ทฤษฎีและการปฏิบัติของระบบหุ่นยนต์เคลื่อนที่ทางบก

สารบัญ:

ทฤษฎีและการปฏิบัติของระบบหุ่นยนต์เคลื่อนที่ทางบก
ทฤษฎีและการปฏิบัติของระบบหุ่นยนต์เคลื่อนที่ทางบก

วีดีโอ: ทฤษฎีและการปฏิบัติของระบบหุ่นยนต์เคลื่อนที่ทางบก

วีดีโอ: ทฤษฎีและการปฏิบัติของระบบหุ่นยนต์เคลื่อนที่ทางบก
วีดีโอ: Tupolev Tu-22M3 Backfire Bomber - A Soviet Supersonic Arms Race Story 2024, ธันวาคม
Anonim
ภาพ
ภาพ

ต่อสู้กับคอมเพล็กซ์หุ่นยนต์มัลติฟังก์ชั่น "Uran-9"

ดูเทคโนโลยี การพัฒนา สถานะปัจจุบัน และแนวโน้มของระบบหุ่นยนต์เคลื่อนที่ทางบก (SMRK)

การพัฒนาหลักปฏิบัติใหม่ในการปฏิบัติการ โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการทำสงครามในเมืองและความขัดแย้งที่ไม่สมดุล จะต้องใช้ระบบและเทคโนโลยีใหม่เพื่อลดการบาดเจ็บล้มตายในหมู่ทหารและพลเรือน สิ่งนี้สามารถเกิดขึ้นได้ผ่านการพัฒนาในด้าน SMRK การใช้เทคโนโลยีขั้นสูงสำหรับการสังเกตและการรวบรวมข้อมูล รวมถึงการลาดตระเวนและการตรวจจับเป้าหมาย การป้องกัน และการโจมตีที่มีความแม่นยำสูง SMRK ก็เหมือนกับเครื่องบินที่บินได้ เนื่องจากการใช้เทคโนโลยีหุ่นยนต์ล้ำสมัยอย่างแพร่หลาย ไม่มีผู้ปฏิบัติงานที่เป็นมนุษย์อยู่บนเครื่องบิน

ระบบเหล่านี้จำเป็นสำหรับการทำงานในสภาพแวดล้อมที่ปนเปื้อนหรือสำหรับการทำงาน "ใบ้ สกปรก และอันตราย" อื่นๆ ความจำเป็นในการพัฒนา SMRK ขั้นสูงนั้นสัมพันธ์กับความจำเป็นในการใช้ระบบไร้คนขับเพื่อการสนับสนุนโดยตรงในสนามรบ ตามที่ผู้เชี่ยวชาญทางทหารบางคนกล่าวว่ายานพาหนะที่ไม่มีคนอาศัยอยู่ซึ่งระดับความเป็นอิสระจะค่อยๆเพิ่มขึ้นจะกลายเป็นองค์ประกอบทางยุทธวิธีที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งในโครงสร้างของกองกำลังภาคพื้นดินสมัยใหม่

ทฤษฎีและการปฏิบัติของระบบหุ่นยนต์เคลื่อนที่ทางบก
ทฤษฎีและการปฏิบัติของระบบหุ่นยนต์เคลื่อนที่ทางบก

คอมเพล็กซ์หุ่นยนต์ที่ใช้รถหุ้มเกราะ TERRAMAX M-ATV นำไปสู่คอลัมน์ของยานพาหนะไร้คนขับ

ความต้องการในการดำเนินงานและการพัฒนา SMRK

ปลายปี พ.ศ. 2546 กองบัญชาการกลางสหรัฐได้ออกคำขอเร่งด่วนสำหรับระบบเพื่อตอบโต้ภัยคุกคามของอุปกรณ์ระเบิดชั่วคราว (IED) Joint Ground Robotics Enterprise (JGRE) ได้จัดทำแผนงานที่สามารถเพิ่มความสามารถได้อย่างรวดเร็วผ่านการใช้เครื่องจักรหุ่นยนต์ขนาดเล็ก เมื่อเวลาผ่านไป เทคโนโลยีเหล่านี้ได้พัฒนาขึ้น มีการปรับใช้ระบบมากขึ้น และผู้ใช้ได้รับต้นแบบขั้นสูงสำหรับการประเมิน เป็นผลให้มีจำนวนบุคลากรทางทหารและหน่วยที่เกี่ยวข้องกับความปลอดภัยภายในเพิ่มขึ้นซึ่งได้เรียนรู้การใช้งานระบบหุ่นยนต์ขั้นสูง

สำนักงานโครงการวิจัยขั้นสูงด้านการป้องกันประเทศ (DARPA) กำลังค้นคว้าเกี่ยวกับเทคโนโลยีหุ่นยนต์ในการเรียนรู้ของเครื่อง โดยอาศัยการพัฒนาปัญญาประดิษฐ์และการจดจำภาพ เทคโนโลยีทั้งหมดเหล่านี้พัฒนาขึ้นภายใต้โปรแกรม UPI (Unmanned Perception Integration) สามารถให้ความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับสภาพแวดล้อม/ภูมิประเทศสำหรับยานพาหนะที่มีความคล่องตัวดี ผลการวิจัยครั้งนี้คือเครื่องที่เรียกว่า CRUSHER ซึ่งเริ่มประเมินผลการปฏิบัติงานในปี 2552; นับตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา มีการสร้างต้นแบบขึ้นอีกหลายแบบ

ปัจจุบันโปรแกรม MPRS (Man-Portable Robotic System) กำลังมุ่งเน้นไปที่การพัฒนาระบบนำทางอัตโนมัติและการหลีกเลี่ยงการชนกันของหุ่นยนต์ขนาดเล็กนอกจากนี้ยังระบุ ศึกษา และเพิ่มประสิทธิภาพเทคโนโลยีที่พัฒนาขึ้นเพื่อเพิ่มระดับความเป็นอิสระและการทำงานของระบบหุ่นยนต์ โปรแกรม RACS (Robotic for Agile Combat Support) พัฒนาเทคโนโลยีหุ่นยนต์ต่างๆ เพื่อตอบสนองภัยคุกคามในปัจจุบันและข้อกำหนดในการปฏิบัติงาน ตลอดจนความต้องการและความสามารถในอนาคต โปรแกรม RACS ยังพัฒนาและผสานรวมเทคโนโลยีระบบอัตโนมัติสำหรับภารกิจการรบและแพลตฟอร์มต่างๆ ตามแนวคิดของสถาปัตยกรรมทั่วไปและคุณลักษณะพื้นฐาน เช่น ความคล่องตัว ความเร็ว การควบคุม และการทำงานร่วมกันของเครื่องจักรหลายเครื่อง

การมีส่วนร่วมของหุ่นยนต์ในการปฏิบัติการรบสมัยใหม่ทำให้กองกำลังติดอาวุธได้รับประสบการณ์อันล้ำค่าในการปฏิบัติการของพวกเขา ประเด็นที่น่าสนใจหลายประการเกี่ยวกับการใช้อากาศยานไร้คนขับ (UAVs) และ SMRKs ในโรงละครปฏิบัติการแห่งเดียว และผู้วางแผนทางทหารตั้งใจที่จะศึกษาอย่างละเอียดถี่ถ้วน รวมถึงการจัดการทั่วไปของหลายแพลตฟอร์ม การพัฒนาระบบออนบอร์ดที่สามารถติดตั้งได้ทั้งสองแบบ บน UAV และบน SMRK โดยมีเป้าหมายเพื่อขยายขีดความสามารถทั่วโลก เช่นเดียวกับเทคโนโลยีใหม่ๆ สำหรับการต่อสู้กับระบบที่ไม่มีคนอาศัยอยู่

ตามโปรแกรมทดลอง ARCD (Active Range Clearance Developments) จะมีการพัฒนาสถานการณ์ที่เรียกว่า "การรับรองความปลอดภัยของโซนด้วยวิธีการอัตโนมัติ" ซึ่ง SMRK หลายตัวจะทำงานร่วมกับ UAV หลายตัว นอกจากนี้ การประเมินโซลูชันทางเทคโนโลยีเกี่ยวกับการใช้สถานีเรดาร์บนแพลตฟอร์มไร้คนขับ การประเมินการรวมระบบควบคุมและการตรวจสอบ และประสิทธิภาพโดยรวมของระบบจะดำเนินการ ในฐานะที่เป็นส่วนหนึ่งของโครงการ ARCD กองทัพอากาศสหรัฐฯ วางแผนที่จะพัฒนาเทคโนโลยีที่จำเป็นในการเพิ่มประสิทธิภาพของการดำเนินการร่วมกันของ SMRK และ UAV (ทั้งเครื่องบินและเฮลิคอปเตอร์) รวมถึงอัลกอริทึมสำหรับการทำงาน "ที่ราบรื่น" ของเซ็นเซอร์ของผู้ที่เกี่ยวข้องทั้งหมด แพลตฟอร์ม การแลกเปลี่ยนข้อมูลการนำทางและข้อมูลอุปสรรคบางประการ

ภาพ
ภาพ

รูปแบบภายในของส่วนประกอบเครื่องกล ไฟฟ้า และอิเล็กทรอนิกส์ SMRK SPINNER

American Army Research Laboratory ARL (Army Research Laboratory) ดำเนินการทดลองโดยเป็นส่วนหนึ่งของโครงการวิจัยเพื่อประเมินวุฒิภาวะของเทคโนโลยี ตัวอย่างเช่น ARL กำลังทำการทดลองเพื่อประเมินความสามารถของ SMRK แบบอิสระในการตรวจจับและหลีกเลี่ยงรถที่กำลังเคลื่อนที่และผู้คนที่กำลังเคลื่อนที่ นอกจากนี้ ศูนย์อาวุธอวกาศและอาวุธทางทะเลของกองทัพเรือสหรัฐฯ กำลังดำเนินการวิจัยเกี่ยวกับเทคโนโลยีหุ่นยนต์ใหม่และการแก้ปัญหาทางเทคนิคที่สำคัญที่เกี่ยวข้อง ซึ่งรวมถึงการทำแผนที่อัตโนมัติ การหลีกเลี่ยงสิ่งกีดขวาง ระบบการสื่อสารขั้นสูง และภารกิจ SMRK และ UAV ร่วมกัน

การทดลองทั้งหมดเหล่านี้ร่วมกับแพลตฟอร์มภาคพื้นดินและทางอากาศหลายแห่งพร้อมกันนั้นดำเนินการในสภาพภายนอกที่เหมือนจริง โดยมีลักษณะภูมิประเทศที่ซับซ้อนและชุดของงานที่เหมือนจริงในระหว่างที่มีการประเมินความสามารถของส่วนประกอบและระบบทั้งหมด เป็นส่วนหนึ่งของโครงการนำร่องเหล่านี้ (และกลยุทธ์ด้านเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้อง) สำหรับการพัฒนา SMRC ขั้นสูง มีการระบุทิศทางต่อไปนี้เพื่อเพิ่มผลตอบแทนจากการลงทุนในอนาคตสูงสุด:

- การพัฒนาเทคโนโลยีจะเป็นพื้นฐานทางเทคโนโลยีสำหรับระบบย่อยและส่วนประกอบ และการรวมเข้ากับต้นแบบ SMRK อย่างเหมาะสมสำหรับการทดสอบประสิทธิภาพ

- บริษัทชั้นนำในด้านนี้จะพัฒนาเทคโนโลยีขั้นสูงที่จำเป็นในการขยายขอบเขตของหุ่นยนต์ ตัวอย่างเช่น โดยการเพิ่มช่วงของ SMRK และเพิ่มช่วงของช่องทางการสื่อสาร และ

- โปรแกรมลดความเสี่ยงจะช่วยให้มั่นใจถึงการพัฒนาเทคโนโลยีขั้นสูงสำหรับระบบเฉพาะและจะช่วยให้สามารถเอาชนะปัญหาทางเทคโนโลยีบางอย่างได้

ต้องขอบคุณการพัฒนาเทคโนโลยีเหล่านี้ SMRKs จึงมีศักยภาพที่จะให้การปฏิวัติก้าวไปข้างหน้าในขอบเขตทางทหาร การใช้งานของพวกเขาจะช่วยลดความสูญเสียของมนุษย์และเพิ่มประสิทธิภาพการต่อสู้ อย่างไรก็ตาม เพื่อให้บรรลุเป้าหมายนี้ พวกเขาจะต้องสามารถทำงานได้อย่างอิสระ รวมถึงปฏิบัติงานที่ซับซ้อน

ภาพ
ภาพ
ภาพ
ภาพ

ตัวอย่างของ SMRK ติดอาวุธ AVANTGUARD ของบริษัท G-NIUS Unmanned Ground Systems ของอิสราเอล

ภาพ
ภาพ

ระบบหุ่นยนต์โมดูลาร์ขั้นสูง MAARS (Modular Advanced Armed Robotic System) ติดอาวุธด้วยปืนกลและเครื่องยิงลูกระเบิด

ภาพ
ภาพ

พัฒนาโดย NASA SMRK GROVER บนภูมิประเทศที่เต็มไปด้วยหิมะ

ข้อกำหนดทางเทคนิคสำหรับ SMRK. ขั้นสูง

SMRK ขั้นสูงได้รับการออกแบบและพัฒนาสำหรับภารกิจทางทหารและใช้งานในสภาพอันตรายเป็นหลัก ทุกวันนี้ หลายประเทศให้การวิจัยและพัฒนาในด้านระบบไร้คนขับของหุ่นยนต์ ซึ่งสามารถทำงานได้ในกรณีส่วนใหญ่บนภูมิประเทศที่ขรุขระ SMRK สมัยใหม่สามารถส่งสัญญาณวิดีโอไปยังผู้ปฏิบัติงาน ข้อมูลเกี่ยวกับสิ่งกีดขวาง เป้าหมาย และตัวแปรอื่นๆ ที่น่าสนใจจากมุมมองทางยุทธวิธี หรือในกรณีของระบบที่ล้ำหน้าที่สุด ให้ตัดสินใจอย่างอิสระโดยสมบูรณ์ อันที่จริง ระบบเหล่านี้อาจเป็นกึ่งอิสระเมื่อใช้ข้อมูลการนำทางร่วมกับข้อมูลเซ็นเซอร์บนเครื่องบินและคำสั่งของผู้ควบคุมระยะไกลเพื่อกำหนดเส้นทาง รถยนต์ที่ขับเคลื่อนด้วยตัวเองโดยสมบูรณ์จะกำหนดเส้นทางของมันเองโดยใช้เซ็นเซอร์บนรถเท่านั้นเพื่อพัฒนาเส้นทาง แต่ในขณะเดียวกันผู้ปฏิบัติงานก็มีโอกาสที่จะตัดสินใจเฉพาะที่จำเป็นและควบคุมในสถานการณ์วิกฤติหรือในกรณีที่เกิดความเสียหายได้เสมอ ไปที่เครื่อง

ทุกวันนี้ SMRKs สมัยใหม่สามารถตรวจจับ ระบุ โลคัลไลซ์ และต่อต้านภัยคุกคามหลายประเภทได้อย่างรวดเร็ว รวมถึงกิจกรรมของศัตรูในสภาวะของการแผ่รังสี การปนเปื้อนทางเคมีหรือทางชีวภาพบนภูมิประเทศประเภทต่างๆ ในการพัฒนา SMRK ที่ทันสมัย ปัญหาหลักคือการสร้างการออกแบบที่ใช้งานได้จริง ประเด็นสำคัญ ได้แก่ การออกแบบกลไก ชุดเซ็นเซอร์ออนบอร์ดและระบบนำทาง ปฏิสัมพันธ์ระหว่างมนุษย์กับหุ่นยนต์ ความคล่องตัว การสื่อสาร และการใช้พลังงาน/พลังงาน

ข้อกำหนดด้านปฏิสัมพันธ์ระหว่างหุ่นยนต์กับมนุษย์นั้นรวมถึงส่วนต่อประสานระหว่างมนุษย์กับเครื่องจักรที่มีความซับซ้อนสูง ดังนั้นจึงต้องพัฒนาโซลูชันทางเทคนิคหลายรูปแบบสำหรับส่วนต่อประสานที่ปลอดภัยและเป็นมิตร เทคโนโลยีปฏิสัมพันธ์ระหว่างหุ่นยนต์กับมนุษย์สมัยใหม่นั้นซับซ้อนมาก และจะต้องมีการทดสอบและประเมินผลหลายครั้งภายใต้สภาวะการทำงานที่สมจริง เพื่อให้ได้ระดับความน่าเชื่อถือที่ดี ทั้งในการโต้ตอบระหว่างมนุษย์กับหุ่นยนต์และในปฏิสัมพันธ์ระหว่างหุ่นยนต์กับหุ่นยนต์

ภาพ
ภาพ

SMRK ติดอาวุธพัฒนาโดยบริษัทเอสโตเนีย MILREM

เป้าหมายของนักออกแบบคือการพัฒนาที่ประสบความสำเร็จของ SMRK ที่สามารถทำงานได้ทั้งกลางวันและกลางคืนบนภูมิประเทศที่ยากลำบาก เพื่อให้เกิดประสิทธิภาพสูงสุดในแต่ละสถานการณ์ SMRK ควรจะสามารถเคลื่อนที่บนภูมิประเทศทุกประเภทที่มีสิ่งกีดขวางด้วยความเร็วสูง มีความคล่องแคล่วสูงและเปลี่ยนทิศทางได้อย่างรวดเร็วโดยไม่ลดความเร็วลงอย่างมีนัยสำคัญ พารามิเตอร์การออกแบบที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนไหวยังรวมถึงลักษณะจลนศาสตร์ SMRK ยังมีข้อดีที่ว่ามันไม่มีข้อจำกัดในมนุษย์แล้ว ยังมีข้อเสียของความจำเป็นในการบูรณาการกลไกที่ซับซ้อนซึ่งสามารถแทนที่การเคลื่อนไหวของมนุษย์ได้ข้อกำหนดด้านการออกแบบเพื่อประสิทธิภาพในการขับขี่ต้องผสานรวมกับเทคโนโลยีการตรวจจับ ตลอดจนการพัฒนาเซ็นเซอร์และซอฟต์แวร์ เพื่อให้ได้ความคล่องตัวที่ดีและสามารถหลีกเลี่ยงอุปสรรคประเภทต่างๆ

ข้อกำหนดที่สำคัญอย่างยิ่งประการหนึ่งสำหรับความคล่องตัวสูงคือความสามารถในการใช้ข้อมูลเกี่ยวกับสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติ (ปีนเขา พืชพรรณ หินหรือน้ำ) วัตถุที่มนุษย์สร้างขึ้น (สะพาน ถนนหรืออาคาร) สภาพอากาศ และสิ่งกีดขวางของศัตรู (เขตทุ่นระเบิดหรือสิ่งกีดขวาง). ในกรณีนี้ มันเป็นไปได้ที่จะกำหนดตำแหน่งของตัวเองและตำแหน่งของศัตรู และด้วยการใช้การเปลี่ยนแปลงที่สำคัญในด้านความเร็วและทิศทาง โอกาสในการอยู่รอดของ SMRK ภายใต้การยิงของศัตรูจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก ลักษณะทางเทคนิคดังกล่าวทำให้สามารถพัฒนาหน่วยลาดตระเวนติดอาวุธ SMRK ที่สามารถปฏิบัติการสอดแนม การสังเกตการณ์ และการจัดหาเป้าหมาย ภารกิจการยิงต่อหน้าอาวุธที่ซับซ้อน และยังสามารถตรวจจับภัยคุกคามเพื่อวัตถุประสงค์ในการป้องกันตัว (ทุ่นระเบิด ระบบอาวุธของศัตรู เป็นต้น)

ความสามารถในการต่อสู้ทั้งหมดนี้จะต้องดำเนินการแบบเรียลไทม์เพื่อหลีกเลี่ยงภัยคุกคามและทำให้ศัตรูเป็นกลาง โดยใช้อาวุธของตนเองหรือช่องทางการสื่อสารด้วยระบบอาวุธระยะไกล ความคล่องตัวสูงและความสามารถในการกำหนดตำแหน่งและติดตามเป้าหมายของศัตรูและกิจกรรมในสภาพการต่อสู้ที่ยากลำบากมีความสำคัญอย่างยิ่ง สิ่งนี้ต้องการการพัฒนา SMRK อัจฉริยะที่สามารถติดตามกิจกรรมของศัตรูได้แบบเรียลไทม์เนื่องจากอัลกอริธึมที่ซับซ้อนในตัวสำหรับการจดจำการเคลื่อนไหว

ความสามารถขั้นสูง รวมถึงเซ็นเซอร์ อัลกอริธึมสำหรับการรวมข้อมูล การสร้างภาพเชิงรุก และการประมวลผลข้อมูล มีความจำเป็นและต้องใช้สถาปัตยกรรมฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ที่ทันสมัย เมื่อปฏิบัติงานใน SMRK สมัยใหม่ ระบบจะใช้ระบบ GPS หน่วยวัดแรงเฉื่อย และระบบนำทางเฉื่อยเพื่อประเมินตำแหน่ง

ด้วยการใช้ข้อมูลการนำทางที่ได้รับจากระบบเหล่านี้ SMRK สามารถเคลื่อนที่ได้อย่างอิสระตามคำสั่งของโปรแกรมออนบอร์ดหรือระบบควบคุมระยะไกล ในขณะเดียวกัน SMRK ก็สามารถส่งข้อมูลการนำทางไปยังสถานีควบคุมระยะไกลในช่วงเวลาสั้นๆ เพื่อให้ผู้ปฏิบัติงานทราบตำแหน่งที่แน่นอน SMRKs ที่ทำงานอัตโนมัติโดยสมบูรณ์สามารถวางแผนการกระทำได้ และด้วยเหตุนี้จึงจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องพัฒนาเส้นทางที่ไม่รวมการชน ในขณะที่ลดพารามิเตอร์พื้นฐานเช่นเวลา พลังงาน และระยะทางให้น้อยที่สุด สามารถใช้คอมพิวเตอร์นำทางและคอมพิวเตอร์ที่มีข้อมูลเพื่อวางแผนเส้นทางที่เหมาะสมและแก้ไขได้ (สามารถใช้เครื่องวัดระยะด้วยเลเซอร์และเซ็นเซอร์อัลตราโซนิกเพื่อตรวจจับสิ่งกีดขวางได้อย่างมีประสิทธิภาพ)

ภาพ
ภาพ

ส่วนประกอบของ SMRK ติดอาวุธต้นแบบที่พัฒนาโดยนักศึกษาชาวอินเดีย

การออกแบบระบบนำทางและสื่อสาร

ปัญหาสำคัญอีกประการหนึ่งในการพัฒนา SMRK ที่มีประสิทธิภาพคือการออกแบบระบบนำทาง/สื่อสาร มีการติดตั้งกล้องดิจิตอลและเซ็นเซอร์สำหรับการตอบสนองด้วยภาพ ในขณะที่ระบบอินฟราเรดได้รับการติดตั้งสำหรับการทำงานในเวลากลางคืน ผู้ปฏิบัติงานสามารถเห็นภาพวิดีโอบนคอมพิวเตอร์ของเขาและส่งคำสั่งการนำทางพื้นฐานไปยัง SMRK (ขวา / ซ้าย, หยุด, ไปข้างหน้า) เพื่อแก้ไขสัญญาณนำทาง

ในกรณีของ SMRK ที่ทำงานอัตโนมัติโดยสมบูรณ์ ระบบการแสดงภาพจะถูกรวมเข้ากับระบบนำทางตามแผนที่ดิจิทัลและข้อมูล GPSในการสร้าง SMRK ที่เป็นอิสระอย่างสมบูรณ์ สำหรับฟังก์ชันพื้นฐานเช่นการนำทาง จำเป็นต้องรวมระบบสำหรับการรับรู้สภาพภายนอก การวางแผนเส้นทาง และช่องทางการสื่อสาร

ในขณะที่การรวมระบบนำทางสำหรับ SMRK เดี่ยวอยู่ในขั้นสูง การพัฒนาอัลกอริธึมสำหรับการวางแผนการทำงานพร้อมกันของ SMRK หลายรายการและงานร่วมกันของ SMRK และ UAV นั้นอยู่ในขั้นเริ่มต้น เนื่องจากเป็นเรื่องยากมากที่จะสร้างปฏิสัมพันธ์ในการสื่อสารระหว่าง ระบบหุ่นยนต์หลายระบบพร้อมกัน การทดลองอย่างต่อเนื่องจะช่วยกำหนดความถี่และช่วงความถี่ที่จำเป็น และข้อกำหนดจะแตกต่างกันอย่างไรสำหรับแอปพลิเคชันเฉพาะ เมื่อกำหนดลักษณะเหล่านี้แล้ว ก็จะสามารถพัฒนาฟังก์ชันและซอฟต์แวร์ขั้นสูงสำหรับเครื่องจักรหุ่นยนต์หลายเครื่องได้

ภาพ
ภาพ

เฮลิคอปเตอร์ K-MAX ไร้คนขับขนส่งยานพาหนะหุ่นยนต์ SMSS (Squad Mission Support System) ระหว่างการทดสอบอิสระ ขณะที่นักบินอยู่ในห้องนักบิน K-MAX แต่ไม่ได้ควบคุม

วิธีการสื่อสารมีความสำคัญมากสำหรับการทำงานของ SMRK แต่โซลูชันไร้สายมีข้อเสียค่อนข้างมาก เนื่องจากการสื่อสารที่สร้างขึ้นอาจสูญหายไปเนื่องจากการรบกวนที่เกี่ยวข้องกับภูมิประเทศ อุปสรรค หรือกิจกรรมของระบบปราบปรามอิเล็กทรอนิกส์ของศัตรู การพัฒนาล่าสุดในระบบการสื่อสารระหว่างเครื่องกับเครื่องนั้นน่าสนใจมาก และด้วยการวิจัยนี้ สามารถสร้างอุปกรณ์ที่ราคาไม่แพงและมีประสิทธิภาพสำหรับการสื่อสารระหว่างแพลตฟอร์มหุ่นยนต์ได้ มาตรฐานสำหรับการสื่อสารระยะสั้นพิเศษ DRSC (การสื่อสารระยะใกล้โดยเฉพาะ) จะถูกนำไปใช้ในสภาวะจริงสำหรับการสื่อสารระหว่าง SMRK และระหว่าง SMRK และ UAV ปัจจุบันให้ความสำคัญกับการรักษาความปลอดภัยของการสื่อสารในการดำเนินงานที่เน้นเครือข่ายเป็นหลัก ดังนั้นโครงการในอนาคตในด้านระบบที่มีคนควบคุมและไม่มีคนอาศัยอยู่จึงควรใช้โซลูชันขั้นสูงที่สอดคล้องกับมาตรฐานอินเทอร์เฟซทั่วไป

ทุกวันนี้ ข้อกำหนดสำหรับงานระยะสั้นและใช้พลังงานต่ำนั้นเป็นไปตามข้อกำหนดเป็นส่วนใหญ่ แต่มีปัญหากับแพลตฟอร์มที่ทำงานในระยะยาวโดยใช้พลังงานสูง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ปัญหาเร่งด่วนที่สุดปัญหาหนึ่งคือการสตรีมวิดีโอ

เชื้อเพลิง

ตัวเลือกสำหรับแหล่งพลังงานขึ้นอยู่กับประเภทของระบบ: สำหรับ SMRK ขนาดเล็ก แหล่งพลังงานอาจเป็นแบตเตอรี่แบบชาร์จใหม่ได้ขั้นสูง แต่สำหรับ SMRK ที่มีขนาดใหญ่กว่า เชื้อเพลิงทั่วไปสามารถสร้างพลังงานที่จำเป็นได้ ซึ่งทำให้สามารถใช้รูปแบบไฟฟ้าได้ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าหรือระบบขับเคลื่อนไฟฟ้าไฮบริดรุ่นใหม่ ปัจจัยที่ชัดเจนที่สุดที่ส่งผลต่อการจ่ายพลังงาน ได้แก่ สภาวะแวดล้อม น้ำหนักและขนาดของเครื่องจักร และเวลาดำเนินการงาน ในบางกรณี ระบบจ่ายไฟจะต้องประกอบด้วยระบบเชื้อเพลิงเป็นแหล่งจ่ายหลักและแบตเตอรี่แบบชาร์จไฟได้ (ทัศนวิสัยลดลง) การเลือกประเภทพลังงานที่เหมาะสมนั้นขึ้นอยู่กับปัจจัยทั้งหมดที่ส่งผลต่อการปฏิบัติงาน และแหล่งพลังงานจะต้องจัดให้มีความคล่องตัวที่จำเป็น การทำงานอย่างต่อเนื่องของระบบสื่อสาร ชุดเซ็นเซอร์ และอาวุธที่ซับซ้อน (ถ้ามี)

นอกจากนี้ จำเป็นต้องแก้ปัญหาทางเทคนิคที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่บนภูมิประเทศที่ยากลำบาก การรับรู้ถึงสิ่งกีดขวาง และการแก้ไขตนเองของการกระทำที่ผิดพลาด ในฐานะที่เป็นส่วนหนึ่งของโครงการสมัยใหม่ เทคโนโลยีหุ่นยนต์ขั้นสูงใหม่ได้รับการพัฒนาเกี่ยวกับการรวมเซ็นเซอร์ออนบอร์ดและการประมวลผลข้อมูล การเลือกเส้นทางและการนำทาง การตรวจจับ การจำแนกประเภทและการหลีกเลี่ยงสิ่งกีดขวาง ตลอดจนการขจัดข้อผิดพลาดที่เกี่ยวข้องกับการสูญเสียการสื่อสารและ ความไม่เสถียรของแพลตฟอร์มการนำทางบนทางวิบากแบบอัตโนมัติต้องใช้ยานพาหนะในการแยกแยะภูมิประเทศ ซึ่งรวมถึงภาพสามมิติของภูมิประเทศ (คำอธิบายภูมิประเทศ) และการระบุสิ่งกีดขวาง เช่น หิน ต้นไม้ แหล่งน้ำนิ่ง ฯลฯ ความสามารถทั่วไปเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องและวันนี้เราสามารถพูดถึงคำจำกัดความของภาพภูมิประเทศในระดับสูงได้แล้ว แต่ในเวลากลางวันและในสภาพอากาศที่ดีเท่านั้น แต่ความสามารถของแพลตฟอร์มหุ่นยนต์ในพื้นที่ที่ไม่รู้จักและในสภาพอากาศเลวร้าย สภาพยังไม่เพียงพอ ในเรื่องนี้ DARPA กำลังดำเนินโปรแกรมทดลองหลายโปรแกรม โดยที่ความสามารถของแพลตฟอร์มหุ่นยนต์ได้รับการทดสอบในภูมิประเทศที่ไม่รู้จัก ในทุกสภาพอากาศ ทั้งกลางวันและกลางคืน โปรแกรม DARPA เรียกว่า Applied Research in AI (การวิจัยประยุกต์ในปัญญาประดิษฐ์) กำลังวิจัยการตัดสินใจที่ชาญฉลาดและโซลูชั่นเทคโนโลยีขั้นสูงอื่น ๆ สำหรับระบบอัตโนมัติสำหรับการใช้งานเฉพาะในระบบหุ่นยนต์ขั้นสูงตลอดจนการพัฒนาอัลกอริธึมการเรียนรู้หลายหุ่นยนต์แบบอัตโนมัติสำหรับการปฏิบัติงาน งานร่วมกัน ซึ่งจะช่วยให้กลุ่มหุ่นยนต์ประมวลผลงานใหม่โดยอัตโนมัติและจัดสรรบทบาทใหม่ระหว่างกัน

ดังที่ได้กล่าวไปแล้วสภาพการทำงานและประเภทของงานกำหนดการออกแบบของ SMRK ที่ทันสมัยซึ่งเป็นแพลตฟอร์มมือถือที่มีแหล่งจ่ายไฟ, เซ็นเซอร์, คอมพิวเตอร์และสถาปัตยกรรมซอฟต์แวร์สำหรับการรับรู้, การนำทาง, การสื่อสาร, การเรียนรู้ / การปรับตัว, ปฏิสัมพันธ์ระหว่าง หุ่นยนต์และบุคคล ในอนาคต พวกเขาจะเป็นแบบพหุภาคีมากขึ้น จะมีระดับของความสามัคคีและปฏิสัมพันธ์ที่เพิ่มขึ้น และจะมีประสิทธิภาพมากขึ้นจากมุมมองทางเศรษฐกิจด้วย สิ่งที่น่าสนใจเป็นพิเศษคือระบบที่มีเพย์โหลดแบบแยกส่วน ซึ่งทำให้เครื่องจักรสามารถปรับให้เข้ากับงานต่างๆ ได้ ในทศวรรษหน้า ยานยนต์หุ่นยนต์ที่ใช้สถาปัตยกรรมแบบเปิดจะพร้อมใช้งานสำหรับการปฏิบัติการทางยุทธวิธีและการปกป้องฐานและโครงสร้างพื้นฐานอื่นๆ พวกเขาจะโดดเด่นด้วยระดับความสม่ำเสมอและความเป็นอิสระ ความคล่องตัวสูง และระบบออนบอร์ดแบบแยกส่วน

เทคโนโลยี SMRK สำหรับการใช้งานทางทหารมีการพัฒนาอย่างรวดเร็ว ซึ่งจะช่วยให้กองกำลังติดอาวุธจำนวนมากสามารถเคลื่อนย้ายทหารออกจากภารกิจที่เป็นอันตราย รวมถึงการตรวจจับและทำลาย IED การลาดตระเวน การปกป้องกองกำลังของพวกเขา การทำลายล้าง และอื่นๆ อีกมากมาย ตัวอย่างเช่น แนวความคิดของกลุ่มการต่อสู้ของกองพลน้อยของกองทัพบกสหรัฐฯ ผ่านการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ขั้นสูง การฝึกรบ และประสบการณ์การต่อสู้ในโลกแห่งความเป็นจริง ได้แสดงให้เห็นว่ายานเกราะหุ่นยนต์ได้ปรับปรุงความอยู่รอดของยานพาหนะภาคพื้นดินที่มีลูกเรือและประสิทธิภาพการรบที่ดีขึ้นอย่างมีนัยสำคัญ การพัฒนาเทคโนโลยีที่มีแนวโน้ม เช่น ความคล่องตัว ความเป็นอิสระ การติดตั้งอาวุธ ส่วนต่อประสานระหว่างมนุษย์กับเครื่องจักร ปัญญาประดิษฐ์สำหรับระบบหุ่นยนต์ การรวมเข้ากับ SMRK และระบบการจัดการอื่น ๆ จะเพิ่มขีดความสามารถของระบบภาคพื้นดินที่ไม่มีคนอาศัยอยู่และระดับของ เอกราช

ภาพ
ภาพ
ภาพ
ภาพ

คอมเพล็กซ์หุ่นยนต์เพอร์คัชชันของรัสเซีย Platform-M พัฒนาโดย NITI "Progress"