Из компаний, занимающихся разработками в данной области, также можно упомянуть, например, BBN Technologies из Кембриджа (США), которая уже отправила в Ирак более 100 роботов под названием Humvee для обнаружения источника орудийных выстрелов. Их система состоит из двухметровой мачты с полуметровым микрофонным блоком и весом около 25 кг.

Одну из демонстраций таких роботов провели в Сан-Франциско на выставке LinuxWorld 2003 в рамках тематической конференции Test of the Linux. На сегодняшний день сделано 20 машин-разведчиков и 80 машин-исследователей. Роботы-разведчики представляют собой стандартное шасси фирмы ActiveMedia Robotics Pioner 2 серии AT или DX со встроенным бортовым компьютером на базе одноплатных ПК Versalogic VSBC-6 (PII 400 МГц) и VSBC-8 (PIII 850 МГц). Каждый из них оснащен видеокамерой, встроенной системой навигации фирмы Crossbow, одометром и восьмью ультразвуковыми эхолокаторами для навигации и обхода препятствий. Дальность действия эхолокатора ограниченна и точность его показаний обратно пропорциональна расстоянию до объекта.

СЛАБОЕ ЗВЕНО - АККУМУЛЯТОР

Для достоверного снятия плана помещения разработчики оснастили разведчика лазерным дальномером фирмы SICK, имеющим высокую точность измерения. Мощности Pioner хватает, чтобы нести на себе дальномер массой 4,5 кг. Но, поскольку потребляемая электрическая мощность сравнительно высока, в целях экономии ресурса аккумуляторов робот лишен возможности пользоваться ими для навигации. Бортовая навигационная система Crossbow позволяет точно определять направление движения роботов, относительное смещение и угол поворота шасси. Роботы-исследователи также сделаны на шасси фирмы ActiveMedia Robotics типа Amigobot, оборудованном восьмью ультразвуковыми эхолокаторами и двухколесным приводом. Amigobot в отличие от шасси Pioneer не оснащен бортовым компьютером, а имеет лишь выводы интерфейсов управляющих цепей и датчиков шасси.

Разработчики решили использовать в качестве бортовой ЭВМ обычную персоналку , установленную на корпус Amigobot. Компьютеры роботов-исследователей построены на базе системной платы VIA Epia M9000 с процессором VIA C3 933 МГц, имеющей формат Mini-ITX. Партнер разработчиков, компания ActiveMedia, создала для роботов специальный компактный корпус. В полевых условиях эти роботы взаимодействуют посредством беспроводной локальной сети.

Разведчик оснащен сетевой картой фирмы Orinoco, подключаемой через адаптер PCMCI PC/104 к одноплатному ПК, а робот-исследователь использует внешний беспроводный адаптер М101 фирмы Netgear, подсоединенный к порту USB. Система видеонаблюдения разведчиков построена на базе камеры Unibrain Fire-1, подключаемой к интерфейсу Fire Wire (IEEE 1394), и позволяет снимать видеоизображение с частотой 30 кадров в секунду с разрешением 640x460. Роботы-исследователи оборудованы камерой Logitech 4000 Pro, подключаемой к интерфейсу USB, что дает возможность снимать видеоизображение с частотой 5 кадров в секунду и разрешением 320x240. Несмотря на то что все использованные компоненты являются стандартными, разработчики тем не менее вынуждены были проектировать специализированную плату конвертора электропитания, преобразующую напряжение питания аккумуляторных батарей 12 В в напряжение питания системной платы +12 В и - 5 В.

КОД - ВСЕМУ ГОЛОВА

Для написания прикладного программного обеспечения исследователи использовали обширный набор программ. Основной код роботов был подготовлен с применением прикладных библиотек SAPHIRA. Эта интегрированная архитектура для создания подсистемы, отвечающей за восприятие роботами окружающей обстановки и за действия роботов в зависимости от сигналов внешних раздражителей, родилась в 1994 году, в период разработки робота Flakey. Она содержит описание алгоритмов определения местоположения машины, работы с планом местности, поиска и распознавания людей. Стоимость робота-разведчика - примерно 15 тысяч долларов, робота-исследователя - около 5 тысяч.

Алгоритм планирования пути прохождения роботов на заданном плане местности был реализован в соответствии с градиентной методикой Курта Конолайга. Свои программы разработчики создали на основе модулей, написанных в то время, когда они трудились над проектом SAPHIRA 8, а сейчас улучшили и адаптировали их для Centibots. Для модулей управления шасси робота и снятия показаний датчиков программисты использовали прикладной пакет разработчика ARIA, предоставленный производителем шасси компанией ActiveMedia Robotics. ARIA (ActiveMedia Robotics Interface Application) - это пакет библиотек для Linux и Win32 с интерфейсом прикладного программирования на языке С++. Как упоминалось выше, для составления плана помещения роботы-разведчики используют лазерный дальномер. Для отсчета относительной дистанции до искомой точки применяется одометр.

РАБОТА КОМАНДНАЯ, РАБОТА АВТОНОМНАЯ

Алгоритм исследования помещения составлен таким образом, что любой робот может независимо от других начинать работу из различных точек помещения. Части плана, полученные от разведчиков, соединяют в единую карту. Если два робота замечают, что их планы, возможно, пересекутся на одном и том же участке, они назначают встречу в общей, по их мнению, точке. Если им удается встретиться, то план считается составленным правильно, если нет, то участок помещения исследуется еще раз.

Для сжатия потокового видео, поступающего с видеокамер роботов, использовалась прикладная библиотека с открытым исходным кодом Libcu30, написанная Аароном Розенбергом и Дереком Смитесом. Библиотека, доступная на SourceForge. Net, является реализацией программного видеокодека, описанного в документе Американской ассоциации инженеров в области электроники и электротехники. Беспроводные локальные сети стандарта IEEE 801.11b (11 Мбит/c) - основное средство обмена информацией между роботами во время выполнения ими рабочего задания. Однако реальные условия работы и состояние окружающей среды могут ухудшить качество связи. Чтобы добиться слаженной работы в таких условиях, специалисты решили использовать технологию Jini для обеспечения протокола взаимодействия между системами Centibots. Jini. Это своего рода сетевой Plug'n'Play, представляющий собой набор компонентов-клиентов и компонентов-серверов и собственно протокол обмена Jini. С помощью этого набора можно создать достаточно хорошую инфраструктуру для обмена данными между устройствами даже в условиях ненадежной физической связи. Jini использует механизм отложенной сетевой транзакции, который в случае потери физического сетевого соединения сохраняет сетевой запрос до момента восстановления связи. Технология может работать одновременно в IP-сетях как со статическим, так и с динамическим адресным пространством. При этом предполагается, что топология сети тоже непостоянна.

Библиотеки Jini написаны на языке Java и включают модули обрамления (враперы) для вызова этих библиотек из других языков программирования. Надо учесть, что звездообразная топология беспроводной локальной сети совершенно не подходит для связи роботов в полевых условиях, так как трудно гарантировать равноудаленность машин от центрального сетевого концентратора. Поэтому разработчики спроектировали роботов в соответствии с архитектурой равноправных (peer-to-peer) узлов вычислительной сети, где каждый узел может производить маршрутизацию сегментов информации прикладного уровня от соседа к соседу, находящемуся на дистанции уверенного приема-передачи. Следует отметить, что исследователи не отказались и от применения проводной локальной сети. Надежная сеть со скоростью 100 Мбит/с используется для синхронного обновления операционной системы и прикладного программного обеспечения роботов. Для подзарядки аккумуляторов роботы устанавливаются на специальные лабораторные стенды.

СПЛАВ БИОЛОГИИ И ЭЛЕКТРОНИКИ

В Бостонском университетском центре фотоники создана новейшая разработка из последних нескольких технологий, созданных в помощь войскам для обнаружения источника атак. Она была разработана командой компании Biomimetic Systems (США) под руководством Сократа Делигеоргеса (Socrates Deligeorges). Новая система Redowl за исключением робота, на который она устанавливается, весит уже около 2 кг, то есть в четыре раза меньше, чем вес аппарата компании Radiance Technologies. Система Redowl характеризуется таким небольшим размером и весом также благодаря тому, что она состоит в основном из электроники и программного обеспечения. Сократ Делигеоргес утверждает, что он разработал систему, имитирующую слуховую систему человека, которая определяет направление источника звука с помощью двух естественных датчиков - ушей, расположенных всего в нескольких сантиметрах друг от друга. Наше наружное ухо, ушной канал и косточки среднего уха так же, как и барабанная перепонка и все связанные с ней органы, выполняют обработку волны, в результате которой усиливаются определенные характеристики звука, - говорит Сократ Делигеоргес. - Сегодня эта проблема особенно актуальна для войск, ведущих бои в городах. Когда стрелки, спрятавшиеся внутри зданий, открывают огонь по войскам, они оказываются под защитой эха, отражающегося от окружающих зданий, скрывающих источник выстрелов .

Его команда изучила этот процесс шаг за шагом. Затем они создали очень сложную механическую модель того, как каждое ухо конвертирует волны сжатия, распространяющиеся в воздухе, в нейронные сигналы. Чтобы завершить систему, они собрали схемное решение нейронной сети, которое моделирует поведение нервных клеток. В Redowl отсутствует сложное программное обеспечение, так как он натренирован на распознавание выстрелов, объясняет Сократ Делигеоргес. Когда робот слышит звук, он угадывает его направление. Исследователи вводят данные о разнице между угаданным и правильным положениями, а затем проводят новое испытание. Каждый раз нервные связи в системе Redowl немного изменяются до тех пор, пока робот не научится каждый раз точно указывать направление. Поскольку мы уже знаем, как происходит обработка входящих волн в биологической системе и что является важным, то мы можем взять лучшее у биологии и лучшее у электроники, а затем сплавить их , - говорит Сократ Делигеоргес. Система распознает отдельные следы звуков выстрела - как самой взрывной волны, так и ударной волны от пули и сохраняет их в памяти. Так как возникающее в результате эхо будет иметь тот же след , то система может его проигнорировать. Кроме компенсации эхо-сигналов, функция распознавания следов звука также позволяет выявить разницу между AK-47 (автоматом Калашникова), M-16 и фоновыми помехами города, такими как выхлопы автомобилей, говорит заместитель директора Центра фотоники Гленн Торен (Glenn Thoren).

РАЗВЕДЧИК КРАСНАЯ СОВА

В действительности Гленн Торен хочет создать гораздо более сложную систему. Уже сейчас Redowl способен осветить цель, чем не обладают другие приборы. Однако Гленн Торен хочет добавить в систему, кроме акустических датчиков, оптические датчики и другие типы индикаторов. Прибор, который он хочет создать, будет включать целый ряд инфракрасных датчиков для указания на цель, а также 300-кратный объектив с переменным фокусным расстоянием и лазерный дальномер. Встроенный приемник GPS будет переводить рассчитанное местоположение стрелка в географические координаты. Такой робот будет проводить разведку до прихода войск в опасных местах, таких как здания и открытые участки.

Во время демонстрации, проводившейся в Бостонском университете, Redowl был установлен на PackBot, робот производства компании Burlington, одного из подразделений известной компании iRobot. Так называемая голова RedOwl для робота-платформы iRobot PackBot, предназначенная для обнаружения снайперов в ночное время, определяет расположение огневой точки снайпера в несколько миллисекунд после выстрела, а также идентифицирует модель его винтовки. Последняя способность позволит отфильтровать огонь своих войск от вражеского. Оптика Красной совы позволяет прочесть надпись на именном жетоне вражеского снайпера с расстояния более ста метров, а на расстоянии до мили робот может подсветить цель с помощью инфракрасного лазера. Свои координаты RedOwl определяет с помощью GPS, а направление и дистанцию до цели - с помощью компаса и лазерного дальномера.

Красная сова управляется солдатом-оператором с помощью модифицированного джойстика игровой приставки Xbox. Вычислитель снайперов способен благодаря хорошей проходимости платформы PackBot перемещаться по пересеченной местности и входить в здания. Стоимость такого робота составляет 150 тысяч долларов. Компания Insight Technology, а она, как известно, является одним из основных поставщиков американских зеленых беретов , надеется, что RedOwl хорошо проявит себя на службе в Ираке. Цели, засеченные этим роботом, можно уничтожать, как утверждают специалисты, с помощью ракет типа LR-SPIKE, разработанных израильской оборонной корпорацией Rafael Arms Development Authority. Новое поколение переносных ракетных установок предназначено в основном для городских боев и спецопераций. Rafael Arms Development Authority подписала контракт на поставку LR-SPIKE в Испанию. Сумма сделки - 425 млн. долларов. Израиль обязуется направить на Пиренеи около 2600 ракет и 260 пусковых установок. Мадрид также получит необходимые схемы и технологии для самостоятельного производства LR-SPIKE. Комплекс оснащен современной системой фибро-оптического наведения и способен с большой точностью поражать цель на расстоянии до 2500 метров. Для выстрела солдат должен навести прицел на цель, используя десятикратное увеличение днем или термальную наводку ночью. С помощью системы fire-and-forget ( выстрелил и забыл ) ракета автоматически поражает цель, в то время как боец может перезарядить установку и найти другую цель. Перезарядка занимает менее 15 секунд. Технология позволяет также выбирать цель после запуска или изменять цель, например, на более важную.