Tecnología perfecta para el soldado perfecto. Parte de 1
La superioridad de combate para el soldado moderno.
A medida que el espacio de combate, cada vez más complejo, impone más y más nuevas demandas tácticas a las unidades, las fuerzas armadas y la industria se esfuerzan por desarrollar tecnologías de próxima generación que puedan proporcionar una superioridad táctica sobre oponentes casi iguales con capacidades de combate significativas.
Las tecnologías de nueva generación destinadas a proporcionar al soldado moderno los medios más efectivos para cumplir con toda la gama de capacidades operativas se investigan, desarrollan e introducen continuamente en las tropas para optimizar la potencia de fuego, la supervivencia y la precisión en todos los niveles tácticos, incluidos los más bajos.
La lista de estas tecnologías es enorme, desde los sistemas de comunicación y los dispositivos del usuario final hasta los vehículos de soporte autónomos y los sistemas de captura y captura de objetivos que reducen la carga física y cognitiva en un soldado moderno.
De acuerdo con la doctrina de la OTAN, el espacio operacional moderno se define como “un espacio que incluye todos los niveles de conflicto complejo en condiciones difíciles, incluidas las áreas marítimas en disputa, donde la información debe considerarse como armas".
Las fuerzas armadas modernas se enfrentan a oponentes casi iguales y poderosos, por ejemplo, China, Irán, Corea del Norte y Rusia, que aumentan incansablemente sus capacidades en varios campos. Como resultado, las fuerzas armadas deben estar preparadas no solo para combatir las amenazas tradicionales y existentes, sino también para contrarrestar las nuevas amenazas asociadas con los combates híbridos, que incluyen medios cinéticos y no cinéticos.
Estas amenazas son de particular interés para las unidades cuerpo a cuerpo desmontadas y las fuerzas de operaciones especiales (MTR). Sin embargo, la solución aquí puede ser no solo la actualización de armas, hardware y software, sino también el desarrollo de los principios de uso de combate y tácticas, métodos y métodos de guerra. Todo esto debe combinarse para proporcionar a los grupos de combate una variedad de capacidades para contrarrestar una amplia gama de amenazas en los campos de la información y los ciberespacios, así como en el campo de la guerra electrónica.
Por ejemplo, las fuerzas armadas rusas aplican con éxito el concepto de "Acciones militares de una nueva generación" (su propia versión de la guerra híbrida). Su implementación quedó perfectamente demostrada durante las hostilidades en Ucrania y Siria, donde las unidades terrestres avanzadas fueron apoyadas por operaciones de información cuidadosamente preparadas.
Es esta actividad la que llevó a los ejércitos de muchos países a identificar y desarrollar una serie de nuevas tecnologías para apoyar a pequeños grupos de combate (a nivel de empresa o inferior), a los que se les podría asignar la tarea de realizar operaciones en una zona de prohibición / acceso, donde las señales de satélites GPS y otras señales de comunicación Se puede bloquear fácilmente.
La experiencia de combate en Europa del Este, especialmente en Ucrania, ha demostrado que las fuerzas de la coalición que operan cerca de las fuerzas rusas experimentan varios problemas en sus redes de comunicaciones.
El agregado militar de Ucrania en Gran Bretaña dijo que la guerra electrónica sigue siendo una opción “atractiva” para las fuerzas rusas que operan en el este de Ucrania. "EW es una variante altamente efectiva de un ataque no cinético que es bastante difícil de rastrear", y agregó que las fuerzas de la coalición en esta región saben muy bien qué es lo que está matando a los medios de comunicación en las bandas de VHF. Redes UHF y GSM.
Por ejemplo, por razones desconocidas, "el tráfico de radio se detiene repentinamente", mientras que también interrumpe regularmente la operación de vehículos aéreos no tripulados y móviles terrestres. robots, basándose principalmente en señales de GPS.
Durante los ejercicios en Alemania, el comandante de pelotón de la brigada aerotransportada 173 utiliza el dispositivo de usuario final (tableta) para transmitir información al comandante de la compañía a través de una red táctica.
Según el portavoz de Getac, Jackson White, las fuerzas armadas están invirtiendo cada vez más en tecnologías C4ISTAR (Comando, Control, Comunicaciones e Inteligencia de Computadoras, Vigilancia, Adquisición y Reconocimiento de Objetivos - comando, control, comunicaciones, computadoras, recopilación de información, vigilancia, designación de objetivos y reconocimiento) para apoyar la "estrategia de guerra asimétrica y digitalización". Citó como ejemplos el servidor X500 y la computadora portátil de su empresa, así como el último dispositivo para el usuario final, la resistente tableta MX50. lanzado en 2017.
Esta tableta de tamaño 15 en pulgadas proporciona un intercambio de grandes cantidades de datos para aplicaciones de mapeo 3D y para otros programas de gestión operativa y conciencia de la situación. Un caso de tamaño de escuela móvil puede almacenar hasta 6 un terabyte de datos, procesar y distribuir datos desde plataformas terrestres y aéreas, proporcionando unidades avanzadas con capacidades para "analizar datos sobre la plataforma, la tarea que se realiza y otros parámetros para garantizar la estabilidad operativa en condiciones de combate difíciles ".
La tableta X500 se distingue por una arquitectura básica común (arquitectura base genérica), que permite la integración en las redes C4ISTAR existentes y futuras. El dispositivo se ejecuta en el sistema operativo Windows 10. proporciona protección de datos, autenticación y arranque físicamente seguro. Si la tableta cae en manos del enemigo, se puede desactivar de forma remota con el software Mobile Device Management.
Los militares en los niveles más bajos utilizan ampliamente teléfonos inteligentes y tabletas, incluido el Getac MX500
Conexión denegada
La necesidad de mensajes seguros en todo el espacio de combate en conflicto y congestionado sigue siendo una condición esencial y necesaria para las fuerzas armadas que buscan realizar tareas de manera efectiva en las condiciones operativas actuales y futuras.
Según algunos expertos, los sistemas de comunicación de la próxima generación de hoy no solo deberían tener una protección mejorada contra interferencias (este es el ejemplo de Ucrania), sino que también deben proporcionarоmejor tasa de intercambio de datos para brindar a los soldados la capacidad de soportar la gama completa de capacidades C4ISTAR.
Tales necesidades llevaron a la aparición y distribución de estaciones de radio programables de próxima generación. Son capaces de aceptar muchos protocolos de comunicación especiales y proporcionar comunicación en las condiciones más difíciles.
Además, muchas más fuerzas armadas avanzadas buscan expandir su influencia y establecer una cooperación global. Esto requiere niveles más altos de interacción del sistema de comunicación con los aliados locales, que no cuentan con sistemas de radio programables de alta tecnología y estaciones de radio tácticas disponibles para los ejércitos "occidentales".
Michael Macferron, de la División 1 del Cuerpo de Infantería de Marina de los EE. UU., Notando la necesidad de mejorar la gestión de las firmas de comunicaciones para pequeños grupos de batalla, advirtió: “Debemos tener en cuenta la interferencia electromagnética y las señales que enviamos. Si emites señales, estás muerto ".
“¿Cómo actuar en un espacio así? - preguntó Macferron, mientras señalaba la importancia de apagar los sistemas de comunicación del enemigo mientras protege las comunicaciones de la Infantería de Marina. "Si operamos en un entorno similar, ¿podemos proteger nuestros sistemas de amenazas más avanzadas?" ¿Cómo nos preparamos y aprendemos a trabajar en este entorno?
MANET (Mobile Ad Hoc Network): redes inalámbricas descentralizadas y auto-organizadas que consisten en dispositivos móviles. Cada uno de estos dispositivos puede moverse independientemente en cualquier dirección y, como resultado, a menudo se rompe y establece conexiones con los vecinos. Estas redes, independientes de las constelaciones de satélites, se están volviendo cada vez más populares. Esta tecnología se está extendiendo gradualmente en las unidades de infantería y en el SSO, lo que proporciona al personal sistemas de comunicación de autorregulación y resistentes a las interferencias.
Jimi Henderson de Silvus Technologies tiene su punto de vista sobre los nuevos requisitos del espacio operacional moderno. Proporcionan la capacidad de las fuerzas especiales y la infantería, directamente en contacto con el enemigo, así como el UAV y el HMR, para actuar en condiciones de oposición, cuando los canales de comunicación con alta probabilidad pueden ser silenciados.
Por ejemplo, la capacidad del personal y los sistemas controlados de forma remota para contrarrestar la interferencia se mejora mediante el uso de estaciones de radio de banda dual que admiten dos bandas de radiofrecuencia (por ejemplo, 2 y 4 GHz) en un solo dispositivo físico. Según Henderson, una solución de este tipo permite a un soldado moderno cambiar rápida y fácilmente entre frecuencias alternativas para evitar fuentes de interferencia sin necesidad de refinamiento de hardware.
"Esto se trata del conocimiento del espectro", explicó, y señaló que los sistemas de radio existentes podrían "pasar por alto" los problemas con las características y la interferencia. Henderson también señaló que los sistemas de radio tácticos deberían funcionar dentro de edificios de túneles y en estructuras subterráneas donde las comunicaciones en visibilidad directa pueden romperse fácilmente. Es por eso que la capacidad de comunicarse fuera de la línea de visión entre operadores y vehículos no tripulados sigue siendo un requisito operativo crítico.
Las unidades que realizan operaciones en condiciones difíciles de desarrollo urbano o comunicaciones subterráneas se benefician del uso de dispositivos con tecnologías MANET y MIMO, como esta estación de radio portátil Streamcaster 4200
Estas soluciones incluyen la familia de estaciones de radio StreamCaster de Silvus Technologies. Opcionalmente, admiten la conexión de las antenas direccionales de transmisión 2x2 y 4x4, que proporcionan amplificación de señal en 2-3 dB y 5-6 dB, respectivamente. Por lo tanto, son adecuados para "situaciones extremas donde los suscriptores se mueven rápidamente o están fuera de la línea de visión, mientras que la longitud y la separación de las antenas no importan", dijo Henderson.
Radio Streamcaster 4200 2x2 con tecnología MIMO (entrada múltiple, salida múltiple: codificación espacial de la señal, que permite aumentar el ancho de banda del canal, en el que la transmisión y recepción de datos se realiza mediante sistemas de varias antenas adaptativas con una correlación débil), siendo el sistema más pequeño en la cartera La compañía puede proporcionar las capacidades necesarias de las unidades SSO y de infantería. Una estación de radio con una potencia de salida de hasta 4 Watts está disponible en una versión "manual endurecida"; la baja probabilidad de interferencia es provista por el modo "presionar para hablar" (solo con el toque de un botón) y la comunicación de doble banda.
Según Henderson, los radios Streamcaster son capaces de admitir hasta nodos MANET 380 en la misma red. Esto le permite transmitir de manera eficiente las señales de un nodo a otro de forma automática, lo que reduce la dependencia de las señales de GPS y de las comunicaciones de satélite en general.
La radio Streamcaster 4200 también se puede conectar a dispositivos Wi-Fi y GPS a través de un conector externo opcional. Cada sistema puede almacenar hasta 128 GB de datos en la memoria interna. Henderson dijo que una red de tales radios podría lograr una "latencia ultra baja, en milisegundos 7 promedio por transferencia entre nodos".
De acuerdo con las necesidades actuales asociadas con el desempeño de las misiones de combate en todos los escenarios de C2D2E (Comunicaciones degradadas / Comunicaciones denegadas: condiciones difíciles para los equipos de comunicaciones), aparecen en el mercado plataformas MANET de comunicaciones especializadas disponibles para las fuerzas armadas. Por ejemplo, la radio programable alternativa TW-950 Shadow de TrellisWare Technologies. Fue presentada en mayo 2017 en la Conferencia de Fuerzas Especiales de SOFIC.
Al igual que el Streamcaster, la radio de mano Shadow puede operar en el rango extendido de frecuencia de radio. Esto permite velocidades de transferencia de datos más rápidas y, según Mat Fellows de TrellisWare Technologies, "ver varios videos de alta definición y tener una interoperabilidad total con dispositivos que ejecutan el protocolo TSM-X patentado".
El dispositivo Shadow pesa 312 gramos, opera en las bandas de frecuencia 225-450 MHz y 1250-2600 MHz y tiene una potencia de transmisión de 2 Watt. La estación de radio admite hasta 16 canales con un retraso de "menos de un segundo" y puede operar bajo el agua a una profundidad de hasta dos metros.
Los becarios también confirmaron que varias unidades MTR ya están utilizando diferentes tipos de sistemas de radio compatibles con MANET, en particular, en la lucha contra el terrorismo en áreas pobladas y en ausencia de una señal GPS.
La empresa Persistent Systems está promoviendo su sistema MPU5, cuyo componente principal es la estación de radio 3x3 con tecnología MIMO. Según Herbert Rubens, director de Persistent Systems, "genera una potencia de transmisión de hasta 6 Watts, proporcionando una red con una IP segura (Protocolo de Internet) en todas las condiciones y tasas de transferencia de datos que superan los megabits 100 por segundo".
MPU5 también incluye un dispositivo integrado de codificación / decodificación de video capaz de distribuir flujos de video de alta resolución en tiempo real; Sistema operativo Android, que ejecuta el software ATAK; así como canales de radio 16 con transferencia de tráfico IP (RoI).
“MPU5 aumenta el nivel de control de la situación, contribuyendo a la finalización exitosa de la tarea y también mejora la seguridad general. Además, el sistema MPU5 es una solución extremadamente efectiva desde un punto de vista económico debido a la realización de muchas posibilidades en un producto comercial ”, Rubens explicó la posición de su compañía.
Durante los ejercicios, los soldados del ejército estadounidense, caminando por una ruta determinada, controlan el robot de tierra.
Soporte autónomo e inteligencia artificial.
Los sistemas de radio compatibles con MANET se utilizan cada vez más para comunicarse con plataformas autónomas, incluidos UAV y HMR. Se implementan activamente en escenarios operativos para reducir la carga en el personal de las unidades SSO y de infantería.
El mercado mundial ofrece actualmente una gran variedad de sistemas robóticos terrestres o RMN. Esto incluye RMN rastreadas de pequeño tamaño capaces de neutralizar proyectiles sin explotar y dispositivos explosivos improvisados, así como otras tareas de recopilación de información. También en el mercado hay una serie de grandes plataformas con ruedas utilizadas para el transporte de mercancías y para el apoyo de combate. La RMN puede incluso proporcionar apoyo de fuego a tiempo completo para desmontar grupos de asalto y fuerzas especiales.
Las nuevas tecnologías ahora permiten el uso de la RMN en escenarios de combate cada vez más complejos. En particular, existe una mayor necesidad de que la RMN realice tareas en áreas edificadas y comunicaciones subterráneas.
Fuentes de la industria afirman que esta expansión tecnológica no estaba dirigida al diseño y desarrollo de plataformas completamente nuevas, sino a la introducción de estándares de arquitectura abierta para la integración simplificada de la carga útil y los controladores con configuración automática. Por supuesto, las compensaciones entre tamaño, masa y poder son necesarias aquí, y además, siguen existiendo preocupaciones sobre los niveles actuales de autonomía en todo el espectro de HMR.
Según el representante de Applied Research Associates Matthew Fordham, solo ahora el soldado moderno comenzó a beneficiarse de la tecnología autónoma.
Durante más de una década, el Departamento de Defensa de los Estados Unidos se ha esforzado por hacer un uso amplio de la RMN para todo terreno para tareas militares, pero hasta hace poco su desarrollo estaba determinado principalmente por proyectos de investigación.
"Fue solo en 2017 que el Ministerio de Defensa comenzó a financiar aplicaciones militares a través de una solicitud de propuestas para el sistema de limpieza de rutas RCIS (Sistema de Interrogación para el Despejamiento de Rutas) y el programa para la plataforma SMET (Equipo de nivel de transporte de equipos de usos múltiples)", explicó.
En diciembre de 2017, el Ejército de los EE. UU. Seleccionó a cuatro participantes para el proyecto SMET: Applied Research Associates (ARA) y Polaris Defense (Team Polaris); Sistemas terrestres de General Dynamics (GDLS); HDT Global; y Howe & Howe Technologies.
Este programa fue nombrado en el documento estratégico de los Sistemas Autónomos y Robóticos del Ejército de los EE. UU. En marzo 2017, la prioridad a corto plazo (para 2020 del año) de las fuerzas terrestres. El concepto de Teamned Unmanned Teaming (MUM-T) es integrar capacidades robóticas y autónomas combinadas con unidades del ejército, manteniendo la funcionalidad completa del luchador.
Los principios de combate iniciales y los requisitos SMET aplicados a un vehículo que podría acompañar a los soldados que marchan a 3 km / h aceleran hasta las horas 72 sin repostar en una distancia de más de 97 km. En última instancia, el dispositivo deberá funcionar en tres modos: autónomo, semiautónomo y control remoto.
La plataforma debe transportar una carga de 454 kg y generar 3 kW estacionado y 1 kW en movimiento. Transportar un 454 kg reducirá la carga de cada soldado en la escuadra en 45 kg. Al reducir la carga, la plataforma permitirá que los grupos de brigadas de infantería del Equipo de Combate de Infantería viajen largas distancias, mientras que la generación de electricidad de esta plataforma le permitirá cargar equipos y baterías sobre la marcha.
La plataforma SMET está diseñada para realizar diversas tareas, incluido el transporte de municiones, agua, baterías y equipos especiales; C4ISTAR; y soporte de fuego.
El Polaris MRZR X IS, propuesto para el programa SMET, es una plataforma autónoma opcionalmente controlada, que es un desarrollo adicional del vehículo de tripulación todo terreno Polaris MRZR.
Se espera que el Ministerio de Defensa confirme el estado del programa oficial SMET a mediados del próximo año. El Ejército de los EE. UU. Está considerando comprar hasta plataformas 80 después de seleccionar al contratista principal preferido.
Según Fordham, las plataformas y las tecnologías de sensores asociadas hoy con desarrollos similares por RMN son lo suficientemente maduras para un uso generalizado en apoyo de un soldado moderno y lo suficientemente rentables para inversiones posteriores.
Refiriéndose a los problemas futuros asociados con el auge del desarrollo de la RMN, Fordham calificó de "seguridad absoluta" el elemento más importante en cualquier proyecto exitoso de una plataforma robótica. El funcionamiento de la RMN siempre debe ser seguro, sin movimientos involuntarios ni comportamientos inesperados.
“Solo un problema de seguridad puede postergar el proceso robótico durante años. La operación predecible de la plataforma es la clave del éxito. Primero, la seguridad es siempre el desafío más importante. La redundancia de los controladores, el software seguro, el análisis exhaustivo, la capacidad de control y prueba: todo esto es la base para alcanzar con éxito el nivel de seguridad requerido ".
“En segundo lugar, hay muchos problemas con los robots todo terreno. No tenemos Google Maps, que muestra la mejor ruta, las reglas de tránsito con señales como en aplicaciones comerciales. "Pero tenemos muchas piedras, árboles, agujeros no marcados en el mapa y un cambio brusco de alivio, el sistema debería resolver todo esto en tiempo real", explicó Fordham.
Applied Research Associates se ha asociado con la compañía Polaris a través del programa SMET, proponiendo una solución basada en el vehículo de la tripulación ATV Polaris MRZR (vehículo todo terreno), que ya está en servicio con la infantería y las unidades especiales de los países de la OTAN y sus aliados. El MRZR X es un ATV MRZR autónomo, opcionalmente administrado, diseñado para proporcionar una transición más suave de sistemas robóticos tripulados a autónomos.
El Kit de aplicación robótica modular (M-RAK) está instalado en el MRZR X, lo que le permite integrar tecnologías independientes mientras mantiene la arquitectura física y de software de las plataformas habitables existentes.
Matthew Fordham dijo que una de las ventajas del MRZR X es que “ya se está utilizando una plataforma similar en el ejército estadounidense. Los costos de producción serán bajos y el soporte está disponible en todo el mundo. La máquina es fácil de operar y mantener, y la transición del modo manual al no tripulado se produce con el simple accionamiento de un interruptor de palanca. El desarrollo de algoritmos de aprendizaje automático, procesamiento de video y tecnologías de arrays de válvulas programables por el usuario (FPGA) ha hecho una contribución significativa a las características semiautónomas que el ejército está buscando actualmente ".
“El mercado de la RMN está en constante crecimiento. Con la creciente confianza de los soldados en las plataformas robóticas, veremos una creciente propagación de tales sistemas. Los presupuestos se formarán teniendo en cuenta la necesidad de introducir complejos robóticos terrestres adicionales en el arsenal del ejército. Nosotros, mirando a nuestros posibles oponentes, nos esforzamos por ampliar la funcionalidad de nuestros robots. Podrán hacer el trabajo más sucio y peligroso para nuestros soldados ".
AMSTAF 6 6x6: una de las varias opciones de ruedas para la RMN que actualmente ofrece la industria israelí
Ronen Fishman, de la compañía israelí Automotive Robotic Industry, estuvo de acuerdo en que el desarrollo de la RMN es esencial para un soldado moderno.
Sin embargo, cree que el mercado de RMN para estructuras de seguridad nacional sigue más desarrollado que el mercado de RMN para estructuras militares. Sin embargo, en un futuro cercano, estas tecnologías serán ampliamente utilizadas en muchos ejércitos del mundo.
"Ya existe un entendimiento de que la RMN debe desempeñar un papel importante en la próxima batalla, pero pasarán otros dos o tres años antes de que este entendimiento se convierta en acción real".
De acuerdo con Fishman, la alta maniobrabilidad y la excelente maniobrabilidad son los requisitos más importantes para la RMN, trabajando junto a un soldado moderno. Aunque el software sigue siendo un elemento clave de cualquier programa de desarrollo de RMN, ya que solo el software permite varios modos independientes.
"Lo más difícil en el desarrollo de software es que debe hacer que muchos subsistemas funcionen en perfecta armonía y, al mismo tiempo, debe ser lo suficientemente flexible para que los nuevos subsistemas avanzados puedan integrarse en el menor tiempo posible".
La industria robótica automotriz actualmente ofrece varias RMN con ruedas, incluida AMSTAF 8 8x8; AMSTAF 6 6x6 y AMSTAF 4 4x4, que desarrolla con BFL India.
Al mismo tiempo, el mercado de RMN está en proceso de reducir el tamaño de las plataformas y la carga útil para optimizar el soporte para infantería y unidades especiales, especialmente al realizar tareas de reconocimiento y eliminación de municiones sin explotar.
Continuará ...
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