Успехи ученых по созданию миниатюрных военных роботов
Одно из главных направлений военной техники – создание роботизированных систем, которые способны самостоятельно решать боевые задачи. Дело это недешевое, однако, и выгода велика: они должны не только «экономить» человеческие жизни, но и быть более эффективными в бою. У этого направления есть частный случай – создание не мощных машин-убийц, а неприметной мелюзги, предназначенной для решения разведывательных задач.
Сухопутная ступа и шпион ВМС по имени Чарли
Пентагон и прочие силовые ведомства ежегодно отчисляют более десяти миллиардов долларов Агентству перспективных исследований (DARPA), курирующему научные исследования и конструкторские разработки в военной сфере. Большая часть этих средств идет на создание боевых кибернетических устройств, которые самостоятельно действуют на поле боя. К таковым относится, например, танк проекта Ground X-Vehicle Technology, который намечают запустить в серийное производство через 5-6 лет. Имея мощное вооружение, он будет действовать полностью самостоятельно.
Еще одним важнейшим направлением военных разработок являются программы по созданию автономных миниатюрных устройств, собирающих тактическую развединформацию. В американской армии проводятся работы по разворачиванию компьютерной системы iSTAR, которая предназначена для сбора информации в автоматическом режиме от различных источников – спутников, радаров, беспилотников и т.д. Сейчас наиболее насущной частью этой программы является создание летающей машины, напичканной видеокамерами и всевозможными датчиками, которую прозвали «ступой». Но с насекомым ее спутать невозможно, поскольку по размерам она сопоставима с гусём.
На фронте такие габариты вполне уместны. Но для деликатных шпионских операций требуются, условно говоря, аппараты-невидимки. С этой задачей блестяще справилась компания Lockheed Martin, приступившая к испытаниям миниатюрного разведчика, визуально неотличимого от кленовой семечки. Аппарат весом 10 г и длиной 4 см оснащен реактивным двигателем, микрочипом, аккумулятором и видеокамерой. «Семечко» запускают при помощи движка на расстояние до 1 км, затем двигатель отключается, и аппарат, вращаясь, бесшумно опускается вниз, передавая изображение по радиоканалу. Аппарат предназначен для применения в городских условиях.
Разработчики разведывательных роботов по большей части заимствуют созданные природой «конструктивные решения». Это связано не только со стремлением замаскировать робота под нечто, не вызывающее подозрения, но и с оптимальными соотношениями скорости движения, проходимости и энергозатрат у живых «механизмов».
Так, например, группа британских ученых под руководством профессора Питера Бентли разрабатывает робота-змею Snakebot. Предполагается, что её можно будет сбрасывать с вертолета, и она, шмякнувшись на землю, как ни в чем ни бывало начнет делать свою работу, бесшумно ползая по неприятельским позициям и передавая собранную информацию. Именно бесшумно, поскольку Snakebot сделан из материала, обладающего памятью формы. Электрический импульс последовательно сжимает участок за участком тела змеи, по его окончании эти участки-«мускулы» распрямляются, обеспечивая движение шпионского механизма. Если некоторые участки мускулатуры будут выведенные из строя в результате «ранения», то это будет скомпенсировано работой уцелевших.
Надо сказать, что ряд университетских разработок в области бионики напрямую не связан с военно-шпионскими целями. Однако по мере получения положительных результатов авторы задумываются о дополнительных сферах применения своих чудо-устройств. Профессор университета Эссекса Хуошен Ху создал робота-рыбу, которая внешне неотличима от живой: те же формы, та же структура движения, та же скорость. Он утверждает, что этот робот может быть полезен при поиске утечек в трубопроводах. Вполне понятно, что эта умная рыба способна заинтересовать королевский ВМФ, который смог бы использовать её не только как разведчика, но и как портативную торпеду. По другую сторону океана такого рода разработку уже вовсю используют спецслужбы: в 2003 году на выставке «шпионских штучек», посвященной 40-летию ЦРУ, демонстрировалась 60-сантиметровая рыба-шпион с электрическим приводом и игривым именем Чарли.
Тараканий король
Что же касается рукотворных комаров и мух, то сведения о них сильно преувеличены. Самым маленьким насекомообразным роботом, совершающим машущий полет, на данный момент является созданный в университете Торонто механизм под названием «Ментор». Но он обладает явно не энтомологической статью: аппарат весит 500 граммов, достигает в длину 30 сантиметров и по размерам соизмерим с курицей. В этом отношении он сильно уступает обычным летательным аппаратам: на международной выставке роботов в Японии пять лет назад демонстрировался вертолет с электромоторчиком, вес которого равен 9 г, а высота — 7 см.
Правда, DARPA, надеясь на чудо, периодически отчисляет определенные суммы лабораториям, обещающим наладить выпуск летающих кибернасекомых. Причем не механических, а живых. С интервалом в три года две различные компании встраивали в куколки пчел микрочипы. И когда те окончательно формировались в насекомых, чип должен был полностью управлять их действиями. Перед кибер-пчелами ставилась задача обнаружения взрывчатых веществ. Пчелы отчасти исполняли команды оператора. Однако прежде всего руководствовались своими главными инстинктами – продолжением рода и поиском пищи.
А вот создание бегающих и прыгающих насекомообразных роботов продвигается с большим успехом. Инженер Сара Бергбрейтер из Университета Калифорнии в Беркли изготовила прототип робота-блохи, который способен прыгать в высоту, которая в 50 раз превышает его рост. Блоха весит 10 мг, её длина 7 мм. Работа находится в начальной стадии, поэтому говорить о навешивании на блоху камер, датчиков и средств дистанционного управления пока ещё рано.
Ученые Университета Карнеги-Милона добились убедительных успехов в создании кибернетических водомерок. Их Water Strider Robot размерами 12х12 мм и весом 1 грамм, семенит по воде шестью ножками из стальных проводков, покрытых водоотталкивающим пластиком, и при этом переносит на спине 10-граммовый груз.
Параллельно с усовершенствованием несущей конструкции проводятся работы по оснащению всех этих скачущих, скользящих и семенящих насекомообразных роботов всевозможными датчиками, камерами наблюдения и микрофонами. А также проводятся изыскания в направлении оснащения их, условно говоря, коллективным разумом. И это также позаимствовано у природы, поскольку насекомые сильны своим несметным количеством и слаженными действиями.
Наиболее преуспела на этом пути объединенная группа ученых из Бельгии, Франции и Швейцарии, создавшая несколько опытных образцов кибертараканов InsBot. В настоящее время проводятся работы по созданию программного обеспечения, при помощи которого несколько десятков таких тараканов, подчиняясь единому алгоритму «роевого семейства», смогут исследовать труднодоступные места – пещеры, аварийные здания, зоны техногенных катастроф, - составляя планы помещений и делая замеры температуры, радиации, беря анализ воздуха и почвы.
А через некоторое время такие тараканы начнут сами себя «прокармливать». Исследователи американского Западного резервного университета Кейза в городе Кливленд нашли способ преобразования органики в электроэнергию. То есть InsBot, пожирая попадающиеся им на пути органические вещества, смогут работать без подзарядки сколь угодно долго.
Но это дело будущего. В нынешнем же состоянии InsBot обладает еще одним достоинством – он точно копирует поведение и «жестикуляцию» таракана-вожака. И нормальные тараканы его принимают за своего, следуя его «приказаниям». В частности, он способен очищать жилище от рыжих усачей, завлекая их в ловушку. Такое использование уникальной разработки, конечно же, выглядело бы весьма странным. Но оно свидетельствует о фантастических успехах микрокибернетики.
Мыслящая пыль
Но существует еще и нанокибернетика, при помощи которой можно творить подлинные чудеса. Вначале они появились в качестве фантазии Станислава Лема в его повести «Непобедимый», опубликованной в 1964 году. В ней описано столкновение людей с инопланетной «умной пылью», обладающей коллективным разумом.
В начале столетия создание «умной пыли», перестав быть чистой фантастикой, начало привлекать множество американских исследовательских центров, прежде всего тех, которые работают в знаменитом технологическом парке Palo Alto Research Center (PARC) компании Xerox. Полным ходом идут работы по созданию частиц миллиметровых и микрометровых размеров, которые совмещают в себе компьютерное ядро, датчики, средства радиосвязи и элементы питания. Сроки получения результатов этого проекта пока не вполне ясны. Но они должны быть грандиозными: «умная пыль», рассеянная над обширными территориями может передавать крайне важные данные как экологического характера, так и разведывательного. В принципе это «разумное вещество», внешне не отличимое от вещества природного происхождения, можно научить видеть и слышать. И это будет тотальный контроль, который невозможно осуществлять при помощи нынешних кибернасекомых, уже вполне реальных и совсем недавно пришедших в мир со страниц научно-фантастических романов.
