиях. «Собака» снабжена двигателем и спецсредствами, обеспечивающими её управление, передвижение, ориентацию на местности и связь. В качестве источника энергии используется двухтактный двигатель внутреннего сгорания с водяным охлаждением мощностью в 15 л,с. Мотор приводит в движение гидравлическую помпу, которая обеспечивает высокое давление для подачи гидравлического масла к приводам — активаторам. Каждая конечность имеет четыре гидравлических активатора, которые приводят в движение суставы, а также обеспечивают роботу различные степени пассивной свободы. Бортовой компьютер контролирует поведение робота, управляет работой сенсоров и обеспечивает связь с оператором робота. «Big Dog» имеет около пятидесяти сенсоров, Инерциапьные датчики измеряют параметры пространственного положения и режимов движения робота, а датчики суставов контролируют параметры работы активаторов. Компьютер обрабатывает информацию, поступающую от датчиков, и задаёт программу движения в пространстве. Другие датчики обеспечивают самодиагностику всех систем робота.
«Big Dog» использует самые разнообразные режимы передвижения. Он может стоять, припадать к земле, передвигаться попзком (одномоментно поднимается только одна конечность), рысью (поднимаются попарно диагональные конечности), бегом, когда присутствует фаза полёта или галопом. Робот весит около 109 кг, его высота составляет 1 м, длина — 1,1 м, ширина 0,3 м. Он способен нести груз до 155 кг со скоростью более 5 км/ч. Управляет роботом оператор с помощью пульта дистанционного управления.
Проект фирмы «Boston Dynamics» всегда находился в поле зрения Агентства перспективных оборонных исследовательских проектов Министерства обороны США. В конце февраля 2009 г. было принято решение о запуске программы LS3 (Legged Squad Support System — Ходячая система поддержки отделения), в которой предусмотрено дальнейшее развитие шагающих систем. В связи с этим фирма «Boston Dynamics» получила от Агентства заказ на сумму 32 миллиона долларов, согласно которому в течение 2,5 лет нужно будет провести необходимые НИОКР и изготовить первые прототипы нового робота. Непосредственными заказчиками здесь выступили Управление тактических технологий DARPA и Лаборатория ведения боевых действий Корпуса морской пехоты США. Цель программы — разработка передвигающейся на четырёх конечностях грузовой платформы для доставки боеприпасов и снаряжения боевым подразделениям, действующим на местности, непроходимой для обычных транспортных средств.
В рамках этих работ будет необходимо решить следующие основные задачи:
• Создать опирающуюся на четыре «ноги» платформу, способную передвигаться с необходимым грузом на требуемые расстояния. При этом она должна обладать высокой прочностью и износоустойчивостью, уровнем шума, сопоставимым с уровнем шума передвигающихся в пешем порядке солдатами. Звук двигателя должен быть лишь вдвое громче звука тикающих часов;
• Обеспечить контроль над роботом при различных режимах передвижения, включающих ходьбу, бег, прыжки через препятствия, преодоление рвов и водных преград, а также удержание равновесия при внешних воздействиях.
• Обеспечить передвижение робота при минимальном участии оператора за счёт использования средств машинного зрения и системы GPS.
Согласно заданным техническим условиям, робот должен переносить 200 кг груза на расстояние до 20 миль (32 км) и быть готовым к круглосуточным действиям. Общая масса системы, включая переносимый груз и запас горючего для двигателя, не должна превысить 570 кг. После завершения первого этапа программы LS3 специалисты DARPA и Корпуса морской пехоты оценят полученные результаты и определят дальнейшую судьбу программы.
Другим средством повышения физических возможностей человека стали так называемью экзоскелеты, представляющие собой внешний каркас, снабжённый сервомотором и гидравлическими приводами, которые при помощи датчиков воспроизводят движения конечностей человека, придавая им дополнительную силу.
Разработкой экзоскелетов заняты в настоящее время такие гиганты американской военной промышленности, как фирмы «Raytheon» и «Lockheed Martin». Эти работы начались не на пустом месте. Известные компании пошли по пути использования и развития опыта малых фирм, специализировавшихся на производстве различных разгрузочных устройств, для спортсменов и инвалидов, а также роботизированных персонажей для различных приключенческих и фантастических фильмов. Так, фирма «Raytheon» приобрела и сделала своим подразделением небольшую компанию «Sarcos» из штата Юта, прославившуюся изготовлением роботизированных динозавров для фильма «Парк Юрского периода». Следует отметить, что работы по созданию экзоскелета «Sarcos» находятся лишь на стадии лабораторных испытаний. Решения требуют многие проблемы — от обеспечения системы надёжным электропитанием (как говорят сами разработчики: наш робот всемогущ в пределах доступа к электрической розетке), до повышения её универсальности (в настоящее время такие конструкции изготовляются индивидуально для каждого человека).
Компания «Lockheed Martin» в сотрудничестве с фирмой «Berkeley Bionics», уже имеющей опыт создания экзоскелетов для альпинистов, достигла более значительных результатов. В 2009 г. на зимнем симпозиуме Ассоциации армии США она продемонстрировала рабочий опытный образец армейского экзоскелета под названием HULC — Human Universal Load Carrier, что можно примерно перевести как «универсальное устройство для переноски грузов человеком». Экзоскелет, приводимый в движение гидравлическими приводами, позволит человеку свободно двигаться, т.е. ходить, бегать, приседать, ползти, а также сидеть и лежать без ограничения свободы движений. Общий вес системы с источниками питания (две ионно-литиевые батареи) составляет 25 кг. Она снабжена встроенным компьютером, управляющим движением титановых конечностей без всякой дополнительной помощи извне. Солдат, облачённый в экзоскелет, способен переносить на дальние расстояния без существенных усилий груз весом до 100 кг. В соответствии с техническим заданием, рабочая скорость передвижения должна составлять до 5 км/ч, в ускоренном режиме солдат должен преодолевать 11 км/ч, и при движении бегом — 15 км/ч. В перспективе рассматривается возможность использования биоботинок для прыжков, с помощью которых скорость передвижения может быть увеличена до 40 км/ч. Экзоскелет оснащён дополнительными приспособлениями для подъёма тяжёлых грузов, к примеру крупнокалиберных артиллерийских снарядов. Система легко подгоняется для использования людьми, имеющими рост в пределах от 162 до 188 см.
Основной недостаток системы состоит в отсутствии достаточно мощных и компактных источников энергии. Применяемые в настоящее время ионно-литиевые аккумуляторы в состоянии обеспечить работу экзоскелета лишь в течение одного часа. Поэтому компания «Lockheed Martin» привлекла к сотрудничеству фирму «Protonex Technology Corporation», известную своими работами в области источников энергии на электрохимических топливных элементах. Перед ней поставлена задача создать портативный источник питания, обеспечивающий функционирование экзоскелета на протяжении трёх суток с условием поддержки режима движения в течение, как минимум, восьми часов в сутки.
Эта статья уже была написана, когда появились сообщения о том, что Министерство обороны США объявило конкурс на создание робота для эвакуации раненых с поля боя. От робота требуется умение самостоятельно найти, опознать и выносить раненых из-под вражеского огня. Робот должен иметь манипуляторы, позволяющие работать с людьми, получившими различные повреждения и находящимися в различных местах, будь то открытая местность или городские условия, без причинения дополнительного вреда пострадавшим. Робот должен быть автономен при выборе маршрута выхода на поле боя и отхода с него, от него также требуется умение поддерживать связь с медицинским персоналом и взаимодействовать с другими подобными роботами при массовой эвакуации раненых. Так что наступление роботов продолжается, и возможно уже не за горами то время, когда они «возьмут в руки оружие» и сами пойдут в атаку!
