• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Andra
    Hur robotarméer fungerar
    Kommer framtida robotsoldater Kevin Winter/Getty Images

    "Terminator" visade oss en framtid där bataljoner av kännande, humanoida robotar krigar mot mänskligheten. Även om den visionen fortfarande ligger väl inom science fiction -området, många länder funderar på att skapa robotsoldater, inklusive USA. Faktiskt, 2001, Floyd D. Spence National Defense Authorization Act satte ett mål för USA:s väpnade styrkor - skapa en obemannad stridsfordonsstyrka som skulle stå för en tredjedel av alla fordon i drift. Än så länge, robotdesignerna liknar inte Terminator, men de kan vara lika dödliga.

    Den amerikanska arméns Framtida stridsystem (FCS) -planen är en omfattande strategi för att uppgradera nationens militära system inom alla grenar av Försvarsmakten. Planen kräver ett integrerat stridsystem - en flotta med olika fordon som kommer att använda upp till 80 procent av samma delar, nya obevakade sensorer utformade för att samla intelligens på fältet, och obemannade uppskjutningssystem som kan skjuta missiler mot fiender utanför siktlinjen och flera robotar.

    Robotarna är indelade i fyra kategorier:

    • Obemannade luftfordon (UAV) utformad för övervakning och spaningsuppdrag
    • Små obemannade markfordon (UGV) som kan komma in i farliga områden och samla information utan att riskera soldaters liv
    • Multifunktionellt verktyg/logistik och utrustning (MULE) fordon utformade för att ge stridsstöd i konfliktsituationer
    • Beväpnade robotfordon (ARV) som väger 9,3 ton och antingen kan bära kraftfulla vapenplattformar eller sofistikerad övervakningsutrustning

    MULE- och ARV -fordonen kan markera början på en ny typ av krigföring. Det finns tre föreslagna versioner av MULE, som alla rullar runt på hjul. Två av varianterna, ett transportfordon som kan bära mer än massor av utrustning och ett fordon som är utformat för att upptäcka och inaktivera pansarvattenminor, liknar nuvarande militära robotar. Den tredje varianten är en Armed Robotic Vehicle-Assault-Light (ARV-A-L) enhet. Det kommer att få en spaning, paket för övervakning och målförvärv (RSTA) och integrerade vapen. Med andra ord, denna robot liknar en mänsklig soldat som kan engagera fienden i strid.

    ARV -robotarna är mindre som soldater och mer som stridsvagnar. Faktiskt, arméns avsikt är att använda robotarna ARV-A som stöd för bemannade fordonsuppdrag. Befälhavaren för en stridsvagnskvadron, till exempel, kunde använda ARV-A-robotar för att utöka sitt teams inflytande utan att behöva fler soldater. Robotarna kan inta de farligaste positionerna och ge stöd när de bemannade fordonen kommer in i en stridsituation.

    På grund av budgetnedskärningar, många av de dyrare initiativen som ingår i FCS kan behöva skjutas upp på obestämd tid. MULE- och ARV -fordonen faller i denna kategori. Som ett resultat, det kan dröja flera år innan vi ser amerikanska robotar som används som stridande i krigsscenarier. Fortfarande, USA:s militär är fast besluten att fortsätta investera i robotar med hopp om att robotar en dag kan ta plats för mänskliga soldater i farliga situationer.

    I den här artikeln, vi ska titta på hur dessa robotar kommer att fungera, och hur robotsoldater kan förändra krigföringens ansikte för alltid.

    I nästa avsnitt, vi ska titta på robotsoldatens roll.

    Kul med förkortningar

    Det fullständiga namnet på arméns robotprojekt inom FCS är ganska tungt:Future Combat Systems (FCS), Brigade Combat Team (BCT), Obemannat markfordon (UGV), Integrerat produktteam (IPT), eller FCS (BCT) UGV IPT för kort.

    Innehåll
    1. Robotgrupper
    2. Robotverktyg och vapen
    3. Effektivitet, Ekonomi och etik

    Robotgrupper

    Nuvarande militära robotar gillar SSG Lorie Jewell, amerikanska armén

    Helst, robotsoldater skulle kunna uppnå samma militära mål som en mänsklig grupp skulle klara. Det måste de vara autonom och kunna identifiera mål, skilja mellan vänliga och fiendens styrkor, engagera fienden och interagera med andra på andra sätt än att bara skjuta ett vapen. Just nu, de flesta robotar styrs på distans av en människa vid en kommandostation, även om vissa robotar har begränsad autonomi och kan komma från punkt A till punkt B med minimal övervakning. För att en robotarmé ska vara en effektiv stridsstyrka, Det vore bäst om enskilda robotar kunde bedöma situationer och fatta beslut utan att förlita sig på mänsklig input.

    Armén fortsätter att arbeta med statliga myndigheter som NASA, universitet och företag att driva på mer forskning för att uppnå detta mål. En del av Future Combat Systems Program är Autonomt navigationssystem (ANS) -projekt. ANS mål är att skapa ett modulärt navigationssystem som tekniker kan installera i alla obemannade och bemannade markfordon. Systemet kommer att innehålla navigationssensorer, globala positioneringssystem (GPS), tröghetsnavigationssystem (INS), perceptionssensorer och program för kollisionsdetektering.

    En stor oro för både militären och ingenjörerna är chansen att en robot inte fungerar. Möjligheten att en robot skjuter på vänliga styrkor eller oskyldiga åskådare är ofta en del av diskussioner om användning av beväpnade robotar. Det kan verka paranoidt, men felaktiga robotar har tidigare orsakat skräck. År 1993, en bombgruppsrobot i San Francisco fungerade fel under ett uppdrag att inaktivera en bomb. Roboten började snurra okontrollerbart strax innan den kunde greppa spränganordningen. Lyckligtvis, roboten fick inte enheten att detonera [källa:The New York Times].

    Militära tjänstemän säger att målet med att använda obemannade fordon och robotar är att kunna delta i strider utan att riskera mänskliga skador, eller åtminstone mänskliga offer på vår sida. En annan fördel är att även om robotar är dyra, de kan faktiskt vara billigare än att fälta mänskliga soldater - robotar kräver underhåll, men de behöver inte hälso- eller pensionsförmåner. De kanske också kan tjäna längre perioder än mänskliga soldater kunde.

    Många tror att robotar aldrig helt kommer att ersätta mänskliga soldater, men de kommer att användas i särskilt farliga eller tråkiga uppdrag. En robotsoldat kommer aldrig att bli uttråkad, så det är idealiskt för vakttjänster eller långsiktiga övervakningsuppdrag. Sydkorea planerar att använda robotar för att patrullera gränsen mot Nordkorea. Robotarna kallas Intelligent Surveillance and Guard Robots, och de använder vanliga och infraröda kameror för att upptäcka inkräktare upp till 4 mil bort. Robotarna kan driva ett mål, kräver ett kodat åtkomstnummer när de är inom 10 meter från inkräktaren. Om målet inte kan ge rätt kod, roboten kunde larma eller till och med skjuta ett vapen mot inkräktaren.

    I nästa avsnitt, vi lär oss vilken typ av utrustning som behövs för att göra robotsoldater till verklighet.

    Robotverktyg och vapen

    Det föreslagna MULE obemannade markfordonet kommer att kunna bära vapen som missilskjutare eller maskingevär.

    För närvarande, det finns robotar på marknaden som kan bära och skjuta vapen som hagelgevär, pepparspray, granatkastare, eller till och med Hellfire -missiler. MULE ARV-A-L-roboten kan skjuta en siktlinjepistol och antitankvapen. Fjärrstyrda TALON -robotar kan bära allt från ett M240 -maskingevär till ett 0,50 kalibergevär till granater och raketskjutare. Den sydkoreanska patrullroboten kan antingen skjuta icke-dödliga gummikulor mot inkräktare, eller bära ett K-3 maskingevär-ett lätt maskingevär som liknar M249.

    U.S.Marines Corps Gladiator Tactical Unmanned Ground Vehicle (TUGV) kommer att kunna bära en arsenal av dödliga och icke-dödliga vapen, Inklusive:

    • Axel-lanserad, Multi-purpose Assault Weapons (SMAW), utformad för att förstöra bunkrar, inaktivera pansarfordon och bryta igenom befästningar
    • M240 eller M249 maskingevär
    • Light Vehicle Obscurant Smoke System (LVOSS), en enhet som skjuter upp rökgranater
    • Anti-Personal Obstacle Breaking System (APOBS), en raket som släpar en linje kopplad till fragmenteringsgranater; den är utformad för att förstöra hinder som landminor

    En stor, tung robot kan hantera vapen som är för besvärliga, tung, farligt eller kraftfullt för människor. ARV-A kan bära en medellång kaliberkanon, ett missilsystem och ett tungt maskingevärssystem. Armén avser att använda robotar som ARV-A främst som stöd för bemannade fordon, så beväpningen måste vara jämförbar med en tank.

    Konstnärens illustrationer av

    Andra verktyg inkluderar sensorer och kameror för att låta robotarna uppfatta och navigera genom en mängd olika farliga miljöer. Robotar som Gladiator kommer att ha värmekameror , enheter som detekterar värme och producerar bilder som människor kan se. De flesta robotar kommer också att ha vanliga videokameror.

    Ett stort mål med FCS -projektet är att skapa en universell plattform som armén och andra styrkor kan införliva i militära system från och med nu. En av utmaningarna som militären har mött genom åren är att den bygger på en blandning av utrustning, fordon och programvara som inte är integrerade med varandra, försvårar stridssamordning och taktiska diskussioner. Helst, alla militära robotar kommer att dela en gemensam plattform, ger officerare möjlighet att lita på flera robotar i ett komplext uppdrag. Till exempel, Obemannade flygfordon kan hålla ett område övervakat, sända information till obemannade markfordon när de kommer in i området.

    I nästa avsnitt, Vi lär oss varför vissa människor är oroliga för möjligheten till robotarméer.

    Effektivitet, Ekonomi och etik

    Fjärrtransport för alla ändamål Foto med tillstånd av AFRL Material- och tillverkningsdirektoratet

    Den första barriären för en fullt fungerande robotarmé är teknisk - ingen har skapat en pålitlig, effektivt sätt att göra robotar verkligt autonoma. Forskare har gjort betydande framsteg under de senaste åren, dock. De Defence Advanced Research Projects Agency (DARPA), en forsknings- och utvecklingsavdelning av försvarsdepartementet (DoD), utfärdade en utmaning på 1 miljon dollar 2004 till tekniker och ingenjörer i hela USA för att skapa ett robotfordon som kunde navigera självständigt genom en 200-milsbana. Även om 15 fordon deltog i loppet, ingen lyckades ta sig över mållinjen.

    Nästa år var mer uppmuntrande. Ett team av ingenjörer från Stanford University vann det stora priset på 2 miljoner dollar när deras autonoma fordon slutförde 132 mils kurs på 6 timmar, 53 minuter. Tre andra robotar genomförde kursen under 10-timmarsgränsen. Tävlingen visade att det är möjligt att bygga en robot som kan röra sig över terrängen på egen hand i hastigheter som är jämförbara med de flesta militära fordon.

    Under 2007, DARPA utfärdade en ny utmaning - att navigera genom ett komplext, simulerad, Urban miljö. Fordon måste simulera ett militärt försörjningsuppdrag genom en stad, vilket innebär att de måste kunna gå samman med trafik, undvik hinder och följ en planerad rutt. Laget med det snabbaste kvalificerade fordonet kommer att vinna 2 miljoner dollar.

    Navigering är ett viktigt hinder att övervinna i strävan efter robotisk autonomi, men när du vill att din robot ska kunna hitta, identifiera och skjuta på fiendens stridande, insatserna är högre. Upptäck hur man lär en robot att skilja mellan fiender, allierade och oskyldiga åskådare kan ta lång tid.

    Förutom den tekniska aspekten, den stora kostnaden för robotforskning och produktion är en utmaning. DoD uppskattade 2006 att den totala investeringen i robotforskning från 2006 till 2012 skulle vara 1,7 miljarder dollar [källa:Utveckling och användning av robotik och obemannade markfordon]. När krigskostnaderna ökar, budgetarna blir snäva och armén tvingas offra några av sina planer. Många av militärens robotprojekt är ofinansierade, och andra väntar på obestämd tid.

    Sedan finns det etiska överväganden som uppstår i diskussioner om robotsoldater. Skulle ett land med en väpnad robotstyrka vara mer benägna att invadera ett annat land, att veta invasionen sannolikt skulle resultera i mycket få offer? Genom att ta bort det mänskliga elementet från krig, gör vi det ännu mer omänskligt? När en robot går sönder under ett uppdrag, riskerar vi att skicka in människor för att hämta och reparera det? Kan vi vara säkra på att robotar vet när de ska sluta attackera när en fiende kapitulerar?

    Även om vi kanske är år bort från att se en effektiv robotkampstyrka, många tycker att vi borde försöka svara på dessa frågor idag. Forskare och ingenjörer kanske kan bygga bättre robotar genom att ta med dessa frågor i sin design. Annat, dessa fiktiva bataljoner av Terminators kan marschera lite närmare verkligheten än vi skulle vilja.

    För att lära dig mer om robotar och relaterade ämnen, kolla in länkarna på nästa sida.

    Mycket mer information

    Relaterade artiklar om hur saker fungerar

    • Hur robotar fungerar
    • Hur den amerikanska armén fungerar
    • Hur US Navy fungerar
    • Hur U.S.Marines fungerar
    • Hur det amerikanska flygvapnet fungerar
    • Hur militära robotar fungerar
    • Hur landminor fungerar
    • Hur Strykers fungerar
    • Hur Hummers fungerar

    Fler fantastiska länkar

    • Framtida stridsystem
    • Robotik trender
    • Carnegie Mellon:Robotics Institute
    • DARPA Grand Challenge
    • Robots.net

    Källor

    • "Armén förbereder robotsoldat för Irak." Associated Press. 24 januari, 2005.
    • Cho, Joohee. "Robosoldat för att patrullera Sydkoreas gräns." ABC News. 29 september kl. 2006. http://abcnews.go.com/Technology/story?id=2504508
    • DARPA Grand Challenge. http://www.darpa.mil/grandchallenge/index.asp
    • Framtida stridsystem. http://www.army.mil/fcs/
    • Garamone, Jim. "Framtida stridsystem föreslagna nedskärningar." TechNews. 16 maj 2007.
    • "Rapport till kongressen:Utveckling och användning av robotik och obemannade markfordon." Under försvarsministerns kansli, Förvärv, Teknik och logistik, Förvärv av portföljsystem, Landkrig och ammunition, Joint Ground Robotics Enterprise. Oktober, 2006. http://www.techcollaborative.org/files/JGRE_UGV_FY06_Congressional_Report.pdf
    • Roque, Ashley. "Obemannade FCS -plattformar kan skäras." InsideDefense.com. 18 januari, 2007. http://www.military.com/features/0, 15240, 122311, 00.html
    • Tiron, Roxanne. "Brist på autonomi som hämmar Battlefield Robots framsteg." Nationellt försvar. Maj, 2003.
    • Weiner, Tim. "Ny modell armé soldat rullar närmare striden." The New York Times. 16 februari kl. 2005.
    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com