• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  •  science >> Vetenskap >  >> Andra
    Hur militära robotar fungerar
    Mega Hurtz är en taktisk robot av militär kvalitet med en rustningstak och en icke-dödlig Paintball-pistol monterad på ett torn. Chris Rogers / Getty Images

    Alla vet att det är farligt att vara soldat, men några av de uppgifter som soldater måste utföra är farligare än andra. Gå genom minfält, inaktivera oexploderade bomber eller rensa bort fientliga byggnader, till exempel, är några av de farligaste uppgifterna en person uppmanas att utföra i sin arbetsuppgift.

    Tänk om vi kunde skicka robotar för att utföra dessa jobb istället för människor? Sedan, om något gick fel, vi skulle bara förlora de pengar det kostade att bygga roboten istället för att förlora ett mänskligt liv. Och vi kunde alltid bygga fler robotar.

    Den amerikanska militären har utvecklat robotsystem för alla slags jobb i åratal nu, och några av dem är till och med på frontlinjen i Irak. I den här artikeln, vi träffar några av militärens senaste robotsoldater, ta reda på vilken typ av jobb de kan utföra och få en inblick i vad framtiden innebär för militära robotar.

    Om du är intresserad av någon bakgrund om robotar i allmänhet innan du lär dig om militärspecifika robotar, kolla in hur robotar fungerar.

    Nu, låt oss börja.

    Innehåll
    1. Grundläggande utbildning
    2. Små robotar:TALON
    3. Små Bots:Packbot
    4. Små Bots:MATILDA
    5. Big Bots:ACER
    6. Big Bots:ARTS, RAAS och ARV
    7. Flying Bots:Global Hawk and Pointer
    8. Flying Bots:Predator

    Grundläggande utbildning

    Denna version av ACER-roboten rensar antipersonellminor. Foto med tillstånd av Mesa Robotics

    Militären använder inte den typ av humanoida överfallsrobotar som vi har förväntat oss från filmer som "The Terminator". Huruvida en robot ser ut som en människa spelar ingen roll i dagens militära tillämpningar. Robotar finns i många former och storlekar, och även om det egentligen inte finns någon enda definition av en robot, en vanlig definition är denna:en maskin som styrs, helt eller delvis, med en inbyggd dator. Robotar har också sensorer som gör att de kan få information från sin omgivning, någon form av rörelse och en kraftkälla.

    Om militära robotar inte är formade som människor, vilka former kommer de i? Det beror på vilken typ av jobb roboten är byggd för att utföra. Robotar som måste förhandla fram svår terräng använder tankbanor. Flygande robotar ser ungefär ut som små flygplan. Vissa robotar är lika stora som lastbilar, och de ser ut ungefär som lastbilar eller bulldozers. Övrig, mindre robotar har en mycket låg profil för att möjliggöra stor manövrerbarhet.

    Dagens militära robotar gör inte mycket på egen hand. Deras datorhjärnor är inte särskilt sofistikerade när det gäller artificiell intelligens (AI). AI är en form av datorprogram som gör att roboten kan bearbeta information och fatta några beslut på egen hand. Istället för oberoende AI, de flesta militära robotar är fjärrstyrd av mänskliga operatörer. Militären brukar inte använda termen "robot" - den kallar dem obemannade markfordon (UGV) eller obemannade luftfordon (UAV).

    MATILDA-roboten på 28 kilo kan dra upp till 215 kg. Foto med tillstånd av Mesa Robotics

    En annan viktig sak att komma ihåg om militära robotar:Robotar som är utformade för att hjälpa soldater på slagfältet måste bäras in på slagfältet av dessa soldater. Av den anledningen, robotbyggare försöker designa "man-bärbara" mönster. A bärbar robot kan bäras av en enda soldat, oftast i en speciell ryggsäck.

    Nästa, vi får reda på varför mindre ibland är bättre när det gäller militära robotar.

    Små robotar:TALON

    TALON -konfigurationer Foto med tillstånd av Foster-Miller

    De vanligaste robotarna som för närvarande används av militären är små, platta robotar monterade på miniatyrtankbanor. Dessa robotar är tuffa, kan hantera nästan vilken terräng som helst och har vanligtvis en mängd olika sensorer inbyggda, inklusive ljud- och videoövervakning och kemisk upptäckt. Dessa robotar är mångsidiga, med olika sensor- eller vapenpaket tillgängliga som monteras på huvudchassit. Nästan alla är bärbara.

    KLO

    TALON är en bärbar robot som arbetar på små slitbanor. Den väger mindre än 45 kg i sin baskonfiguration. TALON är designad för att vara mycket hållbar - en av robotarna föll enligt uppgift från en bro och in i en flod i Irak. Någon gång senare, soldaterna inrättade TALON:s kontrollenhet och körde den helt enkelt ut ur floden [ref]. Det tar upp en annan viktig funktion i TALON - det är amfibisk .

    TALON drivs med en joystick -kontroll, har sju hastighetsinställningar (toppfarten är 1,8 meter per sekund) och kan använda sina slitbanor för att klättra i trappor, manövrera genom spillror och till och med ta på sig snö.

    Mångsidigheten har också utformats i TALON, med flera möjliga konfigurationer tillgängliga som anpassar roboten till den aktuella situationen. Den grundläggande TALON inkluderar ljud- och bildlyssningsapparater och en mekanisk arm. En lätt version (60 lb/27 kg) utelämnar armen. TALONer användes för sökning och räddning vid WTC Ground Zero, och de har använts i Bosnien, Afghanistan och Irak för bortskaffande av levande granater, improviserade spränganordningar och andra farliga sprängämnen.

    Nyligen, TALON var beredd att ta en ännu större roll. Alla TALON är nu utrustade med kemikalier, gas, temperatur- och strålningssensorer. Militären kör till och med tester på TALONer som bär vapen. "TALON-robotar kan konfigureras med M240- eller M249-maskingevär eller Barrett 50-kalibergevär, "enligt tillverkaren Foster-Miller.

    Överfall TALON Foto med tillstånd av Foster-Miller

    Militären utför ytterligare tester med TALON-robotar utrustade med granatkastare och anti-tankraketer.

    För fullständiga TALON -specifikationer, se Foster-Miller:TALON Robot.

    Roboter Kör Amok?

    Tanken på robotar som kör runt med dödliga vapensystem monterade på dem är oroande för många människor. Kan en robot bli tokig och börja skjuta på människor utan åtskillnad?

    Militära tjänstemän och robotdesigners säger att detta är nästan omöjligt. Robotarna fungerar inte självständigt särskilt ofta, förlitar sig på avlägsna mänskliga operatörer för det mesta. Även om en robot med en pistol fick arbeta på egen hand, och det gick över kontroll, att trycka på en knapp på kontrollenheten är allt som behövs för att starta om roboten till säkert läge.

    Läs mer

    Små Bots:Packbot

    En Packbot Scout söker efter fällor på den här lastbilen vid Najaf flygfält, Irak, den 31 mars, 2004. Foto med tillstånd av Army Public Affairs

    Packbot är en annan liten robot som arbetar på slitbanor. Det är ännu mindre och lättare än TALON, väger cirka 18 kg i den grundläggande Scout -konfigurationen. Packbot är bärbar för män och är utformad för att passa in i den amerikanska arméns nya standardpaket, den modulära lastbärande utrustningen (MOLLE).

    Styrs av en Pentium -processor som har utformats speciellt för att klara tuff behandling, Packbots chassi har ett GPS -system, en elektronisk kompass och temperatursensorer inbyggda. Packbot -tillverkaren iRobot säger att Packbot kan röra sig mer än 13 km / h, kan distribueras på några minuter och tål ett fall på 1,8 meter på betong-motsvarande 400 g kraft .

    Amerikanska soldater utnyttjar regelbundet denna robusthet, slänga Packbot genom fönster i fientliga byggnader och sedan använda den för att söka och ta reda på var fiendens stridande gömmer sig. Även om Packbot landar upp och ner, det kan rätta sig med kraftfulla slitbanor, som också hjälper den att klättra på hinder.

    Packbot -rörelse

    Packbot kommer i flera olika versioner utöver den grundläggande Scout -enheten. Packbot Explorer lägger till ett fyrkantigt "huvud" som kan höjas upp på en metallarm, panorera och luta, tillhandahålla vapenobservationsvideo och fungerar i allmänhet som en utkik efter soldater som behöver titta över hinder eller runt hörn. Packbot EOD används för att avväpna eller säkert spränga farliga sprängämnen. Den använder en mekanisk arm med en gripande hand plus ett komplett utbud av ljud- och bildsensorer.

    Packbot Explorer Foto med tillstånd av U.S. Army

    Med åtta modulära nyttolastportar, Packbot är byggd för ytterligare anpassning.

    För fullständiga Packbot -specifikationer, se iRobot:Packbot.

    Små Bots:MATILDA

    MATILDA med mekanisk arm Foto med tillstånd av U.S. Army:Redstone Arsenal

    MATILDA (Mesa Associates 'Tactical Integrated Light-Force Deployment Assembly), gjord av Mesa Robotics, liknar andra små robotdesigner men har en högre profil på grund av sin triangulära slitbaneform. Den väger 28 kg med batterierna, kan bäras av en eller två personer och passar i bagageutrymmet på en bil.

    MATILDA har många möjliga konfigurationer. Till exempel, den kan utrustas med en mekanisk arm eller en mängd olika kameror och sensorer, och den kan till och med dra en liten släpvagn.

    Tre av MATILDAs möjliga konfigurationer

    Roboten har en toppfart på 3 fot (1 meter) per sekund och en laddningstid på fyra till sex timmar. Vid slitskador, de snabbväxlingsspår kan bytas på cirka fem minuter.

    Matilda Manipulator Foto med tillstånd av Mesa Robotics

    MATILDA Specifikationer

    Plattform

    • Bredd:21 tum (53 cm); Höjd:12 tum (30 cm); Längd:30 tum (76 cm)
    • Vikt:61 kg (28 kg)
    • Effekt:Fyra uppladdningsbara 12-volts DV NiMH-batteripaket
    • Körtid:fyra till sex timmar per laddning
    • Hastighet:3 fot per sekund (1 m/s)
    • Nyttolastfackets dimensioner:13,5x16,5 tum (34,3x41,9 cm)
    • Nyttolast:68 kg
    • Bogseringskapacitet:215 kg
    • RF- och fiberoptisk kontroll

    Portfölj operatörens styrenhet

    • Vikt:11 kg
    • Effekt:12 volt DC NiMH, 12-volts nätadapter
    • 12,1-tums (30,7 cm) skärm som kan läsas av dagsljus
    • Fyra styrspakar

    Handhållen operatörskontrollenhet

    • Vikt:10 kg
    • Effekt:12 volt DC NiMH, 12-volts nätadapter
    • 6,4 tum (16,3 cm) dagsljusläsbar skärm
    • Två styrspakar

    Spårtyper

    • Smart
    • Multi-purpose
    • Is och snö

    *Källa:Mesa Robotics:Prestandaspecifikationer och funktioner

    Mesa Robotics utvecklar också lättvikten MAUD roboten och lågkostnaden MARV , en trampad robot som är avsedd att användas.

    MARV Foto med tillstånd av Mesa Robotics MAUD väger mindre än 14 kg. Foto med tillstånd av Mesa Robotics

    I nästa avsnitt, vi lär oss om några större militära robotar.

    Big Bots:ACER

    Armoured Combat Engineer Robot (ACER) Foto med tillstånd av Mesa Robotics

    Större militära robotar är i grunden lastbilar eller tankar med datorer i, manövreras med fjärrkontroll.

    ACER

    ACER är en annan robot tillverkad av Mesa Robotics. Denna robot är ungefär lika stor som en liten bulldozer eller en Zamboni.

    ACER klarar många tunga uppgifter, som att rensa ut sprängämnen med en mekanisk arm, rensa och klippa ner hinder med ett plogblad eller en gigantisk skärare, dra handikappade fordon (till och med bussar), att transportera last i en släpvagn och fungera som en vapenplattform. Denna robot kan rulla tillsammans med en gruvsopare fäst på framsidan, rensa ett fält av antipersonella gruvor innan några människor måste gå dit.

    Tre av ACER:s möjliga konfigurationer

    En av ACERs mer innovativa användningsområden är som brandbekämpning/sanering plattform. Utrustad med ett pan-and-tilt-munstycke, ACER kan dra sin egen tillförsel av skumhämmare eller dekontaminant i en 350 gallon (1, 325-liters) tank. Ett munstycke kan också monteras på en mekanisk arm för mycket exakt siktning.

    Foto med tillstånd av Mesa Robotics

    Självklart, ACER är inte bärbar-den väger 4, 500 lbs (2, 040 kg). Den här robusta roboten har en maxhastighet på 10 km / h och körs på en dieselmotor. Bränsletanken rymmer 72 liter. För fullständiga ACER -specifikationer och funktioner, se Mesa Robotics:ACER.

    Big Bots:ARTS, RAAS och ARV

    KONST, utrustad med en Harley Box Rake, startar bortskaffande av sprängämnen. Foto med tillstånd av AFRL Material- och tillverkningsdirektoratet

    KONST

    De Fjärransportsystem för alla ändamål (ARTS) utvecklades av det amerikanska flygvapnet för ett ändamål - hjälp att avyttra farliga sprängämnen. ARTS är i grunden en bulldozer, men istället för en bulldozerblad, den har minrensningsanordningar, en mekanisk arm och ett vattenskärverktyg fäst. ARTS kan fjärrstyras från ett avstånd på upp till 5 km med siktlinje. Det kan också sätta avgifter för att detonera sprängämnen på avstånd. ARTS väger 7, 500 lbs (3, 400 kg).

    RAAS och ARV

    De Robotic Armored Assault System (RAAS) och Beväpnat robotfordon (ARV) är båda under utveckling av den amerikanska militären. Dessa är storskaliga robotar (ARV kommer att väga 5 till 6 ton) som kan bära upp till 1 ton nyttolast.

    Potentiella vapen som ska monteras på dessa robotar i tankstorlek inkluderar 30 mm Mk 44-kedjepistol eller ett tornsystem som kan skjuta Hellfire-missiler. De har utformats så att de kan bäras och distribueras av militärens primära lastbärande flygplan, C-130 och CH-47.

    US Air Force C-130 Hercules-flygplan Foto med tillstånd av försvarsdepartementet

    I nästa avsnitt, Vi kommer att träffa några robotar som kan ta upp i luften.

    Mer än militärt

    Även om robotarna i den här artikeln var främst utformade för användning av militära styrkor, de har också civila användningsområden. Polismyndigheter använder robotar för att avväpna eller spränga sprängämnen - det finns en god chans att det finns en robot på din lokala polisstyrka. Obemannade överfallsrobotar och scoutrobotar kan vara användbara i väpnade avstängningssituationer.

    Hälso- och säkerhetsmyndigheter och brandkårer hittar också användningsområden för dessa robotar. Industribränder kan vara dödliga för brandmän eftersom de aldrig kan vara säkra på om det finns explosiva kemikalier inblandade. Att skicka in en robot för att kolla upp det kan rädda liv. Robots förmåga att säkert utreda och sanera farligt material kan göra dem till regelbundna anställda på större sjukhus och i Hazmat -team.

    Läs mer

    Flying Bots:Global Hawk and Pointer

    Northrop Grumman RQ-4A Global Hawk Foto med tillstånd av Air Force Link

    Militären använder flera olika flygrobotar, främst för spaning . Istället för UGV, dessa är kända som UAV (obemannade flygbilar), och de kallas ibland för drönare . UAV ser ut som modellflygplan, och de sträcker sig i storlek från små plan som kan hållas av en person och lanseras med ett bra kast, som FQM-151-pekaren, till flygplan i full storlek som fungerar med fjärrkontroll, som RQ-4A Global Hawk.

    RQ-4A Global Hawk

    Global Hawk Specifikationer

    • Längd:44 fot 4,75 tum (13,53 m)
    • Vingbredd:116 fot 2,5 tum (35,42 m)
    • Höjd:15 fot 2,5 tum (4,64 m)
    • Vikt tom:14, 800 lb (6, 710 kg)
    • Vikt max:25, 600 lb (11, 600 kg)
    • Hastighet:648 km / h
    • Tak:65, 000 fot (19, 800 m)
    • Område:11, 730 nautiska mil (21, 720 km)
    • Uthållighet:36 timmar
    • Framdrivning:Rolls-Royce/Allison F137-AD-100 turbofan *Källa:Katalog över amerikanska militära raketer och missiler

    FQM-151 pekare

    Pekarspecifikationer

    AeroVironment FQM-151 pekare Foto med tillstånd av AeroVironment, Inc.
    • Längd:1,83 m
    • Vingbredd:9 fot (2,74 m)
    • Vikt:9,6 lb (4,3 kg)
    • Hastighet:80 mph
    • Tak:300 m
    • Uppdragsradie:2,7 nautiska mil (5 km)
    • Uthållighet:Primära batterier - 1 timme; Laddningsbara batterier - 20 min
    • Framdrivning:Elmotor *Källa:Katalog över amerikanska militära raketer och missiler
    AeroVironment FQM-151 pekare Foto med tillstånd av AeroVironment, Inc.

    Flying Bots:Predator

    MQ-1 Predator UAV Foto med tillstånd av U.S. Air Force

    Rekognosering spelar en nyckelroll i militär planering - drönare hjälper militära befäl att hålla reda på sina egna trupper och upptäcker också fiendens trupper som kan vänta på att överfalla amerikanska soldater.

    Flygande robotar som Predator ger konstant realtidsdata om trupprörelser, fiendens platser och väder. I minst ett fall, en flygande robot gjorde mycket mer än att bara upptäcka fienden:Rovdjur kan utrustas med Hellfire -missiler, och när en av dessa flygvapen-drönare upptäckte ett luftvärnskanon i södra Irak i mars 2003, den använde en av Hellfires för att ta bort den [ref].

    MQ-1 Predator Hunter/Killer är utrustad med två Hellfire-missiler och ett inriktningssystem. Foto med tillstånd av U.S. Air Force

    För att lära dig mycket mer om rovdjuret, se hur Predator UAV fungerar.

    Dagens militära robotar är begränsade i sin autonomi och räckvidd. De är i huvudsak bundna till mänskliga kontroller. Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), den amerikanska regeringsenheten som finansierar och utvecklar ny teknik för militärt bruk, höll nyligen ett allmänt omtalat robotlopp för att se hur långt Robot AI hade kommit. Det visar sig att AI fortfarande är ganska begränsat - inte en enda robot genomförde kursen. Så även när robotarnas förmågor ökar, det verkar som under överskådlig framtid, en mänsklig soldat kommer fortfarande att krävas vid kontrollenheten.

    För mer information om militära robotar, kolla in länkarna på följande sida.

    Mycket mer information

    Relaterade artiklar om HowStuffWorks

    • Hur robotar fungerar
    • Hur Predator UAV fungerar
    • Så fungerar ASIMO
    • Hur ormbotar fungerar
    • Hur landminor fungerar

    Fler fantastiska länkar

    • Mesa Robotics
    • DARPA Grand Challenge
    • RDECOM:Armed Robots ger en glimt av framtida krigföring
    • GlobalSecurity.org:FCS UGV Armed Recon Vehicle
    • Air Force Link:Robotar visar kraftskydd

    Källor

    • Air Force Link:Robotar visar kraftskyddsförmåga, av James Coburn
    • AUVSI -personal. "Amerikanska militära robotar anställda i Irakiska kriget."
    • Foster-Miller:TALON Robots
    • Ryttare, Timothy L. "Roboter hjälper till med strid i Irak."
    • GlobalSecurity.org:FCS UGV Armed Recon Vehicle
    • RDECOM:Beväpnade robotar ger en glimt av framtida krigföring, av Stephen Trentanelli
    • Berkowitz, Bruce. Krigets nya ansikte. The Free Press, 2003. 0-7432-1249-5.
    • Shachtman, Noah. "Fler robotgruntar redo för tjänst."
    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com