المزيد من الاستقلالية للأنظمة الأرضية
أشهر فئة من الأنظمة ذات الوظائف المستقلة التي يتم نشرها حاليًا من قبل القوات المسلحة لبعض البلدان هي أنظمة الحماية النشطة (SAZ) للمركبات المدرعة ، القادرة على تدمير الصواريخ الهجومية المضادة للدبابات والصواريخ غير الموجهة والقذائف بشكل مستقل. عادة ما تكون AES عبارة عن مزيج من الرادارات أو أجهزة استشعار الأشعة تحت الحمراء التي تكتشف الأصول المهاجمة ، مع نظام التحكم في الحرائق الذي يتتبع التهديدات ويقيمها ويصنفها.
العملية برمتها من لحظة الاكتشاف إلى لحظة إطلاق القذيفة مؤتمتة بالكامل ، لأن التدخل البشري يمكن أن يبطئها أو يجعل التشغيل في الوقت المناسب مستحيلًا تمامًا. لن يكون لدى المشغل وقتًا ماديًا فقط لإعطاء الأمر لإطلاق قذيفة مضادة ، بل لن يكون قادرًا حتى على التحكم في المراحل الفردية من هذه العملية. ومع ذلك ، يتم دائمًا برمجة BACS مسبقًا بحيث يمكن للمستخدمين التنبؤ بالظروف الدقيقة التي يجب أن يتفاعل فيها النظام والتي لا ينبغي أن يتفاعل معها. أنواع التهديدات التي ستؤدي إلى استجابة BAC معروفة مسبقًا ، أو على الأقل يمكن التنبؤ بها بدرجة عالية من اليقين.
تحكم مبادئ مماثلة أيضًا تشغيل أنظمة الأسلحة الأرضية المستقلة الأخرى ، مثل أنظمة اعتراض الصواريخ غير الموجهة وقذائف المدفعية والألغام المستخدمة لحماية القواعد العسكرية في مناطق الحرب. وبالتالي يمكن اعتبار كل من APS وأنظمة الاعتراض أنظمة مستقلة لا تتطلب تدخل بشري بمجرد تفعيلها.
التحدي: استقلالية الروبوتات المتنقلة الأرضية
اليوم ، عادةً ما تُستخدم الأنظمة المتنقلة الأرضية للكشف عن المتفجرات وتحييدها أو استكشاف التضاريس أو المباني. في كلتا الحالتين ، يتم التحكم في الروبوتات عن بُعد ومراقبتها بواسطة المشغلين (على الرغم من أن بعض الروبوتات يمكنها أداء مهام بسيطة مثل الانتقال من نقطة إلى أخرى دون مساعدة بشرية مستمرة). "السبب وراء أهمية المشاركة البشرية هو أن الروبوتات المتنقلة الأرضية تواجه قدرًا هائلاً من الصعوبة في العمل بمفردها في تضاريس صعبة وغير متوقعة. قم بتشغيل سيارة تتحرك بشكل مستقل عبر ساحة المعركة ، حيث يجب أن تتخطى العوائق والابتعاد بالأشياء المتحركة وتكون تحت نيران العدو. قال ماريك كالبارتشيك من وكالة الدفاع الأوروبية (EDA): لذلك ، لا يزال استقلالية الروبوتات الأرضية اليوم مقصورة على وظائف بسيطة ، على سبيل المثال ، "اتبعني" والتنقل إلى إحداثيات معينة. يمكن استخدام "اتبعني" من قبل المركبات غير المأهولة لمتابعة مركبة أخرى أو جندي آخر ، بينما يسمح نظام الملاحة عبر نقطة الطريق للمركبة باستخدام الإحداثيات (التي يحددها المشغل أو التي يحفظها النظام) للوصول إلى الوجهة المطلوبة.في كلتا الحالتين ، تستخدم السيارة غير المأهولة نظام تحديد المواقع العالمي (GPS) أو الرادار أو التوقيعات المرئية أو الكهرومغناطيسية أو قنوات الراديو لمتابعة القائد أو مسار محدد / محفوظ.
اختيار الجندي
من وجهة نظر تشغيلية ، يكون الغرض من استخدام هذه الوظائف المستقلة عمومًا هو:
• الحد من المخاطر التي يتعرض لها الجنود في المناطق الخطرة عن طريق استبدال السائقين بمركبات بدون طيار أو مجموعات قيادة بدون طيار بتتبع القوافل المستقلة ، أو
• تقديم الدعم للقوات في المناطق النائية.
تعتمد كلتا الوظيفتين بشكل عام على ما يسمى بعنصر تجنب العوائق لمنع الاصطدامات بالعوائق. نظرًا للتضاريس المعقدة وشكل المناطق الفردية للتضاريس (التلال والوديان والأنهار والأشجار وما إلى ذلك) ، يجب أن يشتمل نظام الملاحة النقطي المستخدم في المنصات الأرضية على رادار ليزر أو ليدار (LiDAR - اكتشاف الضوء والمدى) أو تكون قادرًا على استخدام الخرائط المحملة مسبقًا. ومع ذلك ، نظرًا لأن ليدار يعتمد على أجهزة استشعار نشطة وبالتالي يسهل اكتشافه ، فإن تركيز البحث ينصب الآن على أنظمة التصوير السلبي. ومع ذلك ، فإن الخرائط المحملة مسبقًا كافية عندما تعمل المركبات غير المأهولة في بيئات معروفة جيدًا تتوفر لها خرائط تفصيلية بالفعل (على سبيل المثال ، مراقبة وحماية الحدود أو البنية التحتية الحيوية). ومع ذلك ، في كل مرة يتعين على الروبوتات الأرضية الدخول إلى مساحة معقدة وغير متوقعة ، يعد الليدار ضروريًا للتنقل في النقاط الوسيطة. تكمن المشكلة في أن ليدار أيضًا قيودًا ، أي أنه لا يمكن ضمان موثوقيتها إلا للمركبات غير المأهولة التي تعمل في تضاريس بسيطة نسبيًا.
لذلك ، هناك حاجة إلى مزيد من البحث والتطوير في هذا المجال. تحقيقا لهذه الغاية ، تم تطوير العديد من النماذج الأولية لإظهار الحلول التقنية ، مثل ADM-H أو EuroSWARM ، من أجل استكشاف واختبار وإظهار ميزات أكثر تقدمًا ، بما في ذلك الملاحة المستقلة أو التعاون بين الأنظمة غير المأهولة. ومع ذلك ، لا تزال هذه العينات في المراحل الأولى من البحث.
هناك العديد من الصعوبات المقبلة
قيود الليدار ليست هي المشكلة الوحيدة التي تواجه الروبوتات المتنقلة الأرضية (HMPs). وفقًا لدراسة "Terrain fit ودمج الأنظمة الأرضية غير المأهولة" ، وكذلك دراسة "تحديد جميع المتطلبات الفنية ومتطلبات السلامة الأساسية للمركبات العسكرية بدون طيار عند العمل في مهمة مشتركة تشتمل على أنظمة مأهولة وغير مأهولة" (SafeMUVe) ، الممولة من قبل وكالة الدفاع الأوروبية ، يمكن تقسيم التحديات والفرص إلى خمس فئات مختلفة:
1 - تشغيلية: هناك العديد من المهام المحتملة التي يمكن أخذها في الاعتبار بالنسبة للروبوتات الأرضية المتنقلة ذات الوظائف المستقلة (مركز الاتصالات ، والمراقبة ، واستطلاع المناطق والطرق ، وإجلاء الجرحى ، واستطلاع أسلحة الدمار الشامل ، واتباع القائد بحمولة ، وإمدادات مرافقة ، تطهير الطرق ، وما إلى ذلك) ، ولكن المفاهيم التشغيلية لدعم كل هذا لا تزال غير متوفرة. وبالتالي ، يصعب على مطوري الروبوتات المتنقلة الأرضية ذات الوظائف المستقلة تطوير أنظمة تلبي بدقة متطلبات الجيش. يمكن أن يؤدي تنظيم منتديات أو مجموعات عمل لمستخدمي المركبات غير المأهولة ذات الوظائف المستقلة إلى حل هذه المشكلة.
2. التقنية: الفوائد المحتملة لخطط إدارة المنتجات القائمة بذاتها كبيرة ، ولكن هناك عقبات تقنية لا تزال بحاجة للتغلب عليها. اعتمادًا على المهمة المقصودة ، يمكن تزويد NMR بمجموعات مختلفة من المعدات على متن الطائرة (أجهزة استشعار للاستطلاع والمراقبة أو المراقبة والكشف عن أسلحة الدمار الشامل ، والمتلاعبين للتعامل مع المتفجرات أو أنظمة الأسلحة ، وأنظمة الملاحة والتوجيه) ، ومجموعات جمع المعلومات ، مجموعات التحكم في المشغل ومعدات التحكم …هذا يعني أن هناك حاجة ماسة إلى بعض التقنيات التخريبية ، مثل اتخاذ القرار / الحوسبة المعرفية ، والتفاعل بين الإنسان والآلة ، وتصور الكمبيوتر ، وتكنولوجيا البطاريات ، أو جمع المعلومات التعاوني. على وجه الخصوص ، تجعل البيئة غير المهيكلة والمتنازع عليها أنظمة الملاحة والتوجيه صعبة للغاية في التشغيل. من الضروري هنا المضي قدمًا في مسار تطوير مستشعرات جديدة (كاشفات نيوترونية حرارية ، مقاييس تداخل تعتمد على تقنية الذرات فائقة التبريد ، مشغلات ذكية للمراقبة والتحكم ، مستشعرات الحث الكهرومغناطيسي المتقدمة ، مطياف الأشعة تحت الحمراء) والتقنيات ، على سبيل المثال ، SLAM اللامركزية والمفصلة (التعريب المتزامن ورسم الخرائط). التعريب ورسم الخرائط) ومسح التضاريس ثلاثي الأبعاد ، والملاحة النسبية ، والتكامل المتقدم ودمج البيانات من أجهزة الاستشعار الموجودة ، بالإضافة إلى توفير التنقل باستخدام الرؤية التقنية. لا تكمن المشكلة في الطبيعة التكنولوجية إلى حد كبير ، حيث أن معظم هذه التقنيات مستخدمة بالفعل في المجال المدني ، ولكن في التنظيم. في الواقع ، لا يمكن استخدام هذه التقنيات على الفور لأغراض عسكرية ، حيث يجب تكييفها مع متطلبات عسكرية محددة.
هذا هو بالضبط الغرض من برنامج البحث الاستراتيجي الشامل OSRA التابع لـ EAO ، وهو أداة يمكن أن توفر الحلول اللازمة. داخل OSRA ، يتم تطوير العديد من اللبنات التقنية المزعومة أو TBB (Technology Building Block) ، والتي ينبغي أن تقضي على الفجوات التكنولوجية المرتبطة بالروبوتات الأرضية ، على سبيل المثال: الإجراءات المشتركة للمنصات المأهولة وغير المأهولة ، والتفاعل التكيفي بين رجل ورجل. نظام غير مأهول بمستويات مختلفة من الاستقلالية ؛ نظام التحكم والتشخيص ؛ واجهات مستخدم جديدة ؛ الملاحة في غياب إشارات الأقمار الصناعية ؛ التوجيه المستقل والآلي والملاحة والتحكم وخوارزميات اتخاذ القرار للمنصات المأهولة وغير المأهولة ؛ السيطرة على العديد من الروبوتات وأعمالهم المشتركة ؛ التوجيه عالي الدقة والسيطرة على الأسلحة ؛ أنظمة التصور النشطة الذكاء الاصطناعي والبيانات الضخمة لدعم اتخاذ القرار. كل TVB مملوك لمجموعة مخصصة أو CapTech ، والتي تضم خبراء من الحكومة والصناعة والعلوم. التحدي لكل مجموعة CapTech هو تطوير خارطة طريق لـ TVB.
3. التنظيمية / القانونية: هناك عقبة كبيرة أمام إدخال الأنظمة المستقلة في الساحة العسكرية وهي الافتقار إلى منهجيات التحقق والتقييم المناسبة أو عمليات الاعتماد المطلوبة لتأكيد أنه حتى الروبوت المتنقل الذي يحتوي على أبسط الوظائف المستقلة قادر على العمل بشكل صحيح وآمن حتى في البيئات المعادية والصعبة. في العالم المدني ، تواجه السيارات ذاتية القيادة نفس المشاكل. وفقًا لدراسة SafeMUVe ، فإن التأخر الرئيسي المحدد من حيث المعايير المحددة / أفضل الممارسات هو في الوحدات ذات الصلة بمستويات أعلى من الاستقلالية ، وهي الأتمتة ودمج البيانات. وحدات مثل ، على سبيل المثال ، "تصور البيئة الخارجية" ، "التوطين ورسم الخرائط" ، "المراقبة" (اتخاذ القرار) ، "تخطيط المرور" ، وما إلى ذلك ، لا تزال في مستويات متوسطة من الاستعداد التكنولوجي ، وعلى الرغم من وجودها العديد من الحلول والخوارزميات المصممة لأداء مهام مختلفة ، ولكن لا يوجد معيار متاح حتى الآن. في هذا الصدد ، هناك أيضًا تراكم فيما يتعلق بالتحقق من هذه الوحدات واعتمادها ، والتي تم تناولها جزئيًا بواسطة المبادرة الأوروبية ENABLE-S3. كانت شبكة مراكز الاختبار التي تم إنشاؤها حديثًا في EAO هي الخطوة الأولى في الاتجاه الصحيح.وهذا يسمح للمراكز الوطنية بتنفيذ مبادرات مشتركة للتحضير لاختبار التقنيات الواعدة ، على سبيل المثال ، في مجال الروبوتات.
4. الموظفين: سيتطلب الاستخدام الموسع للأنظمة الأرضية غير المأهولة والمستقلة تغييرات في نظام التعليم العسكري ، بما في ذلك تدريب المشغلين. بادئ ذي بدء ، يحتاج الأفراد العسكريون إلى فهم المبادئ الفنية لاستقلالية النظام من أجل تشغيله والتحكم فيه بشكل صحيح ، إذا لزم الأمر. يعد إنشاء الثقة بين المستخدم والنظام المستقل شرطًا أساسيًا للتطبيق الأوسع لأنظمة الأرض مع مستوى أعلى من الاستقلالية.
5. المالية: في حين أن اللاعبين التجاريين العالميين مثل Uber أو Google أو Tesla أو Toyota يستثمرون مليارات اليورو في السيارات ذاتية القيادة ، ينفق الجيش مبالغ أكثر تواضعًا على أنظمة أرضية غير مأهولة ، والتي يتم توزيعها أيضًا بين البلدان التي لديها خططها الوطنية الخاصة بها. تطوير مثل هذه المنصات. يجب أن يساعد صندوق الدفاع الأوروبي الناشئ في توحيد التمويل ودعم نهج تعاوني لتطوير روبوتات أرضية متنقلة ذات وظائف مستقلة أكثر تقدمًا.
عمل الوكالة الأوروبية
تعمل EOA بنشاط في مجال الروبوتات المتنقلة الأرضية لعدة سنوات. تم تطوير جوانب تقنية خاصة مثل رسم الخرائط وتخطيط المسار واتباع القائد أو تجنب العقبات في مشاريع البحث التعاونية مثل SAM-UGV أو HyMUP ؛ كلاهما بتمويل مشترك من قبل فرنسا وألمانيا.
يهدف مشروع SAM-UGV إلى تطوير نموذج عرض تقني قائم بذاته يعتمد على منصة أرضية متنقلة ، والتي تتميز بهندسة معيارية لكل من الأجهزة والبرامج. على وجه الخصوص ، أكدت عينة مظاهرة التكنولوجيا مفهوم الاستقلالية القابلة للتطوير (التبديل بين التحكم عن بعد ، والحكم شبه الذاتي والوضع المستقل بالكامل). تم تطوير مشروع SAM-UGV في إطار مشروع HyMUP ، والذي أكد إمكانية تنفيذ مهام قتالية بأنظمة غير مأهولة بالتنسيق مع المركبات المأهولة الموجودة.
بالإضافة إلى ذلك ، يتم حاليًا معالجة حماية الأنظمة المستقلة من التداخل المتعمد ، وتطوير متطلبات السلامة للمهام المختلطة وتوحيد HMP من خلال مشروع PASEI ودراسات SafeMUVe و SUGV ، على التوالي.
على الماء وتحت الماء
الأنظمة البحرية الآلية (AMS) لها تأثير كبير على طبيعة الحرب ، وفي كل مكان. يتيح التوافر الواسع النطاق للمكونات والتقنيات التي يمكن استخدامها في الأنظمة العسكرية وخفض تكاليفها لعدد متزايد من الجهات الحكومية وغير الحكومية الوصول إلى مياه محيطات العالم. في السنوات الأخيرة ، زاد عدد AWSs التي يتم تشغيلها عدة مرات ، وبالتالي من الضروري تنفيذ البرامج والمشاريع المناسبة التي من شأنها تزويد الأساطيل بالتقنيات والقدرات اللازمة لضمان الملاحة الآمنة والحرة في البحار والمحيطات.
إن تأثير الأنظمة المستقلة بالكامل قوي بالفعل لدرجة أن أي صناعة دفاعية تفوت هذا الاختراق التكنولوجي ستفقد أيضًا التطور التكنولوجي في المستقبل. يمكن استخدام الأنظمة غير المأهولة والمستقلة بنجاح كبير في المجال العسكري لأداء مهام معقدة وصعبة ، خاصة في ظروف معادية وغير متوقعة ، والتي توضحها البيئة البحرية بوضوح. من السهل تحدي العالم البحري ، وغالبًا ما يكون غائبًا عن الخرائط ويصعب التنقل فيه ، ويمكن أن تساعد هذه الأنظمة المستقلة في التغلب على بعض هذه التحديات.لديهم القدرة على أداء المهام دون تدخل بشري مباشر ، وذلك باستخدام أنماط التشغيل بسبب تفاعل برامج الكمبيوتر مع الفضاء الخارجي.
من الآمن أن نقول إن استخدام مقياس الدعم الكلي في العمليات البحرية له آفاق أوسع وكل ذلك "بفضل" العداء وعدم القدرة على التنبؤ وحجم المساحة البحرية. وتجدر الإشارة إلى أن التعطش الذي لا يمكن كبته لغزو المساحات البحرية ، إلى جانب الحلول العلمية والتكنولوجية الأكثر تعقيدًا وتطورًا ، كان دائمًا مفتاح النجاح.
تكتسب AMS شعبية متزايدة بين البحارة ، لتصبح جزءًا لا يتجزأ من الأساطيل ، حيث يتم استخدامها بشكل أساسي في مهام غير مميتة ، على سبيل المثال ، في الأعمال المتعلقة بالألغام ، للاستطلاع والمراقبة وجمع المعلومات. لكن الأنظمة البحرية المستقلة تتمتع بأكبر إمكانات في العالم تحت الماء. أصبح العالم تحت الماء ساحة نزاعات شرسة على نحو متزايد ، ويتزايد الصراع على الموارد البحرية ، وفي الوقت نفسه ، هناك حاجة ماسة لضمان سلامة الطرق البحرية.
