CC BY
111Концептуальные вопросы построения и применения автономных робототехнических комплексов военного назначения
Подполковник ИЛ. РУДИАНОВ, доктор технических наук
Полковник запаса B.C. ХРУЩЁВ, кандидат технических наук
АННОТАЦИЯ
Проанализированы тенденции развития наземного роботизированного вооружения, сделан вывод о необходимости повышения уровня его автономности и разработки Концепции развития автономных наземных робототехнических комплексов военного назначения.
ABSTRACT
The paper analyzes development trends in the ground-based robotized armaments, makes conclusion as to the need of improving their autonomous standards and devising a Conception of Developing Military-purpose Autonomous Ground-based Robotic Units.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА
KEYWORDS
Робототехнические комплексы военного назначения, автономное управление, групповое применение.
Military-purpose robotic units, autonomous control, group employment.
АНАЛИЗ основных направлений развития вооружения зарубежных стран свидетельствует об их стремлении обеспечить технологическое превосходство своих вооруженных сил путем создания роботизированных армий, способных вести дистанционные «бесконтактные» боевые действия во всех средах1. Перспективные системы вооружения и военной техники России должны создаваться под требования войн будущего, ориентироваться на противодействие высокоорганизованного противника2.
Настоящее время характеризуется переходом от исследовательских работ и создания отдельных экспериментальных образцов наземных робототехнических комплексов (РТК) военного назначения к разработке, испытаниям и опытной войсковой эксплуатации ряда боевых и обеспе-
чивающих РТК. Все разрабатываемые и принятые на снабжение наземные робототехнические комплексы военного назначения используются в режиме дистанционного управления. Опыт применения таких роботов в Ираке и Афганистане показал их невысокую эффективность, особенно в вариан-
тах оснащения боевыми средствами. Реально управлять боевым роботом в одиночку в условиях противоборства невозможно: один оператор неспособен одновременно отвечать за движение, разведку обстановки, поиск и выбор цели, обстрел и оценку результатов стрельбы, принятие тактических решений. В случае когда робототехни-ческий комплекс оснащается вооружением ближнего боя, его применение становится нерациональным, так как эффективное использование робота требует участия нескольких операторов. Кроме того, дистанционно-управляемые РТК имеют ряд принципиальных недостатков и ограничений, обусловленных необходимостью постоянного информационного обмена, а именно: повышенные требования к каналу связи, ограниченный радиус действия, демаскировка объекта и пункта управления, а также возможность применения средств радиоэлектронного и огневого противодействия вследствие интенсивного радиообмена.
Применение различных методов повышения эффективности дистанционного управления имеет смысл для решения специальных или обеспечивающих задач в случае одиночного применения РТК. При массовом
использовании в боевых действиях групп разнородных комплексов дистанционное управление как основной способ применения РТК будет неприемлем. И первые проявления такой ситуации могут наступить не в далеком будущем, а уже в ближайшее время.
Очевидно, что дальнейшее развитие наземной военной робототехники связано с повышением автономности РТК за счет передачи функций, выполняемых человеком-оператором, бортовым средствам. С нашей точки зрения, притом что этот вывод никем не оспаривается, проблеме автономности РТК уделяется недостаточно внимания.
Некоторые элементы автономности, такие как запоминание маршрута и возврат в точку потери связи, обход препятствий по данным бортовых систем при супервизорном управлении и ряд других, экспериментально проверены на макетных образцах и уже закладываются в возможности разрабатываемых робототехнических комплексов.
Однако о полноценной автономности наземных РТК военного назначения можно будет говорить после решения ряда проблемных вопросов. Их можно разделить на ряд направлений3 (рис. 1, 2).
Технологические проблемы создания автономных наземных РТК военного назначения
Основными из них, по нашему мнению, являются:
• разработка отечественных сенсоров для систем технического зрения (СТЗ) — 2В- и ЗБ-сканирующих лазерных дальномеров, в том числе ком-плексированных с видеокамерами;
• разработка методов и аппаратуры определения геометрии и опорной проходимости грунта, удовлетворяющих требованиям систем автономного движения РТК военного назначения;
• разработка отечественных высокоточных средств навигации
и восстановления геометрии окружающего пространства, необходимых для функционирования РТК в условиях экранирования магнитного поля Земли и навигационных полей спутниковых и стационарных систем в индустриальной и городской среде;
• проблемы автономного применения целевой нагрузки, включая разработку алгоритмов обнаружения, распознавания типа цели, «узнавания» конкретной цели, наведения оружия или иных средств.
Рис. 1. Основные научно-технологические проблемы создания автономных наземных РТК военного назначения
Рис. 2. Основные военно-научные и организационно-правовые проблемы применения автономных наземных РТК военного назначения
Научные проблемы создания автономных наземных РТК военного назначения
Основными являются проблемы интеллектуализации процессов боевой работы, включая внедрение в военную робототехнику интеллектуальных систем принятия решений на этапах управления, в том числе группового. Остро встанет вопрос
приобретения знаний для интеллектуальных систем, учитывая отсутствие опыта их применения и разработки соответствующего интерфейса, подразумевающего возможность постановки задачи интеллектуальным системам принятия решений.
Военно-научные проблемы применения автономных наземных РТК военного назначения
Основными являются проблемы разработки тактики применения автономных РТК как боевых, так и РТК обеспечения, в том числе групповое применение автономных РТК однородного состава и групп РТК различного назначения. Изменятся принципы подготовки специалистов — операторов РТК, основным содержанием работы которых будет плани-
рование действий. Необходимо планировать подготовку общевойсковых командиров способам рационального использования возможностей безлюдных технологий.
Принципиальным образом изменятся требования к квалификации специалистов по организации ремонта и обслуживания военной роботизированной техники.
Организационно-правовые проблемы применения автономных наземных РТК военного назначения
Необходимо интенсифицировать работы по созданию государственных стандартов по разработке и применению РТК военного назначения с учетом развития их автономности. Нормативно-правовая база, регламентирующая применение РТК в ходе боевых действий и в мирное время, как показывает опыт по использованию беспилотных транс-
Изменятся принципы подготовки специалистов — операторов РТК, основным содержанием работы которых будет планирование действий. Необходимо планировать подготовку общевойсковых командиров
способам рационального использования возможностей безлюдных технологий.
портных средств на дорогах общего пользования, может вызвать значительные сложности.
В настоящее время применение оружия, включая процессы наведения и подсвета целей возможно только с санкции человека-оператора. Однако рано или поздно организационно-правовые проблемы применения оружия в случаях отсутствия непосредственного управления оператором придется решать.
Такой масштаб и сложность проблематики вызывает необходимость подготовки специальной Концепции развития автономных наземных РТК военного назначения, к разработке которой целесообразно привлечь ведущие научно-исследовательские учреждения (НИУ) Министерства обороны, организации промышленности, РАН и Министерства образования и науки.
В последующих редакциях Комплексных целевых программ в области разработки наземного роботизированного вооружения необходимо выделить вопросы разработки автономных РТК в особый системно организованный раздел.
Основными следствиями повышения автономности наземных РТК, по нашему мнению, являются:
• существенное повышение уровня помехоустойчивости РТК;
• повышение дальности применения РТК, ограничивающейся практически только ресурсами энергоустановки;
• снижение числа неправильных действий при применении РТК, вызванных ошибками человека-оператора;
• снижение количества операторов и требований к ним;
• возможность одновременного применения большого числа РТК (групповое выполнение задач);
• исключение человеко-машинного диалога из временного баланса управления, исключение задержек, вызванных преобразованием информации для оператора и временных задержек, связанных с принятием решений;
• расширение возможных областей применения РТК.
Необходимо ориентироваться на то, что основные задачи боевого, технического и тылового обеспечения должны решаться группами автономных РТК. Среди них — аудио-, видео- и инфракрасная разведка и наблюдение, повышение
уровня ситуационной осведомленности, обеспечение огневой поддержки частей и подразделений, подавление огневого противодействия противника, артиллерийская разведка и обслуживание стрельбы наземной артиллерии, доставка боеприпасов, ГСМ и иных грузов подразделениям, находящимся в зоне огневого воздействия противника, организация связи и радиоэлектронного противодействия, доставка специальных технических средств, организация информационных полей путем установки необслуживаемых датчиков, имитация боевой техники (маскировка), устройство минно-взрывных заграждений под огнем противника, доставка и установка мин, доставка и применение нелетального оружия.
В качестве переходного этапа к будущим группам автономных РТК, учитывая нерешенность многих вышеуказанных проблем и высокую стоимость аппаратуры автодвижения, можно предложить способы применения групп разнородных РТК.
Например, при выходе группы РТК к рубежу применения по назначению управление на первом этапе осуществляется путем дистанционного управления (ДУ) каждого РТК со своего АРМ или головным РТК в режиме «ведущий—ведомый», а вне зоны устойчивого действия аппаратуры ДУ — автономно каждым РТК или автономно ведущим и в копирующем режиме ведомым. Автономное движение осуществляется с привязкой
В последующих редакциях Комплексных целевых программ в области разработки наземного роботизированного вооружения необходимо выделить вопросы разработки автономных РТК в особый системно организованный раздел. Необходимо ориентироваться на то, что основные задачи боевого, технического и тылового обеспечения должны решаться группами автономных РТК.
к электронной карте местности, при этом на оператора возлагаются обязанности по постановке задачи, планированию действий (определение этапности работ — выдвижение на рубеж, выполнение функций по предназначению, возврат на назначенный рубеж, определение порядка перехода от этапа к этапу).
При выявлении противника и особенностей построения его обороны управление разведывательно-ударными РТК осуществляется дистанционным управлением каждого РТК со своего АРМ или головным РТК в режиме «ведущий—ведомый», а вне зоны устойчивого действия аппаратуры ДУ — автономно каждым РТК или автономно ведущим и в копирующем режиме ведомым. РТК атакуют рубежи предполагаемой обороны противника, вынуждая его начать огневое воздействие и тем самым выявляя его расположение как средствами самих РТК, так и разведывательными средствами подразделения.
При управлении огнем группы однородных или неоднородных боевых РТК, действующих в автономном режиме, управление осуществляется путем постановки задач боевым РТК, планирования действий (закрепле-
При действии группы автономных роботов вне зоны непосредственного управления операторами в любой момент времени должен быть определен «старший» или ведущий
робот — лидер. В зависимости от этапа боевой работы лидерство может передаваться от объекта к объекту, но всегда этот переход должен быть однозначно определен при постановке задачи.
ние секторов и (или) эшелонов огня, определение признаков важности целей при автономной боевой работе, выработка команд на полный запрет огня и т. п.).
В любом случае при этом используется способ управления с реализацией режима ведущий—ведомый. Это позволяет осуществить основополагающий принцип — принцип единоначалия, который не должен быть изменен ни при каких обстоятельствах. При действии группы автономных роботов вне зоны непосредственного управления операторами в любой момент времени должен быть определен «старший» или ведущий робот — лидер. В зависимости от этапа боевой работы лидерство может передаваться от объекта к объекту, но всегда этот переход должен быть однозначно определен при постановке задачи.
Наиболее рационально использование неоднородных групп РТК, например, для методов обеспечения доставки группы в назначенную зону действий наименее затратными способами. Это осуществимо, если аппаратурой автоматического движения оснащен один (или несколько, но не все) РТК группы, а остальные движутся по пути, указанному ведущим и на месте разворачиваются в определенный им порядок.
В качестве примера может быть рассмотрен следующий вариант боевого применения группы автономных РТК.
Этап 1. Группа из одного РТК разведки и управления и трех огневых РТК следует за РТК-лидером, оснащенным аппаратурой автодвижения, задача которого — вывести группу в район, определенный оператором, и расстановка ведомых на позиции, после чего он переходит в режим ожидания.
Этап 2. РТК-лидером становится робот разведки и управления, зада-
ча которого состоит в поиске и обнаружении целей и распределении их между огневыми РТК одним из известных методов: последовательное назначение целей, распределение по секторам, режим запретов при самостоятельном выборе целей или иным.
Этап 3. Огневое поражение противника огневыми РТК, при этом робот разведки и управления производит оценку результатов стрельбы и руководит переносом огня.
Этап 4. По окончании боевой работы первый РТК возвращает функции лидера, производит сбор группы и движение к определенному рубежу сбора.
На сегодняшний день применение оружия автономным РТК или наведение оружия, примененного с другого носителя, должно быть санкционировано оператором. Это разрешение может быть получено, например, после передачи изображения или данных о цели по телекодовой связи, «узнавания цели», заранее назначенной оператором, или других методов. Отсутствие постоянной связи с пунктом управления и необходимость скрытного функционирования предъявляют высокие требования к уровню интеллекта автономного РТК военного назначения. Информация, пере-
Анализ путей создания и возможных областей применения автономных РТК военного назначения показывает необходимость рассмотрения широкого круга
взаимоувязанных проблем тактического, технического, фундаментально-научного характера в рамках разработки согласованной Концепции развития автономных РТК военного назначения.
даваемая роботом во время сеанса связи должна содержать не только координаты, характеристики и изображение цели, но и совет по принятому решению для утверждения его у оператора. В каждом конкретном случае необходимо определять степень участия в принятии решений каждого робота в группе.
Таким образом, анализ путей создания и возможных областей применения автономных РТК военного назначения показывает необходимость рассмотрения широкого круга взаимоувязанных проблем тактического, технического, фундаментально-научного характера в рамках разработки согласованной Концепции развития автономных РТК военного назначения.
ПРИМЕЧАНИЯ
* ПАК — программно-аппаратный комплекс.
1 Галах В.П., Дубина ГА. Основные направления развития робототехнических комплексов военного назначения зарубежных стран. Труды военно-научной конференции «Роботизация Вооруженных Сил Российской Федерации». Москва, 2016. С. 52—55.
2 Дулънев ПА., Ильин Л.Н. Некоторые подходы к развитию системы вооруже-
ния соединений нового облика Сухопутных войск / Вестник Академии военных наук. 2012. № 1(38). С. 126—134.
3 Лапшов В.С.у Носков В.П., Рубцов КВ., Рудианов H.A., Гурджи А.И.У Рябов A.B., Хрущёв B.C. Перспективы разработки автономных наземных робототехнических комплексов военного назначения // Известия ЮФУ. Технические науки. № 1 (174). Таганрог: Технологический институт ЮФУ, 2016. С. 156—168.
