Ключевыми факторами, которые влияют на широкое применение робототехнических систем является желание как максимально снизить участие человеческого фактора в различных отраслях промышленности (оборонных, химических, атомных) так и получить требуемый результат с минимальными потерями с высокой эффективностью.
Последние достижения в области наук о материалах, компьютерном программировании, электронике, искусственном интеллекте предоставили возможность приступить к созданию нового пополнения робототехнических систем. Согласно результатам исследований мировой рынок только военной робототехники возрастет с 6 млрд. долларов в 2010 году до 9 млрд. долларов в 2016 году. Опыт применения современных полуавтономных и автономных роботов позволяет значительно улучшить базовую эффективность и оперативные характеристики при уменьшении вероятности получения травмы или смерти.
На данный момент две страны – США и Израиль широко используют оборонные робототехнические системы. Это беспилотные летательные аппараты, наземные средства и беспилотные подводные аппараты. Все они имеют общую цель – замена людей в опасных ситуациях. Анализ применения робототехники в различных условиях позволяет рассмотреть наиболее перспективные на наш взгляд образцы применяемых роботизированных мобильных комплексов.
Современные условия ведения боя, эксплуатация комплексов в закрытых зонах (атомных электростанций, вредных химических производств и т.д.) требует наличие систем, позволяющих получения разведданных в виде аудио и видео информации в реальном времени на опасных участках работы (в режиме on-line).
Для решения поставленной задачи предприятиями «Ковровский электромеханический завод» (КЭМЗ) и МГТУ им. Н.Э. Баумана был разработан мобильный робототехнический комплекс «Вездеход-ТМ3» (см. подробный фотообзор >>>).
Назначение: выполнение следующих оперативно-тактических задач в труднодоступных и опасных для человека зонах:
• проведение аудио и видео разведки объектов и территорий;
• осмотр объектов, подозрительных на наличие взрывоопасных устройств (ВУ), расположенных в помещениях зданий и на местности, а также автотранспортных средств;
• доставка, установка и дистанционное приведение в действие разрушителей взрывоопасных устройств.
Основные технические характеристики комплекса «Вездеход-ТМ3»
Масса снаряженного |
35 кг |
Максимальная скорость передвижения |
0,7 м/с |
Максимальная грузоподъемность манипулятора на вылете 1200 мм |
3 кг |
Дальность управления по радио на открытой местности |
600 м |
Температурный диапазон применения МР |
от -20 до +40 |
Длина |
0,61 м |
Ширина |
0,51 м |
Высота |
0,46 м |
Время непрерывной работы |
70 мин |
Для решения более сложных задач, в частности кроме разведки местности, решения вопросов разминирования, уничтожения взрывоопасных предметов, работы на зараженных участках местности, в МГТУ им. Н.Э. Баумана и «КЭМЗ» разработали и серийно освоили мобильный робототехнический комплекс «Вездеход-ТМ5» (см. подробный фотообзор >>>).
Назначение: выполнение следующих оперативно-тактических задач в труднодоступных и опасных для человека зонах:
• проведение визуальной разведки с помощью телевизионной системы;
• поиск и идентификации подозрительных на наличие взрывного устройства (ВУ) предметов, расположенных на местности, в зданиях, в салонах или под днищем легковых автотранспортных средств;
• обезвреживание взрывоопасных устройств с помощью разрушителей;
• транспортировка груза в схвате манипулятора и в прицепной тележке;
• выполнение других технологических операций по обеспечению доступа к ВУ (открывание дверей помещений и автомобилей, открывание замков дверей ключами и др.).
Основные технические характеристики комплекса «Вездеход-ТМ5»
Масса снаряженного |
50 кг |
Максимальная скорость передвижения |
1 м/с |
Максимальная грузоподъемность манипулятора на вылете 500 мм |
7 кг |
Дальность управления по радио на открытой местности |
600 м |
Температурный диапазон применения МР |
от -20 до +40 |
Длина |
0,7 м |
Ширина |
0,6 м |
Высота |
0,45 м |
Время непрерывной работы |
2 ч |
Для решения задачи повышенной проходимости была создана платформа на гусеничном ходу, и специалистами этих же предприятий разработан и серийно внедрен мобильный робототехнический комплекс «Варан» (см. подробный фотообзор >>>).
Назначение комплекса:
• проведение визуальной разведки, поиска и первичного диагностирования подозрительных предметов на наличие взрывоопасного устройства с помощью телевизионных камер и специального навесного оборудования;
• обезвреживание взрывных устройств (ВУ), загрузки ВУ в специальные контейнеры для эвакуации, а также выполнения технологических операций по обеспечению доступа к ВУ.
Основные технические характеристики комплекса «Варан»
Масса снаряженного робота |
185 кг |
Максимальная скорость передвижения |
0,5 м/с |
Уклон преодолеваемого лестничного марша |
30° |
Максимальная грузоподъемность манипулятора |
50 кг |
Дальность управления по радио |
1000 м |
Длина |
1,2 м |
Ширина |
0,7 м |
Высота |
0,7 м |
Время непрерывной работы |
4 ч |
Для решения более сложных задач, таких как:
• эвакуация раненых с поля боя и зараженных участков;
• эвакуация автомобилей и различной поврежденной техники;
• доставка боеприпасов и другой амуниции через простреливаемые и зараженные площади;
• использование военных систем видеонаблюдения как выносной дозорный пост;
• охрана территории по периметру и нанесение упреждающих ударов;
• решение задачи разминирования для различных участков местности – необходим мощный маневренный робот, в арсенале которого присутствуют видеокамеры, позволяющие видеть в темноте и дыму, системы акустического и лазерного обнаружения, GPS, датчики для распознавания химического, бактериологического и радиационного заражения местности, место для монтажа необходимого комплекса вооружения. Комплектация оборудования зависит от цели поставленной перед роботом задачи.
Еще одним немаловажным аспектом, предъявляемым к робототехническим системам, является материально-техническая поддержка и логистика в боевых действиях, и тут проявляется интерес к таким факторам как защита и сохранение живой силы с обеспечением максимально эффективным решением поставленной задачи.
Разработки робототехнических комплексов в данной области ведут на базе совершенствования многофункциональных машин общего назначения.
Для выполнения вышеуказанных задач на предприятии «КЭМЗ» разработан ряд робототехнических систем на базе серийно выпускаемого мини-погрузчика АНТ-1000 с бортовым поворотом, оборудованным системой дистанционного управления, а также разработал ряд платформ на его базе.
Мини погрузчик с дистанционным управлением. Назначение:
• погрузка выгрузка опасных боеприпасов;
• работа на складах артвооружения;
• химическая и радиационная разведка;
• сбор зараженных предметов и грунтов;
• визуальная разведка при пожарах на складах;
• перемещение боеприпасов от места возгорания;
• тушение складов;
• создание противопожарной полосы;
• разминирование при помощи цепного трала.
Достоинства: использование всего спектра навесного оборудования при специальном применении. Переход от использования по прямому назначению к специальному применению не требует никаких доработок. Установка дистанционной системы управления на любой серийный погрузчик с электроуправлением.
Автономная платформа на базе мини погрузчика. Назначение:
• доставка по требованию боеприпасов из точки боепитания к орудиям или РСЗО и т.д.;
• эвакуация раненых с поля боя используя собственную площадку а также прикрепленную волокушу или тележку;
• использование автономной системы для движения в колонне за ведущим;
• охрана периметра по заданному маршруту;
• составление карт заражения;
• грузовая платформа для снаряжения подразделения при движении на марше с функцией «следуй за мной» (второстепенные задачи: выработка электроэнергии для подзарядки аппаратуры имеющей аккумуляторы, ретранслятор для увеличения дальности радиосвязи);
• несение дозорных функций.
Учитывая, что работы по созданию и производству робототехнической продукции начались на ОАО «КЭМЗ» с июля 2001 года. По техническим заданиям и контрактам с Центром специальной техники совместно с МГТУ им. Н.Э. Баумана произведен ряд работ и организовано серийное производство мобильных робототехнических комплексов сверхлегкого и легкого классов нескольких типов.
См. также о других робототехнических системах: «Робот-пулемет «Стрелок»