Větší autonomie pro pozemní systémy
Nejslavnější třídou systémů s autonomními funkcemi, které v současné době nasazují ozbrojené síly některých zemí, jsou aktivní ochranné systémy (SAZ) pro obrněná vozidla, které jsou schopny samostatně ničit útočné protitankové střely, neřízené střely a střely. AES je obvykle kombinací radarů nebo infračervených senzorů, které detekují útočící aktiva, se systémem řízení palby, který sleduje, vyhodnocuje a klasifikuje hrozby.
Celý proces od okamžiku detekce do okamžiku vystřelení střely je zcela automatizovaný, protože lidský zásah jej může zpomalit nebo zcela znemožnit včasné spuštění. Obsluha nejen fyzicky nebude mít čas dát povel k odpálení projektilu, dokonce nebude moci ani ovládat jednotlivé fáze tohoto procesu. BACS jsou však vždy naprogramovány předem, aby uživatelé mohli předvídat přesné okolnosti, za kterých by měl systém reagovat a za jakých ne. Typy hrozeb, které spustí reakci BAC, jsou známy předem, nebo jsou alespoň předvídatelné s vysokou mírou jistoty.
Podobné principy také upravují provoz dalších autonomních pozemních zbraňových systémů, jako jsou systémy pro zachycení neřízených střel, dělostřeleckých granátů a min používaných k ochraně vojenských základen ve válečných zónách. APS i odposlechové systémy lze tedy považovat za autonomní systémy, které po aktivaci nevyžadují zásah člověka.
Výzva: autonomie pro pozemní mobilní roboty
Dnes se pozemní mobilní systémy obvykle používají k detekci výbušnin a jejich neutralizaci nebo průzkumu terénu nebo budov. V obou případech jsou roboti dálkově ovládáni a monitorováni operátory (ačkoli někteří roboti mohou provádět jednoduché úkoly, jako je přesun z bodu do bodu bez neustálé lidské pomoci). "Důvodem, proč je účast lidí stále velmi důležitá, je to, že pozemní mobilní roboti mají obrovské potíže s vlastními operacemi v obtížném a nepředvídatelném terénu." Ovládejte auto pohybující se nezávisle na bojišti, kde musí obcházet překážky, odjíždět s pohybujícími se objekty a být pod nepřátelskou palbou. mnohem obtížnější - kvůli nepředvídatelnosti - než používat autonomní zbraňové systémy, jako je výše zmíněný SAZ, “řekl Marek Kalbarczyk z Evropské obranné agentury (EDA). Autonomie pozemních robotů je proto dnes stále omezena na jednoduché funkce, například „následuj mě“a navigaci na dané souřadnice. Následovat mě mohou použít buď bezpilotní vozidla ke sledování jiného vozidla nebo vojáka, zatímco navigace podle trasových bodů umožňuje vozidlu použít souřadnice (určené operátorem nebo zapamatované systémem) k dosažení požadovaného cíle. V obou případech používá bezpilotní vozidlo GPS, radar, vizuální nebo elektromagnetické podpisy nebo rádiové kanály ke sledování vůdce nebo konkrétní / zapamatované trasy.
Volba vojáka
Z provozního hlediska je účelem použití takovýchto samostatných funkcí obecně:
• snížení rizik pro vojáky v nebezpečných oblastech nahrazením řidičů bezpilotními vozidly nebo sadami pro řízení bez posádky autonomním sledováním konvojů, nebo
• poskytování podpory vojákům v odlehlých oblastech.
Obě funkce obecně spoléhají na takzvaný prvek vyhýbání se překážkám, který má zabránit kolizím s překážkami. Vzhledem ke komplexní topografii a tvaru jednotlivých oblastí terénu (kopce, údolí, řeky, stromy atd.) Musí bodový navigační systém používaný v pozemních platformách obsahovat laserový radar nebo lidar (LiDAR - Light Detection And Ranging) popř. být schopen používat předem načtené mapy. Jelikož se však lidar spoléhá na aktivní senzory, a proto je snadno detekovatelný, zaměřuje se výzkum nyní na pasivní zobrazovací systémy. Předem načtené mapy jsou však dostačující, pokud vozidla bez posádky fungují ve známých prostředích, pro která jsou již k dispozici podrobné mapy (například monitorování a ochrana hranic nebo kritická infrastruktura). Pokaždé, když pozemní roboti musí vstoupit do složitého a nepředvídatelného prostoru, je lidar nezbytný pro navigaci mezi body. Problém je v tom, že lidar má také svá omezení, to znamená, že jeho spolehlivost lze zaručit pouze u bezpilotních vozidel operujících v relativně jednoduchém terénu.
Proto je v této oblasti zapotřebí dalšího výzkumu a vývoje. Za tímto účelem bylo vyvinuto několik prototypů k předvedení technických řešení, jako je ADM-H nebo EuroSWARM, za účelem prozkoumání, testování a předvedení pokročilejších funkcí, včetně autonomní navigace nebo spolupráce bezpilotních systémů. Tyto vzorky jsou však stále v raných fázích výzkumu.
Před námi je mnoho obtíží
Omezení lidaru nejsou jediným problémem, se kterým se potýkají pozemní mobilní roboti (HMP). Podle studie „Terénní přizpůsobivost a integrace bezpilotních pozemních systémů“, jakož i studie „Stanovení všech základních technických a bezpečnostních požadavků na vojenská bezpilotní vozidla při provozu v kombinované misi zahrnující systémy s posádkou a bez posádky“(SafeMUVe) podle Evropské obranné agentury lze výzvy a příležitosti rozdělit do pěti různých kategorií:
1. Provozní: U pozemních mobilních robotů s autonomními funkcemi lze uvažovat o mnoha potenciálních úkolech (komunikační centrum, pozorování, průzkum zón a tras, evakuace zraněných, průzkum zbraní hromadného ničení, sledování vůdce s nákladem, doprovod zásob, čisticí trasy atd.), ale provozní koncepce, které by toto vše podporovaly, stále chybí. Proto je pro vývojáře pozemních mobilních robotů s autonomními funkcemi obtížné vyvinout systémy, které budou přesně splňovat požadavky armády. Organizace fór nebo pracovních skupin pro uživatele bezpilotních vozidel s autonomními funkcemi by tento problém mohla vyřešit.
2. Technické: Potenciální přínosy samostatných HMP jsou značné, ale stále existují technické překážky, které je třeba překonat. V závislosti na zamýšleném úkolu může být NMR vybaven různými sadami palubního vybavení (senzory pro průzkum a pozorování nebo monitorování a detekci zbraní hromadného ničení, manipulátory pro manipulaci s výbušninami nebo zbraňové systémy, navigační a naváděcí systémy), sady pro shromažďování informací, soupravy pro ovládání operátora a ovládací zařízení …To znamená, že některé převratné technologie jsou velmi potřebné, jako je rozhodování / kognitivní výpočetní technika, interakce člověk-stroj, počítačová vizualizace, technologie baterií nebo shromažďování informací o spolupráci. Zejména kvůli nestrukturovanému a spornému prostředí je ovládání navigačních a naváděcích systémů velmi obtížné. Zde je nutné vykročit cestou vývoje nových senzorů (tepelné neutronové detektory, interferometry založené na technologii superchlazených atomů, chytré akční členy pro monitorování a řízení, pokročilé senzory elektromagnetické indukce, infračervené spektroskopy) a technik, například decentralizované a společné SLAM (Simultánní lokalizace a mapování). Lokalizace a mapování) a trojrozměrný průzkum terénu, relativní navigace, pokročilá integrace a fúze dat ze stávajících senzorů a také zajištění mobility pomocí technického vidění. Problém nespočívá ani tak v technologické povaze, protože většina těchto technologií se již používá v civilní oblasti, ale v regulaci. Tyto technologie skutečně nelze okamžitě použít pro vojenské účely, protože musí být přizpůsobeny konkrétním vojenským požadavkům.
To je přesně účel komplexního strategického výzkumného programu ERA OSRA, což je nástroj, který může poskytnout potřebná řešení. V rámci OSRA se vyvíjí několik takzvaných technologických stavebních bloků nebo TBB (Technology Building Block), které by měly odstranit technologické mezery spojené s pozemními roboty, například: společné akce pilotovaných a neobydlených platforem, adaptivní interakce mezi člověkem a bezpilotní systém s různými úrovněmi autonomie; řídicí a diagnostický systém; nová uživatelská rozhraní; navigace v nepřítomnosti satelitních signálů; autonomní a automatizované naváděcí, navigační a řídicí a rozhodovací algoritmy pro platformy s posádkou i bez posádky; ovládání několika robotů a jejich společných akcí; vysoce přesné navádění a ovládání zbraní; aktivní vizualizační systémy; umělá inteligence a velká data na podporu rozhodování. Každý TVB je ve vlastnictví specializované skupiny nebo CapTech, která zahrnuje odborníky z vlády, průmyslu a vědy. Úkolem pro každou skupinu CapTech je vyvinout plán pro jejich TVB.
3. Regulační / právní: Významnou překážkou zavádění autonomních systémů ve vojenské aréně je nedostatek vhodných metodik ověřování a hodnocení nebo certifikačních procesů, které by vyžadovaly potvrzení toho, že i mobilní robot s těmi nejzákladnějšími autonomními funkcemi je schopen správně a bezpečně fungovat i v nepřátelské a náročné prostředí. V civilním světě čelí samořiditelná auta stejným problémům. Podle studie SafeMUVe je hlavní zpoždění identifikované z hlediska konkrétních standardů / osvědčených postupů v modulech souvisejících s vyššími úrovněmi autonomie, konkrétně s automatizací a slučováním dat. Moduly, jako například „Vnímání vnějšího prostředí“, „Lokalizace a mapování“, „Dohled“(rozhodování), „Plánování provozu“atd., Jsou stále na střední úrovni technologické připravenosti a přestože existují několik řešení a algoritmů určených k provádění různých úkolů, ale zatím není k dispozici žádný standard. V tomto ohledu existuje také nevyřízený proces týkající se ověřování a certifikace těchto modulů, částečně řešený evropskou iniciativou ENABLE-S3. Nově zřízená síť testovacích center EAO byla prvním krokem správným směrem. To umožňuje národním centrům realizovat společné iniciativy za účelem přípravy na testování slibných technologií, například v oblasti robotiky.
4. Personál: Rozšířené používání bezpilotních a autonomních pozemních systémů bude vyžadovat změny ve vojenském vzdělávacím systému, včetně školení operátorů. Za prvé, vojenský personál musí porozumět technickým zásadám autonomie systému, aby jej v případě potřeby mohl správně provozovat a ovládat. Vytvoření důvěry mezi uživatelem a autonomním systémem je předpokladem pro širší uplatnění pozemských systémů s vyšší úrovní autonomie.
5. Finanční: Zatímco globální komerční hráči jako Uber, Google, Tesla nebo Toyota investují miliardy eur do samořiditelných automobilů, armáda vynakládá mnohem skromnější částky na pozemní systémy bez posádky, které jsou rovněž distribuovány mezi země, které mají vlastní národní plány vývoj takových platforem. Vznikající Evropský obranný fond by měl pomoci konsolidovat financování a podporovat přístup založený na spolupráci při vývoji pozemních mobilních robotů s pokročilejšími autonomními funkcemi.
Práce Evropské agentury
EOA aktivně pracuje v oblasti pozemních mobilních robotů již několik let. Speciální technologické aspekty, jako je mapování, plánování trasy, sledování vůdce nebo vyhýbání se překážkám, byly vyvinuty ve společných výzkumných projektech, jako je SAM-UGV nebo HyMUP; oba jsou spolufinancovány Francií a Německem.
Cílem projektu SAM-UGV je vyvinout samostatný technologický demonstrační model založený na mobilní pozemní platformě, který se vyznačuje modulární architekturou hardwaru i softwaru. Technologický ukázkový vzorek zejména potvrdil koncept škálovatelné autonomie (přepínání mezi dálkovým ovládáním, poloautonomií a plně autonomním režimem). Projekt SAM-UGV byl dále rozvíjen v rámci projektu HyMUP, který potvrdil možnost provádění bojových misí s bezpilotními systémy v koordinaci se stávajícími vozidly s posádkou.
Kromě toho ochrana autonomních systémů před záměrným rušením, vývoj bezpečnostních požadavků pro smíšené úkoly a standardizace HMP jsou v současné době řešeny projektem PASEI a studiemi SafeMUVe a SUGV.
Na vodě i pod vodou
Automatické námořní systémy (AMS) mají významný dopad na povahu válčení a všude. Široká dostupnost a snižování nákladů na součásti a technologie, které lze použít ve vojenských systémech, umožňuje rostoucímu počtu státních i nestátních subjektů získat přístup do vod světových oceánů. V posledních letech se počet provozovaných AWS několikrát zvýšil, a proto je nezbytné, aby byly implementovány vhodné programy a projekty, které by flotilám poskytly potřebné technologie a schopnosti k zajištění bezpečné a bezplatné plavby v mořích a oceánech.
Vliv plně autonomních systémů je již tak silný, že jakýkoli obranný průmysl, kterému chybí tento technologický průlom, bude postrádat také technologický vývoj budoucnosti. Bezpilotní a autonomní systémy lze s velkým úspěchem používat ve vojenské sféře k plnění složitých a náročných úkolů, zejména v nepřátelských a nepředvídatelných podmínkách, což přímořské prostředí jasně a názorně ilustruje. Námořní svět lze snadno napadnout, na mapách často chybí a je obtížné se v něm orientovat a tyto autonomní systémy mohou pomoci překonat některé z těchto výzev. Mají schopnost plnit úkoly bez přímého lidského zásahu pomocí režimů provozu díky interakci počítačových programů s vnějším prostorem.
Lze s jistotou říci, že využití AMS v námořních operacích má nejširší vyhlídky a to vše „díky“nepřátelství, nepředvídatelnosti a velikosti mořského prostoru. Stojí za zmínku, že nepotlačitelná žízeň po dobývání mořských prostor v kombinaci s nejsložitějšími a nejpokročilejšími vědeckými a technologickými řešeními byla vždy klíčem k úspěchu.
AMS získávají mezi námořníky stále větší popularitu a stávají se nedílnou součástí flotil, kde se používají hlavně v nesmrtících misích, například v minové akci, při průzkumu, sledování a shromažďování informací. Největší potenciál v podmořském světě ale mají autonomní námořní systémy. Podmořský svět se stává arénou stále tvrdších sporů, boj o mořské zdroje se zintenzivňuje a současně existuje vysoká potřeba zajistit bezpečnost námořních tras.
