Los robots militares han existido de una forma u otra durante más de cien años. Los primeros ejemplos incluyen minas, torpedos y municiones guiadas tempranas. Se han desarrollado sistemas más ambiciosos en los últimos 80 años, y los primeros intentos como el Kettering Bug, Vergeltungswaffen-1 (V-1 Buzzbomb), el misil balístico V-2, Fritz X y HS-293 demostraron la rápida evolución de los sistemas de navegación inercial. (INS) que utilizaban péndulos, balanzas o giroscopios para el control de vehículos. Estos vehículos siguieron un programa de altitud-actitud-tiempo con sensores de presión de altitud (o profundidad) y temporizadores internos.
Sin embargo, ninguno de estos sistemas era exacto. La situación ha cambiado en las últimas dos décadas, ya que la robótica militar se ha vuelto más potente con vehículos aéreos no tripulados (UAV), vehículos terrestres no tripulados (UGV), vehículos submarinos no tripulados (UUV) y vehículos de superficie no tripulados (USV).
Hay dos razones principales detrás de la adopción de robots en el ejército, tales como
- Standoff: queremos mantener a los humanos fuera de peligro.
- Precisión: queremos una operación confiable y precisa.
Estas son las tecnologías clave que impulsan y respaldan la robótica militar moderna actual y la investigación en robótica.
- Miniaturización electrónica
- telecomunicaciones
- Posicionamiento global
La miniaturización electrónica ha llevado a una revolución en la detección de robots en la última década a medida que los sensores de imagen, lidar, detección de radio y rango (radar) y reproductores de imágenes estéreo colapsaron en tamaño y costo. La miniaturización también ha cambiado significativamente las telecomunicaciones, brindando una amplia gama de opciones desde Wi-Fi de largo alcance (100 kilómetros o menos) y bajo ancho de banda (100 kilobytes por segundo o menos), corto alcance (1 kilómetro o menos) y alto ancho de banda. y redes celulares (50 megabytes por segundo o más) a iridio (2,4 kilobytes por segundo) más allá de la línea de visión. Prácticamente todos los robots requieren acceso a un Sistema de Posicionamiento Global (GPS) que transmite señales de tiempo precisas cada segundo y proporciona un sistema preciso de sincronización de tiempo y coordenadas globales para construir y ejecutar modelos y planes. El GPS ha hecho que la perspectiva de los robots militares sea al menos concebible para una amplia gama de aplicaciones de baja complejidad.
Las siguientes tecnologías emergentes hacen que estos sistemas sean más confiables.
Tecnologías emergentes en robótica militar
- Robótica probabilística
- Redes
- Procesamiento en paralelo
Durante la última década, la robótica probabilística ha cambiado por completo el rostro de la robótica. El ciclo Sense-Model-Plan-Act (SMPA) puede ser frágil y un pequeño error puede ser desastroso. La robótica probabilística abarca técnicas que pueden incorporar sensores imperfectos en modelos, planes o acciones, y tienen en cuenta la incertidumbre en cada paso de la SMPA, asegurando que se logre mejor el resultado del plan. Por ejemplo, al combinar el seguimiento probabilístico con el nuevo procesamiento de imágenes, los nuevos algoritmos de visión pueden ubicar y construir modelos simultáneamente, un proceso conocido como ubicación y mapeo simultáneos (SLAM). Esto conducirá a sistemas de detección similares a los humanos que pueden determinar y modelar simultáneamente.
Por numerosas razones, la red, especialmente Internet, es una tecnología robótica vital. Desde finales de la década de 1970, las redes se han convertido rápidamente en la “nube” de Internet en todas las facetas de la vida moderna. La comunicación en red significa que los robots pueden compartir la detección, el modelado y la planificación entre robots. Los nuevos estándares prometen capacidades emocionantes como SMPA descentralizado donde la detección, el modelado, la planificación y la acción podrían distribuirse entre múltiples robots de campo de batalla.
La creación de redes ha ayudado, hasta cierto punto, a impulsar el procesamiento paralelo. Las arquitecturas de unidades de procesamiento central paralelas, que van desde CPU multinúcleo en la mayoría de las computadoras de escritorio hasta procesadores gráficos en consolas de juegos, permiten el procesamiento simultáneo para acelerar tareas numéricamente intensivas, como renderizado de juegos (modelado), búsqueda y combate cuerpo a cuerpo de Multi-Bot (planificación), audio y interfaces de gestos (detección), todas las cuales benefician a la robótica del futuro.
El futuro de la robótica militar
Los vehículos submarinos, de superficie y aéreos no tripulados (UxV) entrarán lentamente en entornos complejos en el futuro previsible como mejoras de detección, modelado y planificación.
Los UAV descienden a altitudes más bajas hacia un espacio aéreo más complejo como procesamiento paralelo, y las redes locales de alta velocidad brindan un procesamiento rápido de sensores, modelos compartidos y una planificación de vuelo estructural más rápida, por ejemplo, operaciones a bordo, mapeo urbano en 3D y autorización de convoyes orgánicos.
Los UUV penetrarán más cerca de la costa cerca de los barcos y las instalaciones portuarias, ya que el procesamiento paralelo permite obtener imágenes de sonar a bordo más rápidas para funciones como inspección de puertos o cascos y desminado de vías fluviales.
Para operaciones complejas, los UGV necesitarán menos manejo, respaldados por una poderosa computación paralela en línea, redes a largo plazo y plataformas de alta movilidad.
La cooperación aire-tierra parece probable con los UAV aéreos que proporcionan mapas de arriba hacia abajo y retransmiten la comunicación para los vehículos terrestres. Los ejemplos son más laboriosos aquí, pero probablemente incluyan robots para apoyo de escuadrones, inteligencia interior, robots ISR y vehículos de convoy inteligentes.
Los robots marsupiales (robots portadores de robots) son una oportunidad imprescindible. Esta táctica permite que un sistema opere en varias escalas. Por ejemplo, un UAV de ala fija de larga duración y gran altitud podría ofrecer micro UAV más pequeños para proporcionar ISR a gran altitud y mapeo en edificios.