science >> Wetenschap >  >> anders

Hoe robotlegers werken

Zullen toekomstige robotsoldaten Kevin Winter/Getty Images

"The Terminator" liet ons een toekomst zien waarin bataljons bewuste, humanoïde robots voeren oorlog tegen de mensheid. Hoewel die visie nog steeds ruim binnen het domein van sciencefiction ligt, veel landen onderzoeken het maken van robotsoldaten, inclusief de Verenigde Staten. In feite, in 2001, de Floyd D. Spence National Defense Authorization Act stelde een doel voor de Amerikaanse strijdkrachten - het creëren van een onbemande gevechtsvoertuigmacht die een derde van alle in gebruik zijnde voertuigen zou uitmaken. Tot dusver, de robotontwerpen lijken niet op de Terminator, maar ze kunnen net zo dodelijk zijn.

Het Amerikaanse leger Toekomstige gevechtssystemen (FCS)-plan is een uitgebreide strategie om de militaire systemen van het land in alle takken van de strijdkrachten te upgraden. Het plan vraagt ​​om een ​​geïntegreerd gevechtssysteem -- een vloot van verschillende voertuigen die tot 80 procent van dezelfde onderdelen zullen gebruiken, nieuwe onbeheerde sensoren ontworpen om informatie in het veld te verzamelen, en onbemande lanceersystemen die raketten kunnen afvuren op vijanden buiten het gezichtsveld en verschillende robots.

De robots zijn onderverdeeld in vier categorieën:

  • Onbemande luchtvoertuigen (UAV) ontworpen voor bewakings- en verkenningsmissies
  • Kleine onbemande grondvoertuigen (UGV) die gevaarlijke gebieden kan betreden en informatie kan verzamelen zonder het leven van soldaten te riskeren
  • Multifunctioneel hulpprogramma/logistiek en apparatuur (MULE) voertuigen ontworpen om gevechtsondersteuning te bieden in conflictsituaties
  • Gewapende robotvoertuigen (ARV) die 9,3 ton wegen en krachtige wapenplatforms of geavanceerde bewakingsapparatuur kunnen dragen

De MULE- en ARV-voertuigen zouden het begin kunnen zijn van een nieuw soort oorlogsvoering. Er zijn drie voorgestelde versies van de MULE, die allemaal op wielen zullen rondrollen. Twee van de varianten, een transportvoertuig dat meer dan een ton aan uitrusting kan vervoeren en een voertuig dat is ontworpen om antitanklandmijnen op te sporen en uit te schakelen, zijn vergelijkbaar met de huidige militaire robots. De derde variant is een Armed Robotic Vehicle-Assault-Light (ARV-A-L) apparaat. Het zal een verkenning hebben, surveillance- en doelacquisitiepakket (RSTA) en geïntegreerde wapens. Met andere woorden, deze robot is vergelijkbaar met een menselijke soldaat die de vijand in een gevecht kan betrekken.

De ARV-robots lijken minder op soldaten en meer op tanks. In feite, de bedoeling van het leger is om de ARV-A-robots te gebruiken als ondersteuning voor missies met bemande voertuigen. De commandant van een tankeskader, bijvoorbeeld, zou ARV-A-robots kunnen gebruiken om het invloedsgebied van zijn team uit te breiden zonder dat er meer soldaten nodig zijn. De robots kunnen de gevaarlijkste posities innemen en ondersteuning bieden wanneer de bemande voertuigen een gevechtssituatie binnenkomen.

Door bezuinigingen is veel van de duurdere initiatieven die in FCS zijn opgenomen, moeten mogelijk voor onbepaalde tijd worden uitgesteld. De MULE- en ARV-voertuigen vallen in deze categorie. Als resultaat, het kan enkele jaren duren voordat we Amerikaanse robots zien worden gebruikt als strijders in oorlogsscenario's. Nog altijd, het Amerikaanse leger is vastbesloten om te blijven investeren in robots in de hoop dat robots op een dag de plaats kunnen innemen van menselijke soldaten in gevaarlijke situaties.

In dit artikel, we zullen kijken hoe deze robots zullen werken, en hoe robotsoldaten het gezicht van oorlogvoering voor altijd kunnen veranderen.

In de volgende sectie, we kijken naar de rol van de robot-soldaat.

Plezier met acroniemen

De volledige naam van het robotproject van het leger binnen FCS is nogal een mondvol:Future Combat Systems (FCS), Brigade Gevechtsteam (BCT), Onbemand grondvoertuig (UGV), Geïntegreerd Productteam (IPT), of kortweg FCS (BCT) UGV IPT.

Inhoud
  1. Robotploegen
  2. Robotgereedschappen en -wapens
  3. effectiviteit, Economie en ethiek

Robotploegen

Huidige militaire robots zoals SSG Lorie Jewell, Amerikaanse leger

Ideaal, robotsoldaten zouden dezelfde militaire doelen kunnen bereiken als een menselijke groep. Ze zullen moeten zijn autonoom en in staat om doelen te identificeren, onderscheid te maken tussen bevriende en vijandelijke troepen, ga de vijand aan en communiceer met anderen op manieren die verder gaan dan alleen het afvuren van een wapen. Direct, de meeste robots worden op afstand bestuurd door een mens op een commandopost, hoewel sommige robots een beperkte autonomie hebben en met minimaal toezicht van punt A naar punt B kunnen komen. Om een ​​robotleger een effectieve strijdmacht te laten zijn, het zou het beste zijn als individuele robots situaties zouden kunnen beoordelen en beslissingen kunnen nemen zonder afhankelijk te zijn van menselijke input.

Het leger blijft samenwerken met overheidsinstanties zoals NASA, universiteiten en bedrijven om aan te dringen op meer onderzoek om dit doel te bereiken. Onderdeel van het Future Combat Systems-programma is de Autonoom navigatiesysteem (ANS)-project. Het doel van ANS is om een ​​modulair navigatiesysteem te creëren dat technici in alle onbemande en bemande grondvoertuigen kunnen installeren. Het systeem omvat navigatiesensoren, wereldwijde positioneringssystemen (GPS), traagheidsnavigatiesystemen (INS), waarnemingssensoren en software voor botsingsdetectie.

Een grote zorg voor zowel het leger als de ingenieurs is de kans dat een robot defect raakt. De mogelijkheid dat een robot op bevriende troepen of onschuldige omstanders schiet, is vaak een onderdeel van discussies over het gebruik van gewapende robots. Het lijkt misschien paranoïde, maar defecte robots hebben in het verleden voor angst gezorgd. In 1993, een bomploeg-robot in San Francisco werkte niet goed terwijl hij op een missie was om een ​​bom onklaar te maken. De robot begon oncontroleerbaar te draaien net voordat hij het explosief kon grijpen. Gelukkig, de robot zorgde er niet voor dat het apparaat ontploft [bron:The New York Times].

Militaire functionarissen zeggen dat het doel van het gebruik van onbemande voertuigen en robots is om gevechten aan te gaan zonder menselijke slachtoffers te riskeren, of in ieder geval menselijke slachtoffers aan onze kant. Een ander voordeel is dat hoewel robots duur zijn, ze zijn misschien wel goedkoper dan het afhandelen van menselijke soldaten -- robots hebben onderhoud nodig, maar ze hebben geen gezondheids- of pensioenuitkeringen nodig. Ze kunnen misschien ook langere termijnen dienen dan menselijke soldaten.

Velen geloven dat robots menselijke soldaten nooit volledig zullen vervangen, maar ze zullen worden gebruikt in bijzonder gevaarlijke of vervelende missies. Een robotsoldaat zal zich nooit vervelen, dus het is ideaal voor bewakingstaken of langdurige bewakingsmissies. Zuid-Korea is van plan robots in te zetten om de grens met Noord-Korea te patrouilleren. De robots worden Intelligent Surveillance and Guard Robots genoemd, en ze gebruiken gewone camera's en infraroodcamera's om indringers tot op 4 mijl afstand te detecteren. De robots kunnen een doel nastreven, een gecodeerd toegangsnummer vragen zodra ze zich binnen 10 meter van de indringer bevinden. Als het doelwit de juiste code niet kan geven, de robot kan alarm slaan of zelfs een wapen afvuren op de indringer.

In de volgende sectie, we leren over het soort uitrusting dat nodig is om robotsoldaten te realiseren.

Robotgereedschappen en -wapens

Het voorgestelde MULE onbemande grondvoertuig zal wapens kunnen dragen zoals raketwerpers of machinegeweren.

Momenteel, er zijn robots op de markt die wapens zoals jachtgeweren kunnen dragen en afvuren, pepperspray, granaatwerpers, of zelfs Hellfire-raketten. De MULE ARV-A-L-robot kan een zichtkanon en antitankwapens afvuren. Op afstand bestuurbare TALON-robots kunnen alles vervoeren, van een M240-machinegeweer tot een .50-kalibergeweer tot granaten en raketwerpers. De Zuid-Koreaanse patrouillerobot kan ofwel niet-dodelijke rubberen kogels afvuren op indringers, of draag een K-3 machinegeweer - een licht machinegeweer vergelijkbaar met de M249.

Het Gladiator Tactical Unmanned Ground Vehicle (TUGV) van het Amerikaanse Korps Mariniers zal een arsenaal aan dodelijke en niet-dodelijke wapens kunnen vervoeren, inclusief:

  • Schouder gelanceerd, Multifunctionele aanvalswapens (SMAW), ontworpen om bunkers te vernietigen, schakel gepantserde voertuigen uit en doorbreek vestingwerken
  • M240 of M249 machinegeweren
  • Light Vehicle Obscurant Smoke System (LVOSS), een apparaat dat rookgranaten afvuurt
  • Anti-personeel Obstakel Breaching System (APOBS), een raket die een lijn trekt die is verbonden met fragmentatiegranaten; het is ontworpen om obstakels zoals landmijnen te vernietigen

Een grote, zware robot kan wapens aan die te omslachtig zijn, zwaar, gevaarlijk of krachtig voor de mens. De ARV-A kan een middelzwaar kanon dragen, een raketsysteem en een zwaar machinegeweersysteem. Het leger is van plan om robots zoals de ARV-A vooral in te zetten als ondersteuning voor bemande voertuigen, dus de bewapening moet vergelijkbaar zijn met die van een tank.

Kunstenaarsillustraties van

Andere tools zijn sensoren en camera's waarmee de robots verschillende gevaarlijke omgevingen kunnen waarnemen en er doorheen kunnen navigeren. Robots zoals de Gladiator zullen hebben warmtebeeldcamera's , apparaten die warmte detecteren en beelden produceren die mensen kunnen zien. De meeste robots hebben ook normale videocamera's.

Een belangrijk doel van het FCS-project is om een ​​universeel platform te creëren dat het leger en andere strijdkrachten vanaf nu in militaire systemen kunnen opnemen. Een van de uitdagingen waarmee het leger in de loop der jaren is geconfronteerd, is dat het afhankelijk is van een mix van uitrusting, voertuigen en software die niet met elkaar zijn geïntegreerd, gevechtscoördinatie en tactische discussies moeilijk maken. Ideaal, alle militaire robots zullen een gemeenschappelijk platform delen, waardoor officieren de mogelijkheid hebben om op meerdere robots te vertrouwen in een complexe missie. Bijvoorbeeld, Onbemande luchtvaartuigen kunnen een gebied onder toezicht houden, het uitzenden van informatie naar onbemande grondvoertuigen wanneer ze het gebied binnenkomen.

In de volgende sectie, we zullen leren waarom sommige mensen zich zorgen maken over de mogelijkheid van robotlegers.

effectiviteit, Economie en ethiek

Het allround transport op afstand Foto met dank aan AFRL Materials and Manufacturing Directorate

De eerste barrière voor een volledig functioneel robotleger is technisch - niemand heeft een betrouwbaar, effectieve manier om robots echt autonoom te maken. Wetenschappers hebben de afgelopen jaren aanzienlijke vooruitgang geboekt, echter. De Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA), een onderzoeks- en ontwikkelingsafdeling van de ministerie van Defensie (DoD), heeft in 2004 een uitdaging van $ 1 miljoen uitgegeven aan technici en ingenieurs in de Verenigde Staten om een ​​robotvoertuig te maken dat autonoom kan navigeren door een parcours van 200 mijl. Hoewel er 15 voertuigen aan de race deelnamen, niemand slaagde erin om de finish te passeren.

Het volgende jaar was meer bemoedigend. Een team van ingenieurs van Stanford University won de hoofdprijs van $ 2 miljoen toen hun autonome voertuig het parcours van 132 mijl in 6 uur voltooide, 53 minuten. Drie andere robots voltooiden de cursus binnen de tijdslimiet van 10 uur. De wedstrijd bewees dat het mogelijk is om een ​​robot te bouwen die zelfstandig over het terrein kan bewegen met snelheden die vergelijkbaar zijn met de meeste militaire voertuigen.

In 2007, DARPA gaf een nieuwe uitdaging:navigeren door een complexe, gesimuleerd, stedelijke omgeving. Voertuigen zullen een militaire bevoorradingsmissie door een stad moeten nabootsen, wat betekent dat ze moeten kunnen opgaan in het verkeer, vermijd obstakels en volg een geplande route. Het team met het snelste kwalificatievoertuig wint $ 2 miljoen.

Navigatie is een belangrijke hindernis die moet worden genomen bij het nastreven van robotautonomie, maar als u wilt dat uw robot kan lokaliseren, identificeren en beschieten van vijandelijke strijders, de inzet is hoger. Ontdekken hoe je een robot leert onderscheid te maken tussen vijanden, bondgenoten en onschuldige omstanders kan lang duren.

Afgezien van het technische aspect, de enorme kosten van robotonderzoek en -productie vormen een uitdaging. De DoD schatte in 2006 dat de totale investering in robotonderzoek van 2006 tot 2012 $ 1,7 miljard zou bedragen [bron:ontwikkeling en gebruik van robotica en onbemande grondvoertuigen]. Naarmate de oorlogskosten stijgen, budgetten worden krap en het leger wordt gedwongen enkele van zijn plannen op te offeren. Veel van de robotprojecten van het leger zijn niet gefinancierd, en anderen staan ​​voor onbepaalde tijd in de wacht.

Dan zijn er ethische overwegingen die opkomen in discussies over robotsoldaten. Zou een land met een gewapende robotmacht meer kans hebben om een ​​ander land binnen te vallen, wetende dat de invasie waarschijnlijk tot zeer weinig slachtoffers zou leiden? Door het menselijke element uit de oorlog te halen, maken we het nog onmenselijker? Als een robot het begeeft tijdens een missie, riskeren we het sturen van mensen om het op te halen en te repareren? Kunnen we er zeker van zijn dat robots weten wanneer ze moeten stoppen met aanvallen als een vijand zich overgeeft?

Hoewel we misschien jaren verwijderd zijn van het zien van een effectieve robotachtige strijdmacht, velen vinden dat we vandaag moeten proberen deze vragen te beantwoorden. Wetenschappers en ingenieurs kunnen mogelijk betere robots bouwen door deze vragen in hun ontwerpen mee te nemen. Anders, die fictieve bataljons van Terminators marcheren misschien een beetje dichter bij de realiteit dan we zouden willen.

Voor meer informatie over robots en gerelateerde onderwerpen, bekijk de links op de volgende pagina.

Veel meer informatie

Gerelateerde artikelen over hoe dingen werken

  • Hoe robots werken
  • Hoe het Amerikaanse leger werkt
  • Hoe de Amerikaanse marine werkt
  • Hoe de Amerikaanse mariniers werken
  • Hoe de Amerikaanse luchtmacht werkt
  • Hoe militaire robots werken
  • Hoe landmijnen werken
  • Hoe Strykers werken
  • Hoe Hummers werken

Meer geweldige links

  • Toekomstige gevechtssystemen
  • Robotica-trends
  • Carnegie Mellon:Het Robotica Instituut
  • DARPA Grand Challenge
  • Robots.net

bronnen

  • "Leger maakt robotsoldaat klaar voor Irak." De Associated Press. 24 januari 2005.
  • Cho, Joehoe. "Robo-soldaat voor patrouille Zuid-Koreaanse grens." ABC nieuws. 29 september 2006. http://abcnews.go.com/Technology/story?id=2504508
  • DARPA grote uitdaging. http://www.darpa.mil/grandchallenge/index.asp
  • Toekomstige gevechtssystemen. http://www.army.mil/fcs/
  • Garamon, Jim. "Toekomstige gevechtssystemen voorgestelde bezuinigingen." TechNieuws. 16 mei 2007.
  • "Verslag aan het congres:ontwikkeling en gebruik van robotica en onbemande grondvoertuigen." Bureau van de staatssecretaris van Defensie, Acquisitie, Technologie en Logistiek, Portfolio Systemen Acquisitie, Landoorlog en munitie, Joint Ground Robotics Enterprise. Oktober, 2006. http://www.techcollaborative.org/files/JGRE_UGV_FY06_Congressional_Report.pdf
  • Roque, Ashley. "Onbemande FCS-platforms kunnen worden stopgezet." InsideDefense.com. 18 januari 2007. http://www.military.com/features/0, 15240, 122311, 00.html
  • Tiron, Roxanne. "Gebrek aan autonomie belemmert de voortgang van Battlefield-robots." Nationale Defensie. Kunnen, 2003.
  • Weiner, Tim. "Nieuw model leger soldaat rolt dichter bij de strijd." De New York Times. 16 februari 2005.

Meer >

Meer >

Hoofdlijnen

  1. S-fase: wat gebeurt er tijdens deze subfase van de celcyclus?
  2. Welke landen hebben de kleinste persoonlijke ruimte?
  3. G1-fase: wat gebeurt er tijdens deze fase van de celcyclus?
  4. Beschrijving van gen-splitsing als een DNA-techniek
  5. Wat zijn de kenmerken die alle bacteriën gemeen hebben?
  6. Hoe een 3D-model van het ademhalingssysteem te maken
  7. Embryonale ontwikkeling van een kikker
  8. Is er echt een kurkcrisis?
  9. Hoe te metaboliseren glucose om ATP te maken

    Energie opgeslagen in de chemische bindingen van de koolhydraat-, vet- en eiwitmoleculen in levensmiddelen. Het proces van spijsvertering breekt koolhydraatmoleculen af ​​in glucosemoleculen. Glucose die

Wetenschap