Más autonomía para los sistemas terrestres
La clase más famosa de sistemas con funcionalidad autónoma desplegados actualmente por las fuerzas armadas de algunos países son los sistemas de protección activa (SAZ) para vehículos blindados, que son capaces de destruir de forma independiente misiles antitanques de ataque, misiles no guiados y proyectiles. AES suele ser una combinación de radares o sensores infrarrojos que detectan los activos atacantes, con un sistema de control de incendios que rastrea, evalúa y clasifica las amenazas.
Todo el proceso desde el momento de la detección hasta el momento de disparar el proyectil está completamente automatizado, ya que la intervención humana puede ralentizarlo o hacer que el disparo oportuno sea completamente imposible. El operador no solo físicamente no tendrá tiempo para dar la orden de disparar el contraproyectil, ni siquiera podrá controlar las fases individuales de este proceso. Sin embargo, los BACS siempre se programan de antemano para que los usuarios puedan predecir las circunstancias exactas en las que el sistema debe reaccionar y en las que no. Los tipos de amenazas que desencadenarán la respuesta BAC se conocen de antemano, o al menos son predecibles con un alto grado de certeza.
Principios similares también rigen el funcionamiento de otros sistemas autónomos de armas terrestres, como los sistemas para interceptar misiles no guiados, proyectiles de artillería y minas que se utilizan para proteger bases militares en zonas de guerra. Por tanto, tanto el APS como los sistemas de interceptación pueden considerarse como sistemas autónomos que, una vez activados, no requieren intervención humana.
Desafío: autonomía para robots móviles terrestres
Hoy en día, los sistemas móviles terrestres se utilizan generalmente para detectar explosivos y neutralizarlos o para el reconocimiento de terrenos o edificios. En ambos casos, los operadores controlan y supervisan los robots de forma remota (aunque algunos robots pueden realizar tareas sencillas como moverse de un punto a otro sin la asistencia humana constante). “La razón por la que la participación humana sigue siendo muy importante es que los robots móviles terrestres tienen una enorme dificultad para operar por sí mismos en terrenos difíciles e impredecibles. Maneja un automóvil que se mueve de forma independiente por el campo de batalla, donde debe sortear obstáculos, alejarse con objetos en movimiento y estar bajo el fuego enemigo. mucho más difícil, debido a la imprevisibilidad, que usar sistemas de armas autónomos, como el mencionado SAZ”, dijo Marek Kalbarczyk de la Agencia Europea de Defensa (EDA). Por lo tanto, la autonomía de los robots terrestres hoy en día todavía se limita a funciones simples, por ejemplo, "sígueme" y la navegación a coordenadas dadas. Sígueme puede ser utilizado por vehículos no tripulados para seguir a otro vehículo o soldado, mientras que la navegación por puntos de ruta permite que el vehículo use coordenadas (determinadas por el operador o memorizadas por el sistema) para llegar al destino deseado. En ambos casos, el vehículo no tripulado utiliza GPS, radar, firmas visuales o electromagnéticas o canales de radio para seguir al líder o una ruta específica / memorizada.
Elección del soldado
Desde un punto de vista operativo, el propósito de utilizar estas funciones independientes es generalmente:
• reducir los riesgos para los soldados en áreas peligrosas reemplazando a los conductores con vehículos no tripulados o kits de conducción no tripulados con seguimiento autónomo de convoyes, o
• Brindar apoyo a las tropas en áreas remotas.
Ambas funciones generalmente se basan en un elemento de evitación de obstáculos para evitar colisiones con obstáculos. Debido a la compleja topografía y forma de las áreas individuales del terreno (colinas, valles, ríos, árboles, etc.), el sistema de navegación por puntos utilizado en las plataformas terrestres debe incluir un radar láser o lidar (LiDAR - Light Detection And Ranging) o ser capaz de utilizar mapas precargados. Sin embargo, dado que LIDAR se basa en sensores activos y, por lo tanto, es fácil de detectar, el enfoque de la investigación ahora se centra en los sistemas de imágenes pasivas. Sin embargo, los mapas precargados son suficientes cuando los vehículos no tripulados operan en entornos conocidos para los que ya se encuentran disponibles mapas detallados (por ejemplo, monitoreo y protección de fronteras o infraestructura crítica). Sin embargo, cada vez que los robots terrestres tienen que ingresar a un espacio complejo e impredecible, un lidar es esencial para navegar por puntos intermedios. El problema es que el lidar también tiene sus limitaciones, es decir, su confiabilidad solo se puede garantizar para vehículos no tripulados que operan en terrenos relativamente simples.
Por lo tanto, se necesita más investigación y desarrollo en esta área. Con este fin, se han desarrollado varios prototipos para demostrar soluciones técnicas, como el ADM-H o EuroSWARM, con el fin de explorar, probar y demostrar características más avanzadas, incluida la navegación autónoma o la cooperación de sistemas no tripulados. Sin embargo, estas muestras aún se encuentran en las primeras etapas de investigación.
Hay muchas dificultades por delante
Las limitaciones de lidar no son el único problema al que se enfrentan los robots móviles terrestres (HMP). Según el estudio "Ajuste del terreno e integración de sistemas terrestres no tripulados", así como el estudio "Determinación de todos los requisitos técnicos y de seguridad básicos para vehículos militares no tripulados cuando operan en una misión combinada con sistemas tripulados y no tripulados" (SafeMUVe), financiado por la Agencia Europea de Defensa, los desafíos y oportunidades se pueden dividir en cinco categorías diferentes:
1. Operacional: Son muchas las tareas potenciales que se pueden considerar para los robots móviles terrestres con funciones autónomas (centro de comunicaciones, observación, reconocimiento de zonas y rutas, evacuación de heridos, reconocimiento de armas de destrucción masiva, seguimiento del líder con una carga, escolta de suministros, limpieza de rutas, etc.), pero aún faltan conceptos operativos para apoyar todo esto. Por lo tanto, es difícil para los desarrolladores de robots móviles terrestres con funciones autónomas desarrollar sistemas que cumplan con precisión los requisitos de las fuerzas armadas. La organización de foros o grupos de trabajo para usuarios de vehículos no tripulados con funciones autónomas podría solucionar este problema.
2. Técnico: Los beneficios potenciales de los HMP autónomos son significativos, pero existen obstáculos técnicos que aún deben superarse. Dependiendo de la tarea prevista, NMR puede equiparse con varios conjuntos de equipos a bordo (sensores para reconocimiento y observación o monitoreo y detección de armas de destrucción masiva, manipuladores para manejar explosivos o sistemas de armas, sistemas de navegación y guía), kits de recopilación de información, kits de control del operador y equipo de control …Esto significa que algunas tecnologías disruptivas son muy necesarias, como la toma de decisiones / computación cognitiva, la interacción hombre-máquina, la visualización por computadora, la tecnología de baterías o la recopilación de información colaborativa. En particular, el entorno no estructurado y en disputa hace que los sistemas de navegación y guía sean muy difíciles de operar. Aquí es necesario avanzar en el camino del desarrollo de nuevos sensores (detectores de neutrones térmicos, interferómetros basados en tecnología de átomos superenfriados, actuadores inteligentes para monitoreo y control, sensores avanzados de inducción electromagnética, espectroscopios infrarrojos) y técnicas, por ejemplo, SLAM descentralizado y conjunto. (Localización y Mapeo Simultáneo), localización y mapeo) y levantamiento tridimensional del terreno, navegación relativa, integración avanzada y fusión de datos de sensores existentes, además de brindar movilidad mediante visión técnica. El problema no radica tanto en la naturaleza tecnológica, ya que la mayoría de estas tecnologías ya están en uso en el ámbito civil, sino en la regulación. De hecho, estas tecnologías no pueden utilizarse inmediatamente con fines militares, ya que deben adaptarse a requisitos militares específicos.
Este es precisamente el propósito del Programa de Investigación Estratégica Integral OSRA de la EAO, que es una herramienta que puede brindar las soluciones necesarias. Dentro de la OSRA, se están desarrollando varios de los llamados bloques de construcción tecnológicos o TBB (Technology Building Block), que deberían eliminar las brechas tecnológicas asociadas con los robots terrestres, por ejemplo: acciones conjuntas de plataformas tripuladas y deshabitadas, interacción adaptativa entre un hombre y un sistema no tripulado con diferentes niveles de autonomía; sistema de control y diagnóstico; nuevas interfaces de usuario; navegación en ausencia de señales de satélite; algoritmos autónomos y automatizados de orientación, navegación y control y toma de decisiones para plataformas tripuladas y no tripuladas; control de varios robots y sus acciones conjuntas; orientación y control de armas de alta precisión; sistemas de visualización activa; inteligencia artificial y big data para apoyar la toma de decisiones. Cada TVB es propiedad de un grupo dedicado o CapTech, que incluye expertos del gobierno, la industria y la ciencia. El desafío para cada grupo CapTech es desarrollar una hoja de ruta para su TVB.
3. Regulatorio / Legal: Un obstáculo significativo para la introducción de sistemas autónomos en el ámbito militar es la falta de metodologías de verificación y evaluación adecuadas o procesos de certificación que se requieren para confirmar que incluso un robot móvil con las funciones autónomas más básicas es capaz de operar de manera correcta y segura incluso en entornos hostiles y desafiantes. En el mundo civil, los vehículos autónomos se enfrentan a los mismos problemas. Según el estudio SafeMUVe, el principal rezago identificado en términos de estándares específicos / mejores prácticas se encuentra en módulos relacionados con niveles más altos de autonomía, a saber, Automatización y Fusión de datos. Módulos como, por ejemplo, "Percepción del entorno externo", "Localización y cartografía", "Vigilancia" (Toma de decisiones), "Planificación del tráfico", etc., se encuentran todavía en niveles medios de preparación tecnológica y, aunque existen Varias soluciones y algoritmos diseñados para realizar diversas tareas, pero aún no hay un estándar disponible. En este sentido, también existe un retraso en la verificación y certificación de estos módulos, parcialmente abordado por la iniciativa europea ENABLE-S3. La red de centros de prueba recientemente establecida por EAO fue el primer paso en la dirección correcta. Esto permite a los centros nacionales implementar iniciativas conjuntas para prepararse para probar tecnologías prometedoras, por ejemplo, en el campo de la robótica.
4. Personal: El uso ampliado de sistemas terrestres autónomos y no tripulados requerirá cambios en el sistema de educación militar, incluida la capacitación de operadores. En primer lugar, el personal militar debe comprender los principios técnicos de la autonomía del sistema para poder operarlo y controlarlo adecuadamente, si es necesario. La creación de confianza entre el usuario y el sistema autónomo es un requisito previo para la aplicación más amplia de sistemas terrestres con un mayor nivel de autonomía.
5. Financiero: Mientras que los actores comerciales globales como Uber, Google, Tesla o Toyota están invirtiendo miles de millones de euros en vehículos autónomos, el ejército gasta cantidades mucho más modestas en sistemas terrestres no tripulados, que también se distribuyen entre países que tienen sus propios planes nacionales para el desarrollo de tales plataformas. El emergente Fondo Europeo de Defensa debería ayudar a consolidar la financiación y apoyar un enfoque colaborativo para desarrollar robots móviles terrestres con funciones autónomas más avanzadas.
Trabajo de la Agencia Europea
EOA ha estado trabajando activamente en el campo de los robots móviles terrestres durante varios años. En proyectos de investigación colaborativa como SAM-UGV o HyMUP se han desarrollado aspectos tecnológicos especiales como mapeo, planificación de rutas, seguimiento del líder o evitación de obstáculos; ambos están cofinanciados por Francia y Alemania.
El proyecto SAM-UGV tiene como objetivo desarrollar un modelo de demostración de tecnología independiente basado en una plataforma terrestre móvil, que se caracteriza por una arquitectura modular de hardware y software. En particular, la muestra de demostración de tecnología confirmó el concepto de autonomía escalable (cambio entre control remoto, semiautonomía y modo totalmente autónomo). El proyecto SAM-UGV se desarrolló aún más en el marco del proyecto HyMUP, que confirmó la posibilidad de realizar misiones de combate con sistemas no tripulados en coordinación con los vehículos tripulados existentes.
Además, la protección de sistemas autónomos contra interferencias deliberadas, el desarrollo de requisitos de seguridad para tareas mixtas y la estandarización de HMP están siendo abordados actualmente por el proyecto PASEI y los estudios SafeMUVe y SUGV, respectivamente.
Sobre el agua y bajo el agua
Los sistemas marítimos automáticos (AMS) tienen un impacto significativo en la naturaleza de la guerra y en todas partes. La disponibilidad generalizada y la reducción de costos de los componentes y tecnologías que se pueden utilizar en los sistemas militares permiten que un número cada vez mayor de actores estatales y no estatales obtengan acceso a las aguas de los océanos del mundo. En los últimos años, el número de AWS operados ha aumentado varias veces y, por lo tanto, es imperativo que se implementen programas y proyectos adecuados que proporcionen a las flotas las tecnologías y capacidades necesarias para garantizar una navegación segura y libre en los mares y océanos.
La influencia de los sistemas totalmente autónomos ya es tan fuerte que cualquier industria de defensa que pierda este avance tecnológico también perderá el desarrollo tecnológico del futuro. Los sistemas autónomos y no tripulados pueden utilizarse con gran éxito en el ámbito militar para realizar tareas complejas y duras, especialmente en condiciones hostiles e impredecibles, que el entorno marítimo ilustra de forma clara e ilustrada. El mundo marítimo es fácil de desafiar, a menudo está ausente en los mapas y es difícil navegar, y estos sistemas autónomos pueden ayudar a superar algunos de estos desafíos. Tienen la capacidad de realizar tareas sin intervención humana directa, utilizando modos de operación debido a la interacción de programas de computadora con el espacio externo.
Es seguro decir que el uso de AMS en operaciones marítimas tiene las perspectivas más amplias y todo "gracias" a la hostilidad, la imprevisibilidad y el tamaño del espacio marítimo. Cabe señalar que la sed incontenible de conquistar los espacios marinos, combinada con las soluciones científicas y tecnológicas más complejas y avanzadas, siempre han sido la clave del éxito.
Los AMS están ganando cada vez más popularidad entre los marineros, convirtiéndose en una parte integral de las flotas, donde se utilizan principalmente en misiones no letales, por ejemplo, en la acción contra las minas, para el reconocimiento, la vigilancia y la recopilación de información. Pero los sistemas marítimos autónomos tienen el mayor potencial del mundo submarino. El mundo submarino se está convirtiendo en un escenario de disputas cada vez más feroces, la lucha por los recursos marinos se intensifica y, al mismo tiempo, existe una gran necesidad de garantizar la seguridad de las rutas marítimas.
