Udana praca bojowa samolotów bezzałogowych stała się prologiem do dalszej robotyzacji sprzętu wojskowego. Teraz jest czas, aby zstąpić z nieba na grzeszną ziemię.
Na początku września 2010 r. specjalna jednostka badawcza Pentagonu RDECOM ogłosiła otwarty przetarg na opracowanie, a następnie produkcję naziemnego bezzałogowego pojazdu transportowego. Zgodnie z dokumentem numer W91CRB-10-R-0098 wojsko jest gotowe zawrzeć gruby kontrakt na dostawę sprzętu z dowolną firmą, która może stworzyć bezproblemowego mechanicznego osła dla jednostek bojowych, zdolnego do ciągnięcia broni, amunicji, wody, żywność, a nawet ranni po żołnierzach. Urządzenie nie powinno być dłuższe niż 4m, mieć nośność co najmniej 0,54 tony, minimalną rezerwę chodu 10 godzin i maksymalną prędkość co najmniej 6 km/h.
Jeśli tych warunków nie można nazwać trudnymi, to wymagania dotyczące mózgu maszyny pakującej są znacznie poważniejsze. Główną z nich jest pełna autonomia sterowania oparta na przetwarzaniu danych z hybrydowego optycznego systemu lokalizacji laserowej, systemu GPS oraz cyfrowych map terenu. Obowiązkowe wymagania obejmują również dostępność ręcznego pilota za pomocą kompaktowego pilota, który mieści się w kieszeni standardowej wojskowej kamizelki rozładunkowej oraz wyposażenie samochodu w wszechstronne kamery telewizyjne z funkcją noktowizora. I żadnych sztuczek typu radiolatarnie wbudowane w sprzęt lub wszyte w mundury – transporter nie powinien być kojarzony z zawodnikami na elektronicznej smyczy. Ponadto wojsko chce wykorzystać drona jako generator pola lub wyrzutnię silników sprzętu wojskowego.
Niszczyciel
Ten przetarg był oczekiwany od dawna, zwłaszcza że portfele kilkudziesięciu startupów i szanowanych korporacji są napakowane obiecującymi projektami. W 2004 roku Pentagon's Defense Advanced Research Agency, DARPA, zaprosiła naukowców z Narodowego Centrum Robotyki NREC na Uniwersytecie Carnegie Mellon do opracowania prototypu uniwersalnego bezzałogowego pojazdu bojowego do ekstremalnego terenu. I nie bez powodu – do tego czasu zespół NREC dysponował już sześciokołowym Spinnerem, eksperymentalnym urządzeniem, które podczas testów na poligonie w Arizonie w 2003 roku zaimponowało wojsku swoimi możliwościami terenowymi. Dość prymitywny pod względem inteligencji, Spinner wykonał udany 150-kilometrowy bieg po górskiej trasie, w której nawet niezniszczalny Hummvee straciłby koła, osie i skrzynię biegów. To właśnie ta maszyna, stworzona we współpracy z Boeingiem, Timoney Technology i UQM Technologies, polecali klienci DARPA jako źródło. NREC musiał zmodyfikować elektrownię, wzmocnić zawieszenie, odciążyć podwozie i oczywiście wszczepić odpowiednie mózgi przyszłemu wojownikowi.
Projekt o nazwie Crusher trwał cztery lata i zakończył, zdaniem Stephena Welby'ego, kuratora NREC z DARPA, absolutnym zwycięstwem. Crusher nie tylko stał się o trzecią lżejszy od swojego protoplasta, ale przewyższył go pod każdym względem, łącznie z umiejętnościami przełajowymi. W lutym 2008 roku na pustyni El Paso w pobliżu bazy wojskowej Fort Bliss przeprowadzono publiczne testy dwóch egzemplarzy drona. Według zeznań dziennikarzy zaproszonych na poligon, to, co zobaczył, można porównać do hollywoodzkiego thrillera. Siedmiotonowy Rambo z aluminium, tytanu i stali, niczym buldożery, wyprasował wszystko na swojej drodze. Drony pewnie pokonywały 45-stopniowe zbocza gór, wspinały się po metrowych betonowych bunkrach, spłaszczały samochody, które spadły im pod nogi, przedzierały się przez skaliste płaskowyże i nurkowały w rowach przeciwczołgowych.
Ponad sto kilometrów po upiornym terenie El Paso samochody przejeżdżały ze średnią prędkością ponad 10 km/h. A wszystko to w trybie całkowicie autonomicznym – ręczny pilot służył jedynie do zademonstrowania potencjału koncepcji. Tony Teter, dyrektor DARPA słynący z nieprzeniknionego opanowania, uśmiechnął się i nazwał Crushera arcydziełem robotyki. Co prawda od razu dodał, że nie przyjmą go do użytku – kolejna, jeszcze bardziej zaawansowana wersja maszyny będzie miała szelki.
Czołg sześciokołowy
Wirtualny przekrój Kruszarki ukazuje sztywny szkielet przestrzenny wykonany z aluminiowych rurek o różnych przekrojach, połączonych tytanowymi elementami węzłowymi pokrytymi grubą blachą stalową. Każde z sześciu kół pocisku posiada niezależne zawieszenie linkowe z amortyzatorami o zmiennej sztywności. W razie potrzeby samochód może całkowicie usiąść na dnie lub wznieść się nad ziemię o 77 cm, a elektronika w ułamku sekundy dostosowuje charakterystykę amortyzatorów do warunków jazdy. Dzięki temu Crusher z powodzeniem pokonuje pionowe półki o wysokości 1, 2 mi bez problemu połyka lądowania po przelocie nad dwumetrowymi rowami.
Aby dopasować zawieszenie i elektrownię. Jest hybrydowy: piasty kół są wyposażone w 47-konne silniki elektryczne prądu stałego o wadze 41 kg każdy. Chwilowy ciąg takiego silnika o wymiarach zaledwie 25x28 cm wynosi 450 Nm. Zasilane są akumulatorem litowo-jonowym o pojemności 18 kWh, który z kolei jest stale ładowany przez pokładowy generator obracany turbodieslem 1,9 TDI z seryjnego Volkswagena Jetty. Jeśli sytuacja wymaga maksymalnego ukrycia się z Crusher, to przez kilka mil akumulator będzie w stanie całkowicie bezgłośnie przemieścić 7 ton metalu bez ładowania oleju napędowego. W przypadku awarii lub awarii akumulatora, elektronika odłącza go od ogólnego obwodu, a generator zaczyna bezpośrednio dostarczać napięcie do silników piasty.
Żadne z kół nie ma mechanizmu kierowniczego, jednak Crusher, podobnie jak czołg lub bojowy wóz piechoty, jest w stanie obracać się o 360 stopni w miejscu. Manewrowanie odbywa się poprzez zmianę ciągu lub wyłączenie silników z jednej strony. Elektroniczna jednostka sterująca w tej maszynie zastępuje sprzęgła i zwolnice znane każdemu mechanikowi-kierowcowi zbiornika lub BMP bez żadnych połączeń mechanicznych.
Cała ta ekonomia opiera się na potężnej stalowej płycie, która odpiera uderzenia min w dno. Niezawodność konstrukcji jest bezprecedensowa, nie tylko ze względu na brak załogi. Dron nie musi chronić ludzi przed przeciążeniem podczas eksplozji czy ostrzału. Krzemowe mózgi, które mieszczą się w pudełku po butach, są znacznie trudniejsze do wyłączenia niż normalne ludzkie mózgi.
Siedmiotonowa zabawka
„Szefami wywiadu” w projekcie Crusher byli inżynierowie elektronicy Dan Taccione i Tony Stentz. Opracowując system sterowania i monitorowania samochodu, wykorzystali rzeczy niemilitarne: iPhone, iPod, kontroler gier Xbox 360 i zwykły cywilny laptop. Według Taccione żołnierze, którzy brali udział w testowaniu systemu, bardziej lubili sterować dronem „na leniwym człowieku” za pomocą znanych gadżetów. Z wyświetlacza iPhone'a prowadzono monitoring elektrowni, diagnostykę systemów pokładowych i bieżącą aktualizację oprogramowania, a poprzez Xboksa 360 operatorzy sterowali masztem teleskopowym o wysokości 5, 5 m, kamerami, a nawet strzelaniem na konwencjonalnego wroga z zamontowanego modułu strzeleckiego. Zasięg zdalnego sterowania kruszarką to prawie 800 m.
Ale do pracy bojowej dron nie potrzebuje specjalnej jednostki żołnierzy graczy, kręcących kierownicami elektronicznych symulatorów w podziemnym bunkrze. Znacznie lepiej czuje się w trybie pełnej autonomii. Podczas prób w Fort Bliss Crusher zaszokował obserwatorów umiejętnością samodzielnego wyboru trasy w ekstremalnie trudnym terenie. Dla każdej sytuacji maszyna wybiera kilka możliwych opcji przejścia od punktu początkowego do punktu końcowego jednocześnie.
Poruszając się po zboczu góry „instynktownie” dociska się do powierzchni, obniżając punkt środka masy. Wykonując misje rozpoznawcze, natychmiast oblicza najlepszą pozycję do obserwacji. A co najważniejsze, Miażdżyciel może uczyć się na własnych „doświadczeniach” i z czasem z niedoświadczonego początkującego zmienia się w doświadczonego komandosa.
Według dyrektora NREC, Johna Beersa, komputer pokładowy Crusher wykorzystuje do samodzielnego zarządzania trzema kanałami informacji: cyfrowe mapy obszaru, obraz z kamer telewizyjnych oraz dane z pięciu dalmierzy laserowych umieszczonych z przodu i z tyłu pojazdu. Oprogramowanie Crusher jest w stanie rozpoznać wysokość, pokonalność, a nawet materialny charakter przeszkód w promieniu 70 m. Dron może wykryć biegnącego zająca na kilometr, a człowieka na cztery.
Kolorowy obraz w wysokiej rozdzielczości z kamery telewizyjnej umieszczonej na maszcie przesyłany jest do urządzeń zewnętrznych. Wyobraź sobie – rzucanie takiego zwiadowcy w jakiś trudno dostępny punkt z doskonałą pozycją do obserwacji przez miesiąc lub dwa i całodobowe naprawianie wszystkiego, co dzieje się w promieniu kilku kilometrów bez narażania życia żołnierzy. Ewentualna utrata samochodu nie stanie się tragedią - na wojnie jest jak na wojnie, ale informacje uzyskane za jego pomocą mogą być bezcenne. Choć nie możesz tego znieść gołymi rękami - dron wystrzeli z powrotem do ostatniego naboju w taśmie i w końcu dokona samozniszczenia.
Zawodnicy z rodowodem
Możliwości Crushera nie są nieograniczone. Niewiele „widzi”. Na przykład głazy w zaroślach gęstej trawy i inne przeszkody ukryte przez wizualny bałagan. Dalsze doskonalenie elektronicznych zmysłów zależy od postępu technologicznego w dziedzinie laserów, radarów i telematyki. Cztery lata pracy zespołu NREC nad Crusherem zaowocowały wieloma spin-offami, w tym Gladiatorem wielkości Oka, sześciokołowym bezzałogowym pojazdem rozpoznawczym i maleńkim robotem Dragon Runner zaprojektowanym dla Korpusu Piechoty Morskiej USA. To wszystko są eksperymentalne maszyny zaprojektowane do testowania technologii, a główny cel, jak powiedział Tony Teter, dopiero nadejdzie.
Zaraz po tym, jak przedstawiciele DARPA i NREC podpisali swoje ostateczne autografy na projektach Crusher, uruchomiono nowy trzyletni program Autonomous Platform Demonstrator (APD). APD to rodzime dziecko emerytowanego Crushera, wyhodowane w wirtualnej probówce w Carnegie Mellon Laboratory. Na tym etapie Pentagon przedstawił naukowcom znacznie poważniejsze warunki. Kluczowym parametrem przyszłego bezzałogowego pojazdu bojowego jest maksymalna prędkość w granicach 80 km/h. W tym celu skromny silnik wysokoprężny Volkswagena zostanie zastąpiony mocniejszą jednostką z turbodoładowaniem.
W trybie autonomicznym samochód powinien pewnie wykonywać manewry podczas zmiany pasów na autostradzie. APD powinien być doskonałym wspinaczem i wspinać się po zboczach do 30 stopni w bok (chociaż jego tata Crusher utrzymywał równowagę nawet przy czterdziestu pięciu). Ale czołganie się metrowej pionowej przeszkody wzdłuż frontu to już rozwiązany problem. Maksymalna długość pojazdu wynosi 4570 mm, a masa własna 9,6 t. Sześć kół napędowych ze zintegrowanymi silnikami elektrycznymi i niezależnym zawieszeniem może obracać się wzdłuż osi pionowej o 38 stopni.
Dwa w pełni wyposażone drony muszą zmieścić się w kadłubie transportera Hercules C-130. Postanowiono skrócić maszt teleskopowy wraz z modułem czujnika do 4 m, aby zmaksymalizować kamuflaż pojazdu. Ponadto nowy system nawigacji, zorientowany w terenie, wykorzystujący wojskowe kanały GPS z dużą dokładnością oraz skuteczne radary i dalmierze laserowe, powinien zapewnić APD wystarczającą autonomię.
Wstępny projekt APD został zatwierdzony przez DARPA w sierpniu 2008 roku, a od początku 2009 roku gotowy pojazd dostarczano na poligon wojskowy w Aberdeen. Testy zaplanowane na jesień tego roku, wraz z regularnymi jednostkami piechoty, nie zostały jeszcze ujawnione w otwartych źródłach. Jednak 95% warunków postawionych przez APD, który w ostatnich latach przejechał ponad 3000 km, spełnia już dziś.
