Промышленные роботы Ч. 3 учебное пособие
.pdf
Помимо основной системы видеонаблюдения в качестве вспомогательной может быть использована выносная система, доставляемая МР к месту проведения операции. МР «Варан» имеет следующие основные технические характеристики:
Габаритные размеры мобильного робота в транспорт- |
|
ном положении: |
|
– длина, мм |
1200 |
– ширина, мм |
750 |
– высота, мм |
700 |
Тип движителя ТС |
гусеничный |
Преодолеваемые препятствия: |
|
– уклоны по курсу |
30° |
– уклоны в поперечном направлении |
20° |
– уклон преодолеваемого лестничного марша |
30° |
– водные преграды, мм |
до 100 |
– снежные покровы, мм |
до 150 |
– пороговые препятствия, м |
0,2 |
Скорость передвижения по твердой горизонтальной по- |
|
верхности, м/с |
0,65 |
Тип приводов ТС |
электромеханический |
Масса МР в снаряженном состоянии, кг |
185 |
Число степеней подвижности манипулятора |
5 |
Грузоподъемность манипулятора номиналь- |
|
ная/максимальная, кг |
30/50 |
Тип приводов манипулятора |
электромеханический |
Дальность дистанционного управления: |
|
– по радиоканалу в пределах прямой видимости, м |
1000 |
– по кабелю, м |
200 |
Габаритные размеры ПДУ: |
|
– длина, мм |
360 |
– ширина, мм |
310 |
– высота, мм |
196 |
Масса ПДУ, кг |
12 |
Время непрерывной работы МР от АИП, ч |
4 |
«Варан» оснащен дополнительным оборудованием, позволяющим:
перевозить постановщик радиопомех или взрывозащищенный контейнер;
проводить эвакуацию автотранспорта;
обследовать труднодоступные места (типа днища автомобиля) на наличие
ВУ, доставлять и наводить гидродинамические разрушители на ВУ в труднодоступных местах;
81
устанавливать и приводить в действие ружье;
нацеливать ружье и гидродинамические разрушители на ВУ;
закреплять в схвате два ствольных гидроразрушителя;
манипулировать предметами различной формы и размеров;
управлять движением МР при техническом обслуживании и при погрузке
МР для транспортировки без использования ПДУ.
«Варан» может служить не только для обезвреживания ВУ, на его базе возможно создание мобильных роботов для ликвидации пожаров, последствий химического заражения местности, расчистки завалов в радиактивно зараженной местности и т.п.
В заключение следует отметить, что на базе МР «Варан» и «ВездеходТМ3» возможно создание мобильного взрывотехнического комплекса, объединяющего в себе основные преимущества каждого образца:
маневренность, высокие скоростные характеристики движения, простоту об- служиванияиподготовкикпроведениюоперацииробота«Вездеход-ТМ3»;
высокую проходимость и многофункциональность робота «Варан». Ядром подобного комплекса должен стать универсальный мобильный ро-
бот «Варан», а «Вездеход-ТМ3» может служить в качестве вспомогательного робота-разведчика.
82
IV. МОБИЛЬНЫЕ РОБОТЫ ИНОСТРАННОГО ПРОИЗВОДСТВА
4.1. Роботизированная бронемашина Stryker
Программа «Future Combat Systems» («Боевые системы будущего»), в рамках которой предполагается создать бронированного боевого робота, финансируется со стороны сухопутных войск армии США. Одно из направлений ее реализации – модернизация бронетанковых сил Пентагона. В частности, планируется создание новой модели танка весом 20 т (втрое легче существующего танка М1 Abrams) и бронемашины без экипажа, предназначенной для перевозки боеприпасов, поиска мин и выполнения иных задач.
В ноябре 2002 г. компания General Dynamics совместно с двумя другими американскими компаниями получила контракт на поставки 2000 американских бронированных боевых машин пехоты IAV для оснащения пяти мобильных групп роботами Stryker (по 350 машин в каждой). Сегодня бронемашины без экипажей IAV Stryker активно применяются в Ираке. Опыт их боевого использования вызывает критические замечания по поводу компоновки и эргономики машин, однако компания General Dynamics предполагает к 2010 г. снабдить IAV Stryker электронным мозгом, который позволит им самостоятельно действовать на поле боя.
4.2.Роботы-саперы компании iRobot
С1989 г. активной разработкой роботов занимается компания iRobot. Созданная тремя выпускниками Массачусетского технологического института, поверившими в светлое будущее подобной техники, компания успешно «обучает» своих питомцев как мирным, так и военным специальностям в рамках проекта «Future Combat Systems». С 2002 г. в Афганистане в качестве саперов «служат» роботы семейства PackBot (рис. 69).
Сегодня в Ираке и Афганистане их уже около 300. Они выполняют до 600–700 операций в день, в их обязанности входит работа со взрывчаткой, прокладка коммуникаций и участие в военных действиях.
83
Рис. 69. Роботы-саперы компании iRobot
Интересно, что с течением времени солдаты настолько привыкают к своим механическим коллегам, что дают им имена и тяжело переживают их «гибель». Ведь будучи даже не слишком совершенными, роботы выполняют сложную и очень опасную работу, поэтому и «гибель» их рассматривается не как утрата военного имущества, а как потеря полноправного члена команды. Например, одна группа солдат окрестила своего робота Scooby Doo и ужасно огорчилась, когда после завершения 35 успешных операций по разминированию он подорвался на мине. А один из бойцов даже попросил техников компании iRobot поскорее починить Scooby Doo, спасшего ему жизнь.
PackBot весит около 20 кг и обладает уникальной прочностью. Его можно сбросить с высотного здания, и он останется цел. Гусеничная система колес позволяет роботу подниматься и спускаться по лестнице и преодолевать любые препятствия и неровности на своем пути. В Афганистане PackBot обыскивали пещеры в поисках скрывавшихся в них боевиков-талибов, а в Ираке использовались для проверки туннелей вокруг багдадского аэропорта.
В качестве программного обеспечения роботов инженеры выбрали систему Linux, которая, по их словам, предоставляет большую свободу в программировании сложных боевых задач.
Военная кампания в Ираке дала уникальную возможность многим американским высокотехнологичным корпорациям испытать свои новейшие разработки в реальных боевых условиях. Служащие, обеспечивающие техническое сопровождение роботов PackBot в Ираке, возвращаются домой с новыми идеями усовершенствования своего детища. Так, инженеры iRobot вооружили PackBot 12-зарядным дробовиком. Не исключено, что это решение в немалой
84
степени связано с «гибелью» одной из машин на поле боя от рук иракских повстанцев. Однако об уничтожении живой силы противника в автономном режиме речь пока не идет. Управляет роботом оператор с помощью джойстика, контролируя его действия на экране монитора.
На сегодняшний день PackBot представляют лишь часть армии роботов под названием Robotic Rescue Team компании iRobot, назначение которых – оказывать посильную помощь солдатам в тяжелых боевых условиях, вплоть до эвакуации раненых с поля боя.
4.3. REDOWL против снайперов
Компания iRobot в сотрудничестве с Бостонским университетом создала прототип робота, способного обнаружить снайпера. Система, получившая на-
звание REDOWL (Robotic Enhanced Detection Outpost With Lasers), позволяет определять местоположение вражеских снайперов и выполнять оперативную видеосъемку встроенной камерой.
Оснащение REDOWL (рис. 70) состоит из лазерного дальномера, звукоулавливающего оборудования, тепловизоров, GPS-приемника и четырех автономных видеокамер. По звуку выстрела робот PackBot, оснащенный системой REDOWL, способен с высокой точностью (до 94 %) определить местоположение стрелка. При этом он не будет сбит с толку громким эхом от выстрелов в случае ведения боя на улицах города, так как программное обеспечение «красной совы» (дословный перевод с английского слова redowl) способно устанавливать исходный сигнал и отсеивать эхо. Вся система весит лишь около 5,5 фунта.
Рис. 70. Робот с системой REDOWL
85
В теории REDOWL может сама открывать ответный огонь, но сегодня разработчики не хотят рисковать: во-первых, шасси недостаточно мощны, чтобы выдерживать вес пулемета или какого-то другого оружия, во-вторых, доверять оружие машине без контроля со стороны человека пока никто не осмеливается.
4.4. Робот-санитар
Изначально PackBot разрабатывался в основном для разведывательных целей и расчистки территории от мин. Однако успешный опыт его использования
вАфганистане привел разработчиков к мысли о возможности создания военного робота-санитара. Недавно компания iRobot объявила о своем новом проекте, названном по имени знаменитой породы охотничьих собак Bloodhound («ищейка»). Речь идет о создании дистанционно управляемой военной «медсестры». По задумке разработчиков, Bloodhound будет оказывать медицинскую помощь на поле боя раненым солдатам, заменив собою «живой» медперсонал. Часто
вусловиях ожесточенного непрекращающегося огня санитары рискуют своей жизнью, пытаясь добраться до пострадавшего. Любая заминка в данном случае катастрофически снижает шансы раненого на выживание, и очень важно, чтобы медицинская помощь подоспела в первые 30–60 мин. Именно эту задачу может выполнить робот-медсестра (рис. 71).
Рис. 71. Робот-санитар
Bloodhound оснащен системой глобального позиционирования GPS, видеокамерами и спутниковой телефонной связью. В силу своей технической подготовленности он способен довольно уверенно передвигаться по незнакомой местности, обходя препятствия, до тех пор, пока не обнаружит раненого
86
солдата. Как и любой военный санитар, киберищейка имеет при себе необходимый набор лекарств и перевязочных материалов, а также комплект электронного оборудования, необходимого для постановки первоначального диагноза.
Вмедицинской аптечке Bloodhound можно найти обезболивающие средства, адреналин и антидоты, применяемые при отравлениях нервно-паралитическим газом и другими химическими веществами. Обнаружив раненого, робот немедленно связывается со своим «живым» коллегой, чтобы посредством своих сенсоров передать ему данные о состоянии пострадавшего и затем выполнить полученные указания: остановить кровотечение и даже сделать внутримышечные инъекции и таким образом поддержать жизнь бойца до прихода квалифицированной помощи.
Конструкторы считают вполне возможным наделить специальную команду роботов Bloodhound способностью эвакуировать раненых с поля боя, прикрывая их от огня собственной броней.
4.5.Робот-спасатель BEAR
Кбоевым роботам компания Vecna Technologies пришла через медицину.
Вней разрабатываются компьютерные технологии для медицинской отрасли. Проект робототехнического отделения Vecna называется BEAR (Battlefield
Extraction and Retrieval Robot – поисковыйиспасательныйроботполябоя) (рис. 72).
Рис. 72. Проект BEAR
87
Особенность BEAR – это две пары гусениц, соединенные шарниром таким образом, что робот может на них катиться, словно танк, поднимать свой корпус (например, чтобы положить груз в кузов машины), полностью распрямляться
ииспользовать эти гусеницы уже как ноги: верхние – как бедра, нижние – как голень.
Вся верхняя часть робота имеет «гуманоидный» облик. Считается, что именно в этом случае машина лучше (аккуратнее и надежнее) сможет поднять
иперенести раненого человека. Встроенные в руки и торс гидравлические приводы рассчитаны на полезную нагрузку 227 кг, что позволит машине перевозить на себе двух человек, одетых в тяжелое обмундирование. Авторы роботаспасателя прочат ему не только военное будущее. Он вполне сможет переносить пациентов в госпиталях, пожилых людей в домах престарелых или работать грузчиком.
4.6.Боевой робот Talon
В2005 г. американские войска, действующие на территории Ирака, начали использовать боевых роботов, разработанных по специальному заказу Пентагона компанией Foster-Miller Inc из Массачусетса. Первоначально машины, получившие название Talon, использовались для постановки мин, разминирования
иуничтожения взрывных устройств, разведки, связи и поисково-спасательных операций. На их счету уже свыше 50 тысяч обезвреженных мин и самодельных взрывных устройств.
Сегодня, после соответствующей доработки, роботы превратились в полноценные боевые машины. В их стандартный боекомплект входит автоматическая винтовка M249 калибра 5,56 мм, обладающая скорострельностью 750 выстрелов в минуту, и пулемет M240, выпускающий до 1000 пуль калибра 7,62 мм в минуту. Сфокусировав свой «взгляд» на цели при помощи четырех видеокамер и прибора ночного видения, робот производит выстрел.
Talon имеет гусеничный движитель и прочную конструкцию (рис. 73). Вес робота составляет 45 кг, что в сочетании с компактными размерами позволяет переносить его одному человеку. Мощный электромотор робота делает его одним из самых скоростных и грузоподъемных устройств своего класса.
88
Рис. 73. Робот Talon
Робот Talon не является в прямом смысле слова автономной системой. Он управляется с командного пункта оператором. Последний оценивает обстановку на поле боя посредством четырех камер, входящих в боекомплект робота, одна из которых оснащена прибором ночного видения. Поскольку все компоненты устройства не являются высокотехнологичными, Talon не требует дорогостоящего ремонта.
4.7. Автономный наземный аппарат TAGS – помощник на суше и на воде
Американская оборонная корпорация Northrop Grumman готовится отправить в Ирак первую партию новейших беспилотных наземных аппаратов TAGS (Tactical Amphibious Ground Support vehicle) (рис. 74), которые смогут зани-
маться разведкой, поиском мин и участвовать в боевых действиях. В настоящее время в Ираке и Афганистане уже используются автономные наземные аппараты других компаний. Однако в отличие от полностью автоматического TAGS управляются они операторами. В Northrop Grumman считают, что этот робот будет незаменим для обнаружения мин на дорогах, а также для патрулирования границ. А если его оснастить ракетным вооружением, то он станет первым полностью автоматизированным аппаратом, задействованным в боевых операциях.
89
Рис. 74. Робот TAGS
Весит TAGS полторы тонны и по своим размерам сопоставим с небольшим легковым автомобилем. Он способен преодолевать пересеченную местность со скоростью 40 км/ч. Передвигается TAGS на гусеницах, которые также можно сменить на колеса. Встроенные датчики позволяют роботу «осматриваться», а в случае необходимости он способен запросить поддержку принятого решения у оператора или автоматического навигационного центра.
4.8.Телеуправляемые «Гладиаторы»
Внастоящее время заметен интерес американских военных к дистанционно управляемым роботам значительных размеров, способным к ведению боевых действий на вражеской территории, один из подобных проектов получил название Gladiator (рис. 75).
Шестерка прототипов изготовляется на заводе BAE Systems — британского субподрядчика и нового партнера университета Carnegie Mellons. Если первые машины успешно пройдут все испытания и многочисленные проверки, Министерство обороны США обещает сделать заказ сразу на две сотни «Гладиаторов». В настоящий бой их планируется отправить к 2010 г.
90