Vista de la Agencia Europea de Defensa sobre sistemas autónomos: conceptos y perspectivas. Parte de 1

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Más autonomía para sistemas de suelo.

Los sistemas de armas terrestres con funciones autónomas se han demostrado en las fuerzas armadas, que los utilizan en diversas tareas, incluida la protección de soldados o campamentos. Sin embargo, su potencial tecnológico es significativo, así como los desafíos que enfrentan.




Autonomía de los móviles terrestres robots hoy en día todavía se limita a funciones simples como "sígueme" o navegación a coordenadas intermedias

La clase más famosa de sistemas con funcionalidad autónoma, actualmente desplegada por las fuerzas armadas de algunos países, son los sistemas de defensa activa (SAZ) para vehículos blindados, que pueden destruir de forma independiente los misiles antitanque, los misiles y los proyectiles no guiados. Las SAZ, en general, son una combinación de sensores de radar o infrarrojos que detectan dispositivos atacantes con un sistema de control de incendios que monitorea, evalúa y clasifica una amenaza.

Todo el proceso, desde el momento de la detección hasta el momento de disparar el proyectil contrario, es completamente automático, ya que la intervención humana puede ralentizarlo o hacer que la activación oportuna sea completamente imposible. El operador no solo es físicamente incapaz de dar una orden para disparar a los contraataques, sino que ni siquiera podrá controlar las fases individuales de este proceso. Sin embargo, SAZ siempre se programa de antemano de tal manera que los usuarios pueden predecir las circunstancias exactas en las que el sistema debería reaccionar y en qué no. Los tipos de amenaza que desencadenarán una reacción de SAZ son conocidos de antemano o, al menos, predecibles con un alto grado de confianza.

Principios similares también determinan el funcionamiento de otros sistemas autónomos de armas terrestres, por ejemplo, sistemas de intercepción de cohetes no guiados, proyectiles de artillería y minas utilizadas para proteger bases militares en zonas de combate. Tanto SAZ como los sistemas de intercepción pueden considerarse sistemas autónomos que, después de la activación, no requieren intervención humana.

Desafío: autonomía para robots móviles de tierra.

Hasta la fecha, los sistemas móviles terrestres se usan generalmente para detectar objetos explosivos y neutralizarlos, o reconocimiento de terrenos o edificios. En ambos casos, los robots son controlados y controlados de forma remota por los operadores (aunque algunos robots pueden realizar tareas sencillas, como moverse de un punto a otro sin ayuda humana constante). “La razón por la cual la participación humana sigue siendo muy importante es que los robots móviles terrestres encuentran enormes dificultades en acciones independientes en un terreno complejo e impredecible. Operar un automóvil que se mueva de manera independiente en el campo de batalla, donde debe evitar los obstáculos, conducir con objetos en movimiento y estar bajo el fuego enemigo. mucho más difícil debido a la imprevisibilidad, que usar sistemas de armas autónomos, como el mencionado SAZ ”, dijo Marek Kalbarchik de la Agencia Europea de Defensa (EAO). Por lo tanto, la autonomía de los robots en tierra hoy en día todavía está limitada a funciones simples, por ejemplo, "sígueme por sa" y navegación a lo largo de las coordenadas dadas. La función "Sígueme" puede ser utilizada por cualquiera de las máquinas sin tripulación para seguir a otro vehículo o soldado, mientras que la navegación a través de los puntos intermedios permite que el vehículo utilice las coordenadas (determinadas por el operador o almacenadas por el sistema) para alcanzar el destino deseado. En ambos casos, la máquina sin tripulación utiliza GPS, radar, firmas visuales o electromagnéticas o canales de radio para seguir el ejemplo o en una ruta determinada / memorizada.

La elección de un soldado.

Desde un punto de vista operativo, el propósito de usar tales funciones autónomas es generalmente lo siguiente:
• reducir el riesgo para los soldados en áreas peligrosas mediante la sustitución de conductores por vehículos no tripulados o kits de conducción no tripulados con función de transferencia autónoma en convoyes de transporte, o
• Proporcionar apoyo a las tropas en zonas remotas.

Ambas funciones, en general, se basan en el elemento denominado "evitación de obstáculos" para evitar colisiones con obstáculos. Debido a la compleja topografía y la forma de las áreas individuales del terreno (colinas, valles, ríos, árboles, etc.), el sistema de navegación por puntos utilizado en las plataformas terrestres debe incluir un radar láser o LIDAR (LiDAR - Detección de luz y rango) o capaz de utilizar mapas precargados. Sin embargo, dado que el lidar se basa en sensores activos y, por lo tanto, es fácil de detectar, el énfasis en la investigación se coloca actualmente en los sistemas de visualización pasiva. Aunque los mapas precargados son suficientes cuando las máquinas desempaquetadas operan en entornos bien conocidos para los que ya se dispone de mapas detallados (por ejemplo, monitoreo y protección de fronteras o instalaciones de infraestructura importantes). Sin embargo, cada vez que los robots de tierra deben ingresar en un espacio difícil e impredecible, un lidar es extremadamente necesario para navegar a través de puntos intermedios. El problema es que el lidar también tiene sus limitaciones, es decir, su confiabilidad se puede garantizar solo para máquinas no tripuladas que operan en terrenos relativamente simples.

Por lo tanto, se necesita más investigación y desarrollo en esta área. Con este fin, se han desarrollado varios prototipos para demostrar soluciones técnicas, por ejemplo, ADM-H o EuroSWARM, para explorar, probar y demostrar funciones más avanzadas, incluida la navegación autónoma o la cooperación de sistemas sin tripulación. Estas muestras, sin embargo, todavía están en una etapa temprana de investigación.

Vista de la Agencia Europea de Defensa sobre sistemas autónomos: conceptos y perspectivas. Parte de 1

Hay muchas dificultades por delante

Las limitaciones del lidar no son el único problema al que se enfrentan los robots móviles terrestres (RMN). De acuerdo con el estudio "Encajar en el área e integración de sistemas terrestres no tripulados", así como el estudio "Identificación de todos los requisitos técnicos y de seguridad básicos para vehículos militares no tripulados cuando operan en una misión combinada con sistemas habitables y deshabitados" (SafeMUVe) financiado por la Agencia Europea de Defensa , los desafíos y las oportunidades se pueden dividir en cinco categorías diferentes:

1. Operacional Hay muchas tareas potenciales que pueden considerarse para robots móviles terrestres con funciones autónomas (centro de comunicaciones, observación, reconocimiento de zonas y rutas, evacuación de heridos, reconocimiento de armas de destrucción masiva, seguimiento del transporte de carga, acompañamiento durante el transporte, limpieza de rutas, etc. .), pero todavía no hay conceptos de soporte operacional para todo esto. Por lo tanto, para los desarrolladores de robots móviles terrestres con funciones autónomas, es difícil desarrollar sistemas que satisfagan exactamente los requisitos de los militares. La organización de foros o grupos de trabajo de usuarios de máquinas no tripuladas con funciones autónomas podría resolver este problema.

2. Técnica: Las ventajas potenciales de una RMN con funciones autónomas son bastante significativas, pero hay obstáculos técnicos que aún deben superarse. Dependiendo de la tarea prevista, las RMN pueden equiparse con varios conjuntos de equipos a bordo (sensores para reconocimiento y vigilancia, o monitoreo y detección de armas de destrucción masiva, manipuladores para manejar explosivos o sistemas de armas, sistemas de navegación y guía), kits de recopilación de información, kits de control del operador y equipo de control. . Esto significa que algunas tecnologías innovadoras, como la toma de decisiones / computación cognitiva, la interacción hombre-máquina, la visualización por computadora, las tecnologías de batería o la recopilación de información conjunta, son esenciales. En particular, el espacio circundante no estructurado y disputado complica enormemente el trabajo del sistema de navegación y guía. Aquí, es necesario avanzar hacia el desarrollo de nuevos sensores (detectores de neutrones térmicos, interferómetros basados ​​en tecnología de átomo sobreenfriado, actuadores inteligentes para monitoreo y control, sensores de inducción electromagnética avanzada, espectroscopios de infrarrojos) y técnicas, por ejemplo, SLAM descentralizado y conjunto (Localización simultánea y mapeo simultáneo localización y mapeo) y levantamiento tridimensional del terreno, navegación relativa, integración avanzada e integración de datos de sensores de efectivo, así como la provisión de p La movilidad mediante la visión técnica. El problema no es tanto la naturaleza tecnológica, ya que la mayoría de estas tecnologías ya se utilizan en la esfera civil, como en el marco regulatorio. De hecho, tales tecnologías no pueden utilizarse de inmediato para fines militares, ya que es necesario adaptarlas a los requisitos militares específicos.

Este es precisamente el objetivo del Programa de Investigación Estratégica Integrada OSRA, desarrollado por la ENA, que es una herramienta que puede proporcionar las soluciones necesarias. Como parte de OSRA, se están desarrollando varios de los llamados bloques de construcción tecnológicos o Bloques de creación de tecnología, que deberían eliminar las brechas tecnológicas asociadas con los robots terrestres, por ejemplo: acciones conjuntas de plataformas habitables y deshabitadas, interacción adaptativa entre humanos y un sistema de no boxeo con diferentes niveles de autonomía; sistema de monitorización y diagnóstico; nuevas interfaces de usuario; navegación en ausencia de señales satelitales; Algoritmos autónomos y automatizados de guía, navegación y control y toma de decisiones para tripulaciones y plataformas sin tripulación; control de varios robots y sus acciones conjuntas; guiado de precisión y control de armas; sistemas de imagen activa; Inteligencia artificial y big data para la toma de decisiones. Cada TIA es propiedad de un grupo especial o CapTech, que incluye expertos del gobierno, la industria y la ciencia. La tarea de cada grupo de CapTech es desarrollar una hoja de ruta para su TVB.

3. Normativa / Legal: Un obstáculo importante para la implementación de sistemas autónomos en la esfera militar es la falta de técnicas adecuadas de verificación y evaluación o procesos de certificación necesarios para confirmar que incluso un robot móvil con las funciones autónomas más básicas es capaz de funcionar correctamente y de manera segura incluso en un entorno hostil y complejo. En la esfera civil, los vehículos no tripulados se enfrentan a los mismos problemas. De acuerdo con el estudio de SafeMUVe, el retraso principal definido en relación con estándares / mejores prácticas específicas se encuentra en los módulos relacionados con un mayor nivel de autonomía, a saber, "Automatización" y "Fusión de datos". Módulos como, por ejemplo, “Percepción del entorno externo”, “Localización y mapeo”, “Supervisión” (Toma de decisiones), “Planificación de tráfico”, etc., se encuentran todavía en los niveles promedio de preparación tecnológica y, aunque existen varias decisiones y Algoritmos diseñados para realizar diversas tareas, pero aún no hay un estándar disponible. En este sentido, también existe un retraso en la verificación y certificación de estos módulos, parcialmente resuelto por la iniciativa europea ENABLE-S3. La red recientemente establecida de centros de prueba de la EAU fue el primer paso en la dirección correcta. Esto permite a los centros nacionales implementar iniciativas conjuntas para prepararse para probar tecnologías prometedoras, por ejemplo, en el campo de la robótica.


Vehículos blindados AMV durante la prueba de vehículos autónomos en el ELROB 2018 (la versión AMV 8x8 con techo elevado debe ir seguida de un sistema independiente Patria AMV)

4. Personal El uso ampliado de sistemas terrestres no tripulados y autónomos requerirá cambios en el sistema de educación militar, incluso en la capacitación de operadores. El personal militar, en primer lugar, debe comprender los principios técnicos de la autonomía del sistema para poder operar y controlarlo adecuadamente, si es necesario. Crear confianza entre el usuario y el sistema autónomo es un requisito previo para un uso más amplio de los sistemas terrestres con un mayor nivel de autonomía.

5. Financiero Mientras que los actores comerciales globales como Uber, Google, Tesla o Toyota están invirtiendo miles de millones de euros en el desarrollo de vehículos no tripulados, los militares están gastando sumas mucho más modestas en sistemas terrestres no tripulados que también se distribuyen entre países que tienen sus propios planes nacionales de desarrollo para tales plataformas. El Fondo Europeo de Defensa que se está estableciendo debería ayudar a consolidar la financiación y respaldar un enfoque de colaboración para el desarrollo de robots móviles terrestres con funciones autónomas más avanzadas.

El trabajo de la Agencia Europea.

Durante varios años, la EAU ha estado activa en el campo de los robots móviles terrestres. Los aspectos tecnológicos específicos, como el mapeo, la planificación de rutas, seguir el ejemplo o sortear obstáculos, se han desarrollado en proyectos de investigación en colaboración como el SAM-UGV o HyMUP; Ambos financiados conjuntamente por Francia y Alemania.

El proyecto SAM-UGV tiene como objetivo desarrollar una muestra de demostración independiente de tecnologías basadas en una plataforma móvil basada en tierra, que se distingue por la arquitectura modular de hardware y software. En particular, la demostración de la tecnología de muestra confirmó el concepto de autonomía escalable (cambio entre control remoto, semi-autonomía y modo totalmente autónomo). El proyecto SAM-UGV se desarrolló aún más en el marco del proyecto HyMUP, que confirmó la posibilidad de realizar misiones de combate con sistemas deshabitados en coordinación con las máquinas tripuladas existentes.

Además, la protección de los sistemas autónomos contra interferencias deliberadas, el desarrollo de requisitos de seguridad para tareas mixtas y la estandarización de la RMN se están abordando, respectivamente, en el marco del proyecto PASEI y los estudios SafeMUVe y SUGV.

En y bajo el agua

Los sistemas marinos automáticos son un componente clave de la modernización y transformación de las fuerzas navales, ya que pueden cambiar drásticamente la estructura y el paradigma de las acciones de las flotas tecnológicamente avanzadas, lo que les permitirá convertirse en una fuerza más dinámica que responda más rápidamente a una gama cada vez mayor de amenazas.

Los Sistemas Marítimos Automáticos (AMS) tienen un impacto significativo en la naturaleza de las hostilidades y en todas partes. La amplia disponibilidad y la reducción de costos de los componentes y tecnologías que se pueden usar en los sistemas militares permiten que un número creciente de actores estatales y no estatales accedan a las aguas de los océanos del mundo. En los últimos años, el número de AMC explotados ha aumentado varias veces y, por lo tanto, es imperativo que se implementen programas y proyectos relevantes que proporcionen a las flotas las tecnologías y capacidades necesarias para garantizar una navegación segura y libre en los mares y océanos.

La influencia de los sistemas completamente autónomos ya es tan fuerte que cualquier esfera de defensa que se pierda este avance tecnológico también se perderá el desarrollo tecnológico del futuro. Bezkipazhnye y los sistemas autónomos se pueden usar con gran éxito en la esfera militar para realizar tareas complejas y difíciles, especialmente en condiciones hostiles e impredecibles que el ambiente marino ilustra claramente. El mundo marino es fácilmente desafiante, a menudo falta en los mapas y es difícil de navegar, y estos sistemas autónomos pueden ayudar a superar algunos de estos desafíos. Tienen la capacidad de realizar tareas sin intervención humana directa, involucrando modos de operación, debido a la interacción de los programas de computadora con el espacio externo.

Es seguro decir que el uso de AMC en las operaciones marítimas tiene las perspectivas más amplias, y todo "debido a" la hostilidad, la imprevisibilidad y el tamaño del espacio marino. Vale la pena señalar que la incontenible sed de conquistar los espacios marinos, combinada con las soluciones científicas y tecnológicas más complejas y avanzadas, siempre ha sido la clave del éxito.

Los AMC son cada vez más populares entre la gente de mar y se convierten en parte integral de las flotas, donde se utilizan principalmente en misiones no letales, por ejemplo, en la guerra contra las minas, para el reconocimiento, la observación y la recopilación de información. Pero los sistemas marinos autónomos tienen el mayor potencial en el mundo submarino. El mundo submarino se está convirtiendo en el escenario de disputas cada vez más feroces, la lucha por los recursos marinos se está intensificando y la necesidad de garantizar la seguridad de las comunicaciones marítimas es alta.

Continuará ...
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2 comentarios
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  1. +2
    14 archivo 2019 09: 32
    Hmm, el lema "¡Gloria a los robots, muerte a los hombres!" lejos de ser implementado como comunismo. Pero están trabajando en eso.
  2. 0
    15 archivo 2019 07: 20
    La autonomía se aplica no solo a los robots, sino también al BM habitado.
    En dicha máquina, los dispositivos de reconocimiento determinan el objetivo, la computadora lo identifica, realiza cálculos balísticos, dirige las armas y la persona da luz verde para abrir fuego. La descripción se da en mi artículo sobre el tanque de guardia http://www.sinor.ru/~bukren/tank_21.htm

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