Días del burro de Eeyore. Mulas de una empresa de transporte de carga del cuerpo de servicio indio a mediados de los años 30 en una base en lo que hoy es Pakistán.
Durante siglos, se han utilizado bestias de carga de varios tipos y subespecies en operaciones militares. Como podemos ver en las fotos de archivo, se trata de caballos, mulas y camellos.
Hoy en día, el transporte de tracción animal es demandado principalmente por insurgentes que están preparados para el lento movimiento de los animales, la imprevisibilidad y una importante cantidad de recursos materiales y humanos a cambio de un bajo costo y una increíble adaptabilidad al medio ambiente.
Para las principales fuerzas armadas del mundo, la presencia de helicópteros tripulados y vehículos de suministro todo terreno ha sido obligatoria en las áreas de combate desde la década de 1960. A pesar de las ventajas en velocidad y capacidad de carga que tienen sobre otros métodos de transporte de mercancías, no siempre son adecuados para el suministro material y técnico de las hostilidades, se ven afectados por el costo, la disponibilidad, el terreno, la vulnerabilidad o la precaución banal. Por el contrario, los sistemas de suministro automático se están volviendo más inteligentes en relación con la necesidad de reducir el impacto negativo de la carga de combate
En el campo de batalla asimétrico de hoy, los insurgentes todavía usan con entusiasmo herramientas logísticas inhumanas, no mecanizadas y consagradas por el tiempo, como las caravanas de carga, al tiempo que reconocen su imprevisibilidad y el hecho de que llevan una gran carga logística propia. Por otro lado, parece que los principales ejércitos del mundo están menos dispuestos a retroceder el reloj, prefiriendo explorar soluciones inanimadas en las que, irónicamente, se pueden encontrar análogos mecánicos de mamíferos por valor de millones de dólares.
Con un alto grado de probabilidad, algún día esos sistemas de suministro inanimados podrían simplemente abandonarse, vistos como una tecnología "intrincada y divertida", adecuada solo para uso doméstico. Sin embargo, en las últimas décadas, el uso de tecnologías robóticas se ha expandido gradualmente en el sector de defensa, y ahora los sistemas mecánicos deshabitados se consideran como medios potenciales que reducen la necesidad de recursos humanos y salvan vidas en el campo de la logística (y en cualquier otro también.).
Inicialmente, estos sistemas estaban interesados en el nivel de mando, principalmente por razones de protección de sus fuerzas y ahorro de mano de obra. En la actualidad, sin embargo, también se manifiesta un mayor interés a nivel de usuario, donde se ha acumulado una gran experiencia de la influencia negativa directa de la masa de equipo militar que un soldado desmontado debe llevar a diario en un teatro de operaciones., por ejemplo, en Afganistán. Si las capacidades de un soldado en el campo de batalla no van a verse disminuidas por el exceso de peso, entonces parece que se necesita urgentemente alguna forma de asistencia mecánica.
Los sistemas automáticos terrestres podrían, como mínimo, salvar vidas y proporcionar rutas de suministro en el territorio en disputa. La "potencia muscular" adicional que proporcionan también podría mejorar la potencia de fuego planificada y la resistencia al combate de las unidades de infantería en las líneas del frente. A estos se podrían agregar los sistemas de suministro de aire no tripulados impulsados por energía, muy probablemente en forma de helicópteros no tripulados. Este es, por ejemplo, el proyecto del Cuerpo de Marines para un prometedor UAV de carga (Cargo UAS) o misiles en un contenedor de lanzamiento vertical similar a los misiles NLOS-T (Non-Line of Sight-Transport) del ejército estadounidense, que ofrecen potencialmente otras formas de evitar las emboscadas y las minas terrestres dirigidas utilizando la "tercera dimensión".
Con la persistente escasez de mano de obra y los requisitos de seguridad fronteriza, el ejército israelí fue uno de los primeros en adoptar una plataforma de patrulla no tripulada en forma de Vehículo Terrestre Automático Guardium (ANA). Fue desarrollado por G-NIUS, una empresa conjunta entre Elbit e Israel Aerospace Industries (IAI). La gama de misiones expresadas para el Guardium incluye patrullaje, verificación de rutas, seguridad de convoyes, reconocimiento y vigilancia, y apoyo directo a las hostilidades. En su configuración básica, el vehículo se basa en el todoterreno 4x4 TomCar, de 2,95 m de largo, 2,2 m de alto, 1,8 m de ancho y 300 kg de carga útil. La velocidad máxima en modo semiautónomo es de 50 km / h.
En septiembre de 2009, G-NIUS mostró el Guardium-LS, una versión más larga optimizada para la logística. Se basa en el chasis TM57 y es similar al vehículo adoptado por el ejército británico como la principal plataforma de suministro tripulado a nivel de empresa llamada Springer. La longitud del Guardium-LS es de 3,42 m, tiene una capacidad de carga aumentada de hasta 1,2 toneladas (incluida la carga remolcada). Puede operar en modo controlado o automático, tiene el mismo conjunto de sistemas que su predecesor en la versión de patrulla, incluido el supresor de ojivas Elbit / Elisra EJAB; estación optoelectrónica IAI Tamam Mini-POP, que consta de una cámara termográfica, una cámara CCD diurna y un telémetro láser seguro para la vista; Sistema de navegación GPS; sonar láser (LIDAR) para evitar obstáculos; y cámaras estereoscópicas. También tiene sensores de "persecución" que siguen automáticamente las instrucciones de una persona u otros vehículos en un convoy.
El "portero de campo" Rex de IAI está diseñado para transportar 200 kg de equipo, sin repostar puede funcionar durante tres días
Apoyo directo a las hostilidades
Otro potencial asistente de logística militar de la familia G-NIUS es el AvantGuard, actualmente también en servicio con el ejército israelí. Utiliza la tecnología de control Guardium, pero la plataforma es una modificación del vehículo de orugas Wolverine de la compañía canadiense. Es más pequeño y se denomina Dumur TAGS (plataforma táctica de apoyo terrestre anfibio). El vehículo de cuatro ruedas tiene un motor diesel Kubota V3800DI-T de cuatro cilindros y 100 hp, tiene una velocidad máxima de 19 km / hy se puede operar en modo semiautomático o se puede controlar desde un control remoto portátil. Su peso es de 1746 kg, la carga útil es de 1088 kg, se puede utilizar para la evacuación de heridos y otras tareas logísticas.
Un nuevo modelo entre los ANA es el "portero de campo" de Rex mostrado por la División Lahav del IAI en octubre de 2009. Se basa en una pequeña plataforma robótica que acompaña de 3 a 10 soldados en modo automático y es capaz de transportar 200 kg de equipos y suministros hasta por tres días sin repostar. Según la empresa, “el vehículo robótico sigue al soldado líder a una distancia predeterminada utilizando tecnología desarrollada y patentada por IAI. Usando comandos simples, que incluyen detenerse, conducir y seguir, el soldado controla al robot sin distraerse de su tarea principal. Controlar el robot de esta manera permite una interacción intuitiva y una rápida integración del producto en el campo en un corto período de tiempo ". El Rex mide 50x80x200 cm, tiene una velocidad máxima de 12 km / h, un radio de giro de 1 metro y una pendiente máxima de 30 grados.
Las analogías con la familia canina, pero en una implementación completamente diferente, se pueden ver en el aparato de cuatro patas desarrollado por la empresa estadounidense Boston Dynamics. El proyecto fue financiado por la Administración de Investigación y Desarrollo Avanzado del Departamento de Defensa de los Estados Unidos (DARPA) con contribuciones del Cuerpo de Marines y el Ejército. Big-Dog es un robot de unos 109 kg de peso, 1 m de alto, 1,1 m de largo y 0,3 m de ancho, cuyo prototipo fue evaluado en Fort Benning como dispositivo auxiliar durante las patrullas a pie, portando un cañón de mortero de 81 mm con estufa de apoyo y trípode. La carga típica de este prototipo para todo tipo de terrenos es de 50 kg (arriba y abajo de una pendiente de 60 grados), pero se mostró un máximo de 154 kg en terreno plano.
Los modos de movimiento de BigDog incluyen gatear a 0,2 m / s, rápido a 5,6 km / h, trote a 7 km / h, o "paso de salto", que en el laboratorio permitía superar los 11 km / h. La unidad de propulsión principal es un motor de dos tiempos refrigerado por agua de 15 hp que impulsa una bomba de aceite, que a su vez impulsa cuatro actuadores para cada pierna. BigDog tiene aproximadamente 20 sensores, incluidos sensores de inercia para medir la actitud y la aceleración, además de sensores en las articulaciones para medir el movimiento y la fuerza del actuador en las piernas; Todos los sensores son monitoreados por la computadora de a bordo.
La computadora también procesa las señales de radio IP recibidas del operador remoto. Le da a BigDog la dirección y la velocidad que necesita, además de los comandos de parada / arranque, agacharse, caminar, caminar rápido y correr lento. El sistema de video estéreo desarrollado por el Laboratorio de Propulsión a Chorro consta de dos cámaras estéreo, una computadora y un software. Por lo general, detecta la forma de la superficie directamente frente al robot y reconoce un camino libre. LIDAR también se instala en el aparato BigDog para seguir automáticamente las instrucciones de una persona.
Guardium-LS es una variante opcionalmente tripulada del ANA G-NIUS Guardium, con el que tiene sistemas comunes de control, visualización y bloqueo electrónico. Una estación optoelectrónica mini-POP está instalada en la parte superior de la cabina, detrás de la cual hay una antena circular de elementos múltiples para el supresor de artefactos explosivos EJAB
El robot BigDog de cuatro patas, que se muestra en el Centro de Infantería de Fort Benning como portero para los grupos de patrulla, sigue automáticamente al miembro del grupo asignado.
Boston Dynamics / DARPA BigDog robot de cuatro patas supera una pendiente nevada
Caminar por terreno accidentado
Al principio, BigDog demostró que puede caminar 10 km sobre terreno accidentado durante 2.5 horas, pero Boston Dynamics está trabajando actualmente en expandir las restricciones de diseño para que el robot pueda superar terrenos aún más difíciles, tener estabilidad de vuelco, firmas de ruido reducidas y menor dependencia del operador. El objetivo expresado actual del programa LS3 (Legged Squad Support System) patrocinado por DARPA, que está financiado por BigDog, es la capacidad de transportar 400 libras (181 kg) durante 24 horas.
Demostración del sistema robótico para caminar LS3 al comandante del cuerpo de marines y director de DARPA
El vehículo de suministro R-Gator más o menos tradicional, desarrollado por John Deere en colaboración con iRobot, se puede operar en modo manual o automático. El automóvil tiene un motor diesel de tres cilindros con una capacidad de 25 hp, el R-Gator de seis ruedas tiene un tanque de combustible de 20 litros, que es suficiente para cubrir 500 km. La transmisión es continua, el dispositivo tiene una velocidad máxima de 56 km / h en modo manual y 0-8 km / h en modo remoto o automático.
El vehículo tiene unas dimensiones de 3, 08x1, 65x2, 13 m, su propio peso es de 861 kg, el volumen del compartimento de carga es de 0,4 m3 y la capacidad de carga es de 453 kg (remolcado 680 kg). El sistema de video estándar de R-Gator incluye cámaras de TV en color delanteras y traseras fijas (para conducir) con un campo de visión de 92.5 grados y una cámara con zoom panorámico estabilizado (óptico de 25x / digital de 12x) que gira horizontalmente 440 grados y verticalmente 240 grados. grados, tiene autofoco y sensibilidad 0.2 Lux F 2.0. Opcionalmente, esta cámara se puede reemplazar por una cámara con zoom optoelectrónico / infrarrojo de día / noche.
El kit de comunicación básico R-Gator (con opciones de frecuencia 900 MHz, 2,4 GHz o 4,9 GHz) tiene un rango de control mínimo de 300 m, se conecta a la computadora portátil del operador basada en el sistema operativo Windows o una unidad de control portátil. El sistema de posicionamiento del robot GPS de la tecnología NavCom se puede combinar con un sistema inercial para mejorar la precisión. Está equipado con un sensor LIDAR trasero y dos sensores LIDAR delanteros que detectan obstáculos a una distancia de hasta 20 metros en modo remoto y automático.
Vale la pena recordar brevemente el programa cerrado que Lockheed Martin Missiles and Fire Control System llevó a cabo con su ANA MULE (Multifunction Utility / Logistics and Equipment). Fue una de las "piedras angulares" de la familia de sistemas ANA, originalmente considerada parte del programa FCS (Future Combat Systems) del Ejército cancelado.
Se asumió que la máquina se fabricará en tres versiones: asalto ARV-A-L (Vehículo Robótico Armado - Luz de Asalto) equipado con sensores optoelectrónicos e infrarrojos y un telémetro / puntero láser para apuntar; MULE-CM (Countermine) equipado con GSTAM1DS (Ground Stand-off Mine Detection System), que le permite detectar y neutralizar minas antitanque y marcar pasajes despejados, así como realizar una detección limitada de dispositivos explosivos improvisados (IED) y otros tareas de eliminación de artefactos explosivos sin detonar; y MULE-T (Transporte), capaz de transportar 862 kg (de lo contrario para dos compartimentos) de equipo. Se suponía que las tres opciones tenían el mismo sistema de navegación autónomo de General Dynamics Robotics Systems, diseñado para navegación semiautomática y evitación de obstáculos.
El MULE fue especialmente diseñado para soportar las fuerzas blindadas y tenía una tasa de avance acorde (velocidad máxima en carretera 65 km / h). En principio, se suponía que tenía dos MULE por pelotón, pero luego revisaron este concepto y definieron el control centralizado a nivel de batallón.
ANA MULE tenía un peso total de 2, 26 toneladas. El bastidor principal se apoyaba en seis ruedas giratorias independientes accionadas por resorte, cuyos bujes estaban equipados con motores eléctricos de BAE Systems. Este sistema combinado diesel-eléctrico estaba propulsado por un motor diesel Thielert de 135 hp.
Máquina de soporte de sucursales
Paralelamente, Lockheed Martin estaba trabajando en su Squad Mission Support System (SMSS), que financió como un proyecto de investigación independiente para satisfacer la necesidad urgente de un vehículo de escuadrón automatizado y tripulado y una logística para una respuesta ligera y rápida. Con una masa de 1,8 toneladas, esta plataforma 6x6 tiene un alcance de crucero de 500 km en la carretera y 320 km en terreno accidentado. La máquina puede ser controlada por el conductor a bordo o por el operador a distancia ("autonomía controlada"), o puede funcionar en modo autónomo. La carga útil declarada de la máquina es de más de 454 kg, es capaz de superar un paso de 588 mm y una zanja con un ancho de 0,7 m. A plena carga, la autonomía de crucero es de 160 km en carretera y 80 km fuera de carretera..
Una de sus características es la presencia de un cargador, que funciona con un motor diesel y que se puede utilizar para cargar las baterías de las estaciones de radio personales del personal del escuadrón. SMSS puede llevar pequeños ANA así como dos camillas para la evacuación de heridos. El cabrestante en la parte delantera y los puntos de enganche en la parte trasera son para recuperación automática.
Los prototipos de SMSS Block 0 se probaron en el Army Infantry Center en Fort Benning en agosto de 2009, después de lo cual la compañía produjo los primeros dos prototipos de Block 1 de tres. Tienen puntos de conexión para el transporte en la suspensión de un helicóptero UH-60L, gestión de firmas de ruido mejoradas y confiabilidad, y un conjunto mejorado de sensores para aumentar el nivel de autonomía. A mediados de 2011, se desplegaron dos sistemas SMSS en Afganistán para realizar pruebas operativas, donde se confirmó su mérito operativo.
Vale la pena señalar que en la exposición AUSA de 2009 en Washington, Lockheed Martin mostró SMSS junto con su HULC (Human Universal Load Carrying System). Este exoesqueleto motorizado, además de sus diversas tareas, se considera una adición útil al SMSS como un medio para descargar su carga en la "última milla": el punto en el que el terreno se vuelve intransitable para los vehículos. Con un peso en vacío de 13,6 kg, el HULC ayuda al propietario a transportar cargas de hasta 91 kg.
Oshkosh Defense adoptó un enfoque pragmático que utiliza tecnología ANA para el proyecto TerraMax financiado por DARPA. Combina control remoto y capacidades autónomas con un vehículo de apoyo militar estándar, que se espera que reduzca la cantidad de personas necesarias para conducir convoyes de apoyo diarios en áreas de combate modernas a largo plazo.
Dentro del equipo de TerraMax, Oshkosh es responsable de la integración de hardware, la simulación, el control por cable, el seguimiento de puntos de ajuste y el diseño general. Teledyne Scientific Company proporciona algoritmos altamente eficientes para la ejecución de tareas y planificación de rutas y control de vehículos de alto nivel, mientras que la Universidad de Parma está desarrollando un sistema de visión de vehículos multidireccional (MDV-VS). Ibeo Automobile Sensor está desarrollando un sistema LIDAR dedicado utilizando los sensores Alasca XT de Ibeo, mientras que la Universidad de Auburn integra un paquete GPS / IMU (Sistema de posicionamiento global y unidad de medición inercial) y ayuda con el sistema de control del vehículo.
El TerraMax es una variante del camión militar 4x4 MTVR de Oshkosh, equipado con una suspensión TAK-4 independiente, de 6,9 m de largo, 2,49 m de ancho, 2 m de alto y un peso de 11.000 kg con una carga útil de 5 toneladas. Está equipado con un motor diesel Caterpillar C-121 turboalimentado de seis cilindros y cuatro tiempos con un volumen de 11,9 litros y una capacidad de 425 CV, lo que permite una velocidad máxima de 105 km / h. El sistema de control autónomo del aparato, desarrollado como un conjunto de dispositivos, incluye un sistema de video con cámaras; Sistema LIDAR; sistema de navegación GPS / IMU; un sistema electrónico automatizado con multiplexación Oshkosh Command Zone; ordenadores de navegación para resumir datos de sensores, gestión de datos de mapas, planificación de rutas en tiempo real y control de alto nivel; así como frenos, dirección, motor y transmisión controlados por CANBus.
Lockheed Martin SMSS durante las pruebas en el campo de entrenamiento de Fort Benning en agosto de 2009. SMSS actúa como un sistema de apoyo para un departamento desmontado allí.
El exoesqueleto alimentado por batería de Lockheed Martin permite al usuario llevar 91 kg (200 lb) fuera del alcance del ANA. La velocidad de lanzamiento sobre una superficie plana es de 16 km / h.
Un camión Oshkosh MTVR TerraMax no tripulado pasa por un cruce de carreteras durante el Urban Challenge, seguido de un vehículo de escolta. Dicha tecnología podría encontrar aplicación en futuros convoyes de apoyo de combate, salvando vidas y salvando mano de obra.
Guía del convoy
Al participar en varias competencias de vehículos robóticos financiadas por DARPA, incluido el Urban Challenge, Oshkosh firmó un acuerdo corporativo de I + D (CRADA) con el Centro de Investigación Blindado TARDEC del Ejército de los EE. UU. A principios de 2009 para adaptar la tecnología TerraMax para misiones de convoyes. De acuerdo con el acuerdo de tres años de CRADA, el sistema de simulación CAST (Convoy Active Safety Technology) está instalado en el TerraMax. Está diseñado para actuar como un indicador de ruta para convoyes y transmitir información sobre la ruta a los siguientes vehículos automáticos, mientras que debe operar de manera segura entre personas, animales y otros vehículos. Posteriormente, en marzo de 2009, Oshkosh anunció el trabajo con el Centro de Investigación de Armas de Superficie de la Armada para evaluar el uso del TerraMax como un camión robótico MTVR (R-MTVR) en varios escenarios de combate.
Hace relativamente poco tiempo, Vecna Robotics ha aparecido en el mercado con su ANA Porter. Se describe como un cruce entre los sistemas de transferencia de carga personal y los vehículos militares estándar, y está diseñado para mover carga que pesa entre 90 y 272 kg. La masa del vehículo 4x4 básico es de 90 kg, la longitud es de 1,21 m, la anchura es de 0,76 my la altura es de 0,71 m.
Se puede configurar para transportar diversas mercancías a una velocidad máxima de más de 16 km / h, el kilometraje máximo es de 50 km según el terreno y funciona con una batería de polímero de litio. La batería se carga en el campo mediante un generador o cargador solar opcional. La distancia máxima de control depende de la línea de visión (hasta 32 km).
El Porter, actualmente un modelo experimental, se ofrece con un kit de control semiautónomo que cuenta con control de posición para balanceo de carga más modos de seguimiento y escolta, o con un kit de control autónomo que incluye navegación GPS, planificación de rutas y mapeo del terreno. Entre otras tareas, varios Porteadores de ANA podrían utilizarse en columnas autónomas o realizar vigilancia conjunta del perímetro.
El programa Cargo UAS del Marine Corps es un ejemplo de la búsqueda de las capacidades de una nueva generación de plataformas aéreas no tripuladas. El Laboratorio de Armas del Cuerpo de Marines (MCWL) emitió un requisito en abril de 2010 para la exhibición en febrero de 2011 o antes de un UAV de carga capaz de operar en áreas remotas.
La capitana Amanda Mauri, jefa de proyectos para componentes de combate aerotransportado en el laboratorio MCWL, dijo que los requisitos para el UAV de carga estaban determinados principalmente por la experiencia de combate de Afganistán. El laboratorio de MCWL trabajó con el Centro de Desarrollo de Combate y otras agencias del cuerpo para determinar la masa de suministros que una unidad del tamaño de una empresa en Afganistán podría manejar en un día, y llegó a una cifra de 10,000-20,000 libras de carga. "En términos de distancia, 150 millas de ida y vuelta, se basa en la distancia desde la base de operaciones avanzada a las bases avanzadas, pero obviamente están cambiando constantemente", dijo.
Imagen de computadora de ANA Porter de Vecna Robotics, que ya pasó la etapa de prototipo
En consecuencia, la capacidad reclamada por MCWL para la fase de demostración fue entregar un mínimo de 10,000 libras de carga (20,000 libras en la práctica) durante 24 horas en 150 millas náuticas de ida y vuelta. El artículo más pequeño de todo el paquete de carga debe ser equivalente a al menos un palé de madera estándar (48 x 40 x 67 pulgadas), con un peso mínimo de 750 libras con un peso real de 1000 libras. Debe poder despegar de forma independiente desde una base avanzada o un camino sin pavimentar fuera de la línea de visión, y también ser controlado de forma remota desde su terminal; la carga debe entregarse con una precisión de al menos 10 metros.
El rendimiento de la plataforma es la capacidad de volar a plena carga a 70 nudos (130 km / h) a 15.000 pies y estacionar hasta 12.000 pies. El UAV también debe interactuar con las agencias de control aéreo existentes en las áreas de despliegue, y sus frecuencias de control de radio deben ser compatibles con los requisitos de frecuencia en las áreas de despliegue.
En agosto de 2009, el laboratorio MCWL anunció la selección de dos aplicaciones para la competencia de un UAV de carga: estos son los sistemas K-MAX de Lockheed Martin / Kaman y el A160T Hummingbird de Boeing. Se excluyó el UAV MQ-8B Fire Scout de Northrop Grumman.
Lockheed Martin y Kaman formaron el equipo K-MAX en marzo de 2007; ha integrado un sistema de control de UAV Lockheed Martin en el exitoso helicóptero de elevación media K-MAX, que se utiliza ampliamente en las industrias de la construcción y la carpintería.
AirMule de Israel Aeronautics cuenta con un innovador motor interno que permite la operación en espacios reducidos
Colibrí A160T con góndola de carga de 1000 lb
El diseño del K-MAX cuenta con dos hélices entrecruzadas que giran en sentido contrario, lo que elimina la necesidad de un rotor de cola, aumenta la elevación y reduce la huella del asiento; Kaman dice que esto permite que los 1.800 caballos de fuerza del motor de turbina de gas Honeywell T53-17 se dirijan a las hélices principales, lo que aumenta la sustentación. Con una carga máxima de 3109 kg, el K-MAX puede volar a 80 nudos por un alcance de 214 millas náuticas; sin carga, la velocidad es de 100 nudos, el alcance es de 267 millas náuticas. Esencialmente una plataforma tripulada modificada, el K-MAX puede ser tripulado según sea necesario, ya que se conservan los controles a bordo.
Jeff Bantle, vicepresidente de programas de helicópteros, dijo que “el equipo se centró en cumplir los requisitos de Marine en lugar de explorar otras formas de desarrollar la plataforma. Explicó que el grupo estaba trabajando en una modificación de la aeronave y se agregaron varios sistemas, incluidos sistemas de comunicación de visión directa e indirecta, enlace de datos tácticos, sistema de control de vuelo y sistema INS / GPS redundante (ambos redundantes).
