Как работают роботы-сапёры
Уже 40 лет роботам поручают обезвреживать бомбы. Редакция BBC Future решила посмотреть на историю аппаратов, ежегодно спасающих сотни жизней.
Роботы сегодня находят множество применений. Одно из самых опасных — обезвреживание бомб. Уже почти полвека роботы-саперы спасают человеческие жизни. Их использовали для деактивации взрывных устройств в сотнях, если не тысячах, случаев.
Впрочем, говорить «робот-сапер» не совсем верно. В Оксфордском словаре значится: «Робот — механизм, способный автоматически выполнять сложную последовательность действий». Железные саперы не принимают решений и не работают автономно. Их лучше называть дронами, так как ими дистанционно управляет взрывотехник. В британской армии эту профессию называют «взрывной доктор». Специалист на расстоянии исследует взрывное устройство и, по возможности, деактивирует его. Это может быть не только бомба, но также мина или неразорвавшийся снаряд.
Ранние роботы-саперы управлялись при помощи громоздких кабелей (Getty Images)
Одним из первых саперных аппаратов была модель Wheelbarrow Mark 1. Проект предложил офицер британской армии Питер Миллер. Его идея заключалась в использовании шасси электрической тележки, чтобы отвозить подозрительные устройства на безопасное расстояние, где они могут быть взорваны.
Первый прототип довольно плохо маневрировал. К делу подключились военные инженеры и скоро усовершенствовали механизм. Одним из важных нововведений стала возможность испускать мощную струю воды.
Зачем нужна вода? Взрывотехники стараются деактивировать взрывчатое устройство и при этом не вызвать его детонацию. Струя воды помогает достичь этой цели: роботы-саперы прицельно поливают провода и выводят бомбы из строя. Некоторые устройства имеют дополнительную защиту, так что контакт с их «внутренностями» приводит к детонации. Именно поэтому к бомбам лучше посылать роботов, а не людей.
Роботы-саперы обследуют подозрительные устройства, не подвергая опасности личный состав (Getty Images)
«Когда оператор подводит робота к устройству, он ищет, куда можно выстрелить водяной струей, — говорит источник Би-Би-Си в британской армии. — Если робот стреляет и попадает в цель, провод выходит из строя. Взрывотехник может подойти и установить, что устройство безопасно. В современных операциях чаще всего удается избежать больших взрывов».
Роботы-саперы управляются операторами на безопасном расстоянии, ориентируясь по мониторам. Камеры устанавливают в нескольких местах аппарата, в том числе на механической «руке».
Изначально стальными саперами управляли с помощью веревок. Прогресс не стоит на месте, и скоро в дело пошли кабели. Но они не позволяли роботам уезжать далеко и цеплялись за препятствия. С той же проблемой сталкиваешься, когда орудуешь садовым шлангом. Сегодня большинство роботов-саперов контролируется дистанционно. Рабочий диапазон при этом значительно увеличивается. Однако появляется опасность, что хакеры подключатся к системе, даже несмотря на все защитные протоколы.
В Ираке роботов-саперов использовали для обезвреживания придорожных бомб (GettyImages)
Глава Эдинбургского центра робототехники профессор Сету Виджайакумар объясняет: «Обычно оператор теряет визуальный контакт с роботом-сапером, и кабели только мешают. В таких случаях работа с аппаратом напоминает управление беспилотником с небольшим диапазоном».
Интересно, что дизайн роботов-саперов не сильно изменился с момента их создания. Основная конструкторская идея сохранилась. Механизмы стали меньше и прочнее, но ими по-прежнему управляют операторы из плоти и крови. У каждого аппарата есть «рука» для манипуляции с подозрительным устройством.
Инженеры перепробовали множество вариантов шасси. Сначала аппараты оснащали гусеницами, как у танков. Сегодня роботы могу похвастаться маневренными гусеницами наподобие тракторных, тремя парами колес и множеством других комбинаций. Современные роботы-саперы могут ездить по самым сложным участкам. Некоторые даже умеют взбираться по ступенькам лестницы.
«Рука» робота-сапера дает большую свободу действий. Большинство аппаратов совместимы с целым спектром инструментов. Это позволяет преодолевать самые разные препятствия. Например, столкнувшись с колючей проволокой, робот может прорезать в ней дыру.
Учитывая, что роботы-саперы предназначены для работы в опасных условиях, их делают неуязвимыми для различных воздействий.
«Значительная часть средств уходит на создание электроники и датчиков достаточно прочных, чтобы выдержать самые жесткие условия, — говорит Виджайакумар. — Конечно, это не так, как в космосе, но похоже».
Некоторые из новейших моделей роботов-саперов могут подниматься по лестницам (GettyImages)
Роботы-саперы различаются по своим размерам. Есть разработки, которые умещаются в ранец и могут быть заброшены в здание через окно, а есть аппараты с габаритами газонокосилки, вооруженные рентгеновским зрением и датчиками взрывчатки.
Эволюционировали и контрольные системы. Ранее требовалось проходить специальную подготовку, чтобы управлять аппаратами. Сегодня для манипулирования роботом-сапером годится даже контроллер игровой приставки: компания iRobot, подарившая миру робот-пылесос Roomba, демонстрировала такую возможность для своего военного робота PackBot.
На сегодняшний день тестируется множество ноу-хау в этой области. Есть прототипы, способные прыгать через стены (Sand Flea от Boston Dynamics). Есть варианты с двумя «руками», способные заглядывать в багажники автомобилей. Также прорабатываются варианты с использованием целых роботизированных команд, где каждое устройство берет на себя часть функций.
Виджайакумар резюмирует: «Одна из главных целей — использовать роботов в опасных ситуациях. Роботов можно подвести к взрывному устройству, управляя ими с безопасного расстояния, и в худшем случае ими можно пожертвовать».
Комментарии