Sådan fungerer robotarme

"Terminatoren" viste os en fremtid, hvor bataljoner af levende, humanoide robotter fører krig mod menneskeheden. Selvom denne vision stadig er godt inden for science fiction, mange lande undersøger at oprette robotsoldater, herunder USA. Faktisk, i 2001, Floyd D. Spence National Defense Authorization Act satte et mål for de amerikanske væbnede styrker - skab en ubemandet kampvognstyrke, der ville tegne sig for en tredjedel af alle køretøjer i drift. Indtil nu, robotdesignerne ligner ikke Terminator, men de kan være lige så dødelige.

Den amerikanske hærs Fremtidige kampsystemer (FCS) -planen er en omfattende strategi for at opgradere landets militære systemer på tværs af alle grenene af de væbnede styrker. Planen kræver et integreret kampsystem - en flåde af forskellige køretøjer, der vil bruge op til 80 procent af de samme dele, nye uden opsyn sensorer designet til at indsamle intelligens i marken, og ubemandede affyringssystemer, der kan skyde missiler mod fjender uden for sigtelinjen og flere robotter.

Robotterne er opdelt i fire kategorier:

• Ubemandede luftfartøjer (UAV) designet til overvågning og rekognoscering
• Små ubemandede terrængående køretøjer (UGV), der kan komme ind i farlige områder og indsamle oplysninger uden at risikere soldaters liv
• Multifunktionel værktøj/logistik og udstyr (MULE) køretøjer designet til at yde kampstøtte i konfliktsituationer
• Bevæbnede robotkøretøjer (ARV), der vejer 9,3 tons og enten kan bære kraftfulde våbenplatforme eller sofistikeret overvågningsudstyr

MULE- og ARV -køretøjerne markerer måske begyndelsen på en ny slags krigsførelse. Der er tre foreslåede versioner af MULE, som alle ruller rundt på hjul. To af varianterne, et transportkøretøj, der kunne bære mere end et ton udstyr og et køretøj, der er designet til at opdage og deaktivere antitankminer, ligner nuværende militære robotter. Den tredje variant er en Armed Robotic Vehicle-Assault-Light (ARV-A-L) enhed. Det vil have en rekognoscering, overvågning og målindsamling (RSTA) -pakke og integrerede våben. Med andre ord, denne robot ligner en menneskelig soldat, der kan engagere fjenden i kamp.

ARV -robotterne er mindre som soldater og mere som kampvogne. Faktisk, hærens hensigt er at bruge ARV-A-robotterne som støtte til bemandede køretøjsmissioner. Kommandøren for en tankeskadron, for eksempel, kunne bruge ARV-A robotter til at udvide sit teams indflydelsesområde uden behov for flere soldater. Robotterne kunne indtage de farligste positioner og yde støtte, når de bemandede køretøjer kommer ind i en kampsituation.

På grund af budgetnedskæringer, mange af de dyrere initiativer inkluderet i FCS skal muligvis udskydes på ubestemt tid. MULE- og ARV -køretøjerne falder ind under denne kategori. Som resultat, der kan gå flere år, før vi ser amerikanske robotter blive brugt som kombattanter i krigsscenarier. Stadig, det amerikanske militær er fast besluttet på at fortsætte med at investere i robotter med håb om, at robotter en dag kan indtage menneskelige soldater i farlige situationer.

I denne artikel, vi ser på, hvordan disse robotter fungerer, og hvordan robotsoldater kan ændre krigsførelsens ansigt for altid.

I det næste afsnit, vi ser på rollen som robotsoldaten.

Det fulde navn på hærens robotprojekt inden for FCS er en ganske mundfuld:Future Combat Systems (FCS), Brigade Combat Team (BCT), Ubemandet jordkøretøj (UGV), Integreret produktteam (IPT), eller FCS (BCT) UGV IPT for kort.

1. Robot Squads
2. Robotværktøjer og våben
3. Effektivitet, Økonomi og etik

Robot Squads

Ideelt set, robot soldater ville være i stand til at nå de samme militære mål som en menneskelig gruppe kunne klare. Det bliver de nødt til autonom og i stand til at identificere mål, skelne mellem venlige og fjendtlige styrker, engagere fjenden og interagere med andre på andre måder end blot at affyre et våben. Lige nu, de fleste robotter fjernstyres af et menneske på en kommandostation, selvom nogle robotter har begrænset autonomi og kan komme fra punkt A til punkt B med minimalt tilsyn. For at en robothær skal være en effektiv kampstyrke, det ville være bedst, hvis individuelle robotter kunne vurdere situationer og træffe beslutninger uden at stole på menneskeligt input.

Hæren fortsætter med at arbejde med offentlige instanser som NASA, universiteter og virksomheder til at presse på for mere forskning for at nå dette mål. En del af Future Combat Systems Program er Autonomt navigationssystem (ANS) projekt. ANS mål er at skabe et modulært navigationssystem, som teknikere kan installere i alle ubemandede og bemandede terrængående køretøjer. Systemet vil omfatte navigationssensorer, globale positioneringssystemer (GPS), inertialnavigationssystemer (INS), perception sensorer og kollisionsdetekteringssoftware.

En stor bekymring for både militæret og ingeniører er chancen for, at en robot ikke fungerer. Muligheden for at en robot skyder på venlige styrker eller uskyldige tilskuere er ofte en del af diskussioner om brug af bevæbnede robotter. Det kan virke paranoidt, men funktionsdygtige robotter har tidligere forårsaget skræk. I 1993, en bombegruppebot i San Francisco fungerede forkert under en mission for at deaktivere en bombe. Robotten begyndte at dreje ukontrollabelt lige før den kunne gribe eksplosionsapparatet. Heldigvis, robotten fik ikke enheden til at detonere [kilde:The New York Times].

Militære embedsmænd siger, at målet om at bruge ubemandede køretøjer og robotter er at være i stand til at deltage i kamp uden at risikere menneskelige tab, eller i det mindste menneskelige tab på vores side. En anden fordel er, at selvom robotter er dyre, de kan faktisk være billigere end at stille menneskelige soldater - robotter kræver vedligeholdelse, men de har ikke brug for sundheds- eller pensionsydelser. De kan også være i stand til at tjene længere vilkår, end menneskelige soldater kunne.

Mange tror, ​​at robotter aldrig helt vil erstatte menneskelige soldater, men de vil blive brugt i særligt farlige eller kedelige missioner. En robotsoldat keder sig aldrig, så det er ideelt til vagttjeneste eller langsigtede overvågningsmissioner. Sydkorea planlægger at bruge robotter til at patruljere grænsen til Nordkorea. Robotterne kaldes Intelligent Surveillance and Guard Robots, og de bruger almindelige og infrarøde kameraer til at registrere ubudne gæster, der er op til 4 km væk. Robotterne kan forfølge et mål, kræver et kodet adgangsnummer, når de er inden for 10 meter fra ubudne. Hvis målet ikke kan give den korrekte kode, robotten kunne slå alarm eller endda affyre et våben mod ubuden gæst.

I det næste afsnit, vi lærer om den slags udstyr, der er nødvendigt for at gøre robotsoldater til virkelighed.

Robotværktøjer og våben

I øjeblikket, der er robotter på markedet, der kan bære og affyre våben som haglgeværer, peberspray, granatkastere, eller endda Hellfire -missiler. MULE ARV-A-L robotten kan affyre en synsfeltpistol og antitankvåben. Fjernstyrede TALON -robotter kan bære alt fra et M240 -maskingevær til et 0,50 kaliberriffel til granater og raketkastere. Den sydkoreanske patruljerobot kan enten affyre ikke-dødelige gummikugler mod ubudne gæster, eller medbring et K-3 maskingevær-et let maskingevær, der ligner M249.

U.S.Marines Corps 'Gladiator Tactical Unmanned Ground Vehicle (TUGV) vil være i stand til at bære et arsenal af dødelige og ikke-dødelige våben, inklusive:

• Skulderlanceret, Multi-purpose Assault Weapons (SMAW), designet til at ødelægge bunkers, deaktivere pansrede køretøjer og bryde igennem befæstninger
• M240 eller M249 maskingeværer
• Light Vehicle Obscurant Smoke System (LVOSS), en enhed, der affyrer røggranater
• Anti-Personal Obstacle Breaking System (APOBS), en raket, der slæber en linje forbundet med fragmenteringsgranater; det er designet til at ødelægge forhindringer som landminer

En stor, tung robot kunne håndtere våben, der er for besværlige, tung, farlig eller kraftfuld for mennesker. ARV-A kunne bære en mellemkaliber kanon, et missilsystem og et tungt maskingeværsystem. Hæren agter at bruge robotter som ARV-A primært som støtte til bemandede køretøjer, så oprustningen skal være sammenlignelig med en tank.

Andre værktøjer vil omfatte sensorer og kameraer, der gør det muligt for robotterne at opfatte og navigere gennem en række farlige miljøer. Robotter som Gladiator vil have termiske billedkameraer , enheder, der registrerer varme og producerer billeder, som mennesker kan se. De fleste robotter vil også have normale videokameraer.

Et stort mål med FCS -projektet er at skabe en universel platform, som hæren og andre styrker kan indarbejde i militære systemer fra nu af. En af de udfordringer, militæret har stået over for gennem årene, er, at det er afhængigt af en blanding af udstyr, køretøjer og software, der ikke er integreret med hinanden, gør kampkoordination og taktiske diskussioner vanskelige. Ideelt set, alle militære robotter vil dele en fælles platform, giver betjente mulighed for at stole på flere robotter i en kompleks mission. For eksempel, Ubemandede luftfartøjer kunne holde et område under overvågning, sender information til ubemandede jordkøretøjer, når de kommer ind i området.

I det næste afsnit, vi lærer om, hvorfor nogle mennesker er bekymrede over muligheden for robothære.

Effektivitet, Økonomi og etik

Den første barriere for en fuldt funktionel robothær er teknisk - ingen har skabt en pålidelig, effektiv måde at gøre robotter virkelig autonome. Forskere har gjort betydelige fremskridt i løbet af de sidste flere år, imidlertid. Det Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), en forsknings- og udviklingsafdeling af Forsvarsministeriet (DoD), udstedte en udfordring på 1 million dollar i 2004 til teknikere og ingeniører i hele USA om at oprette et robotkøretøj, der kunne navigere autonomt gennem en 200-mile kurs. Selvom 15 biler deltog i løbet, ingen formåede at krydse målstregen.

Det næste år var mere opmuntrende. Et team af ingeniører fra Stanford University vandt hovedpræmien på $ 2 millioner, da deres autonome køretøj gennemførte kurset på 132 kilometer på 6 timer, 53 minutter. Tre andre robotter gennemførte kurset under tidsfristen på 10 timer. Konkurrencen viste, at det er muligt at bygge en robot, der kan bevæge sig over terræn på egen hånd med hastigheder, der kan sammenlignes med de fleste militære køretøjer.

I 2007, DARPA udsendte en ny udfordring - at navigere gennem et kompleks, simuleret, bymiljø. Køretøjer skal simulere en militær forsyningsmission gennem en by, hvilket betyder, at de bliver nødt til at kunne fusionere med trafik, undgå forhindringer og følg en planlagt rute. Holdet med det hurtigste kvalificerende køretøj vinder $ 2 millioner.

Navigation er en vigtig hindring at overvinde i jagten på robotisk autonomi, men når du vil have din robot til at kunne lokalisere, identificere og skyde på fjendtlige kombattanter, indsatserne er højere. Opdager, hvordan man lærer en robot at skelne mellem fjender, allierede og uskyldige tilskuere kan tage lang tid.

Bortset fra det tekniske aspekt, de store omkostninger ved robotforskning og produktion er en udfordring. DoD anslog i 2006, at den samlede investering i robotforskning fra 2006 til 2012 ville være $ 1,7 milliarder [kilde:Udvikling og udnyttelse af robotik og ubemandede jordkøretøjer]. Når krigsomkostningerne stiger, budgetterne bliver stramme, og hæren er tvunget til at ofre nogle af sine planer. Mange af militærets robotprojekter er ufinansierede, og andre er på hold på ubestemt tid.

Så er der etiske overvejelser, der opstår i diskussioner om robotsoldater. Ville et land med en væbnet robotstyrke være mere tilbøjelig til at invadere et andet land, kender invasionen sandsynligvis vil resultere i meget få ofre? Ved at fjerne det menneskelige element fra krig, gør vi det endnu mere umenneskeligt? Når en robot bryder sammen under en mission, risikerer vi at sende mennesker ind for at hente og reparere det? Kan vi være sikre på, at robotter ved, hvornår de skal stoppe med at angribe, når en fjende overgiver sig?

Selvom vi måske er år væk fra at se en effektiv robotkampstyrke, mange mener, at vi burde forsøge at besvare disse spørgsmål i dag. Forskere og ingeniører kan muligvis bygge bedre robotter ved at tage disse spørgsmål med i deres designs. Ellers, disse fiktive bataljoner af Terminators marcherer måske lidt tættere på virkeligheden, end vi gerne vil.

Hvis du vil vide mere om robotter og relaterede emner, tjek linkene på den næste side.

Masser mere information

Relateret Sådan fungerer artikler

• Sådan fungerer robotter
• Sådan fungerer den amerikanske hær
• Sådan fungerer den amerikanske flåde
• Sådan fungerer de amerikanske marinesoldater
• Sådan fungerer det amerikanske luftvåben
• Sådan fungerer militære robotter
• Sådan fungerer landminer
• Sådan fungerer Strykers
• Sådan fungerer Hummers

Flere store links

• Fremtidige kampsystemer
• Robotiske tendenser
• Carnegie Mellon:Robotics Institute
• DARPA Grand Challenge
• Robots.net

Kilder

• "Hæren forbereder robotsoldat til Irak." Associated Press. 24. januar kl. 2005.
• Cho, Joohee. "Robosoldat til at patruljere den sydkoreanske grænse." ABC Nyheder. 29. september kl. 2006. http://abcnews.go.com/Technology/story?id=2504508
• DARPA Grand Challenge. http://www.darpa.mil/grandchallenge/index.asp
• Fremtidige kampsystemer. http://www.army.mil/fcs/
• Garamone, Jim. "Fremtidige kampsystemer foreslåede nedskæringer." TechNews. 16. maj kl. 2007.
• "Rapport til kongressen:Udvikling og udnyttelse af robotteknologi og ubemandede jordkøretøjer." Underforsvarsministerens kontor, Erhvervelse, Teknologi og logistik, Anskaffelse af porteføljesystemer, Landkrigføring og ammunition, Joint Ground Robotics Enterprise. Oktober, 2006. http://www.techcollaborative.org/files/JGRE_UGV_FY06_Congressional_Report.pdf
• Roque, Ashley. "Ubemandede FCS -platforme kan skæres." InsideDefense.com. 18. januar, 2007. http://www.military.com/features/0, 15240, 122311, 00.html
• Tiron, Roxanne. "Manglende autonomi hæmmer fremskridt for Battlefield Robots." Nationalt forsvar. Kan, 2003.
• Weiner, Tim. "Ny modelhærsoldat ruller tættere på kamp." New York Times. 16. februar kl. 2005.