Подводные роботы

Стальные ихтиандры

Можно только удивляться, до чего недальновидной иной раз бывает фантастика. Ну, пусть Жюль Верн и не снабдил капитана Немо железными слугами, не пришло еще их время. Но в начале двадцатого века Карел Чапек изобрел слово "робот", а также красочно изобразил войну с разумными подводными жителями - саламандрами. Приблизительно в то же время Александр Беляев создал человека-амфибию. Но никто из фантастов не додумался объединить эти идеи и запустить роботов под воду. Ни известный «робототехник» Айзек Азимов, ни Артур Кларк, писавший и о дайвинге, и о роботах. Даже у Ивана Ефремова в его феерической "Туманности Андромеды" робот-разведчик, угодив в океан, оказался беспомощным, канул в бездну без следа.

Только в конце пятидесятых появились первые описания автоматических подводных лабораторий, автономных разведчиков и торпед, самостоятельно гоняющихся за целью. Еще чуть-чуть и подводные роботы были бы созданы раньше, чем описаны в фантастике. Ведь первый в мире подводный робот с компьютерным управлением был создан в 1968 году в Ленинграде. Так что прошляпили фантасты выгодную тему. Сейчас роботами уже никого особенно не удивишь. Хотя...

Первые успехи

В 1986 году затонула советская атомная подводная лодка К-219. Надо было обследовать, не разрушен ли реактор. Глубина сумасшедшая, более пяти километров. Ни водолазы, ни подводные лодки на такую глубину опускаться не могут. Разве что, батискафы. Но все равно, глубины опасные. Зачем рисковать людьми, если с делом может справиться робот? Один из первых подводных роботов - автоматический необитаемый подводный аппарат серии L-2 не подвел. Он единственный смог выполнить поставленную задачу - найти и тщательно обследовать затонувшую лодку.

Через три года именно этот аппарат нашел и обследовал подводный атомный ракетоносец "Комсомолец", затонувший в Норвежском море на глубине полутора тысяч метров. Умная машина смогла вести себя, сообразуясь с конкретной обстановкой, например, самостоятельно обходила препятствия. Полученную информацию аппарат непрерывно передавал на поверхность по гидроакустическому каналу.

Время шло, и сейчас далекие потомки этого аппарата, разработанные в том же институте, стали настолько автономными, что практически не нуждаются во вмешательстве человека в свою деятельность. Судите сами: поплавав в океанских безднах, робот сам поднимается к поверхности, и сам возобновляет энергию в аккумуляторах, выставив наружу солнечные батареи. Одновременно он "сливает" добытую информацию на космический спутник, заодно уточняя свои координаты. И опять уходит в глубину.

Лодки-беспилотки

Аварийно-спасательные работы - относительно эпизодическая работа для умных машин. Не каждый же день тонут корабли. Но есть у роботов и постоянное дело. Чем же занимаются они во владениях Посейдона? Прежде всего, как уже упоминалось, суют свой железный нос туда, куда человеку хода нет.

Как, к примеру, люди могут исследовать начинающееся извержение подводного вулкана, если на поверхности еще ничего не заметно? Пока к месту действия подойдет исследовательский корабль, извержение может и затухнуть. Да и стоять на якоре над вулканом, находящимся на многокилометровой глубине не всегда возможно. Подводные же ищейки, непрерывно курсирующие над океаническими хребтами, сами движутся в сторону повышения температуры и мутности воды, непрерывно отбирая пробы и производя их анализ, фотографируя изменения рельефа дна.

Но это частный случай. Задачи роботов намного шире. Непрерывный мониторинг температуры, солености и загрязненности воды, изучение подводных течений, подсчет биомассы населения океана и многие, многие другие задачи. Роботы существенно упрощают задачи океанологических исследований, разведки полезных ископаемых, задачи сейсмической защиты, навигации судов.

Для решения поставленных задач роботов снабжают фото- и видеоаппаратурой, обзорными гидролокаторами, геофизической аппаратурой (магнитометрами, акустическими профилографами, гравиметрами). Роботы могут "вынюхивать" следовые примеси химических веществ в воде, наблюдать за миграцией рыб, улавливать и записывать голоса морских животных и шумы судов.

В 2003 году в Австралии стартовал трехлетний цикл подводных роботизированных исследований. Предстоят 44 глубоководные экспедиции в труднодоступный из-за сильного волнения район между Австралией и Антарктидой. Аналогичный проект осуществляется в США. Программой проекта намечено запустить в воду три тысячи метеороботов, каждые десять дней сообщающих на спутники данные о температуре и солености воды, что с большей степенью вероятности позволит прогнозировать погоду на месяц вперед.

Прорабы глубин

Если робота снабдить соответствующими манипуляторами, то он запросто сможет что-либо делать под водой - прикручивать и откручивать, отрезать и приваривать, доставлять грузы вниз и поднимать на поверхность. Причем делать это часами - ему не страшны высокие давления, кессонная болезнь и переохлаждение.

Все чаще роботов привлекают для строительства, обследования и ремонта объектов, находящихся под водой. Таких как газо- и нефтепроводы, подводные кабели, нефтевышки, плотины, опоры мостов. Специально созданные аппараты используют в атомной промышленности для проверки и проведения несложных работ в радиоактивных водных резервуарах. И уж, конечно, для визуального обследования причальных сооружений и днищ судов.

Интереснейшей задачей для роботов является обследование и очистка акведуков и систем канализации изнутри, там, куда человек вообще не может добраться. Так, в одном из самых длинных водопроводных туннелей мира, Делавэрском акведуке, появились трещины, через которые ежедневно уходит тысячи кубометров воды. Для ремонта туннеля предусмотрено использовать миниатюрную подводную лодку-робота.

В настоящее время две беспилотные субмарины активно используются при строительстве российско-турецкого газопровода "Голубой поток", пролегающего по дну Черного моря.

Мозги внутренние, наружные и коллективные

Для осмотра затонувшего корабля иногда достаточно опустить на тросе телекамеру. Если же важно осмотреть затопленный объект изнутри, а глубины не позволяют использовать водолаза, то автономный, свободно перемещающийся робот здесь просто незаменим. Важно только, чтобы робот сам нашел дорогу назад.

А для этого ему нужны мощные мозги. Современные компьютерные процессоры вполне могут справиться с большинством поставленных задач, главное, было бы подходящее программное обеспечение. Как раз это и является основной трудностью при создании роботов. Но это дело наживное. Программы тоже постоянно совершенствуются.

Но даже если мощности бортового компьютера недостаточно, робот может найти выход из положения самостоятельно, воспользовавшись... сетью интернет. С ее помощью робот может использовать для своих целей свободные мощности других компьютеров, или просто пользоваться находящимися в сети специальными базами данных.

Тем не менее, разработчики предусмотрели и средства для связи роботов с людьми. Роботы могут оперативно общаться друг с другом и с оператором, используя принцип распределенной сети, как в интернете. Это позволяет гарантированно передавать информацию даже при выходе из строя нескольких автономных узлов сети, а "ум" роботов может быстро адаптироваться к любому изменению условий передачи.

В бездну за кладами

Несмотря на то, что подводные роботы весьма дорого стоят, они вполне могут окупить себя. По некоторым данным, на дне Океана покоится около трех миллионов (!) затонувших кораблей, большинство из которых вообще не обнаружены. Помимо того, что древние корабли представляют собой чисто археологический интерес, они могут содержать в себе огромные сокровища. Взять хотя бы галеоны испанского серебряного флота.

Совсем недавно в Гибралтарском проливе был обнаружен британский военный корабль 17 века, на борту которого находилось десять тонн серебряных и сто тонн золотых монет. Общий "урожай" может составить сумму до 4 миллиардов долларов. Правда, пока подводные роботы сумели поднять с глубины 800 метров только пушку, ядро и некоторые другие части корабля.

Поиск подводных сокровищ является настолько лакомой приманкой, что некий американец по фамилии Кофман стал делать на этом деньги. Он организовал "Поисковую ассоциацию" - фирму, оснащенную десятками специализированных кораблей и подводными роботами. Но сам он сокровища не ищет. Технику он сдает в аренду. Кому? Кладоискателям.

Подводные терминаторы

И все же, чтобы мы ни говорили, главным разработчиком и потребителем подводных роботов является военный флот. Заметьте, первым испытанием для подводных роботов был поиск затонувших атомных субмарин. А где в гражданском флоте вы найдете такие подводные лодки? Но роботы могут не только спасать и исследовать, но и разведывать и нападать. Им, роботам, все равно.

Роботы-разведчики, оснащенные оружием, не говоря уже об ультразвуковом слухе и химическом «носе», стреляют без промаха, ничего не боятся и, главное, никогда не перечат командиру, находящемуся от них за сотни километров. Поражает колоссальная самостоятельность подобных устройств, они атакуют и без дополнительного приказа.

На роботизированной подводной лодке нет людей, что позволяет предельно упростить ее конструкцию, сделать ее миниатюрной, а, значит, более скрытной. И все те военные функции, которые сейчас выполняют огромные стальные левиафаны, в будущем будут выполнять стайки почти неуловимых рыбешек-роботов. Очень трудно обороняться, когда на тебя внезапно нападают одновременно со всех сторон. Кстати, в печати высказывалась версия, что злополучная АПЛ "Курск" как раз и подверглась атаке такого робота. Но эта гипотеза так и осталась недоказанной. А вот как роботы участвовали в обследовании затонувшего «Курска» вы все могли видеть по телевизору.

Из-за малого веса роботы-подлодки можно быстро доставлять к месту боевых действий по воздуху. Реально такой способ доставки отработан на роботах-саперах. В испытательном рейде их сбросили с самолета у восточного побережья США, и они тут же принялись за розыск, идентификацию и обезвреживание мин, оставшихся еще со времен второй мировой войны.

Вести с полей. Минных

Охота за минами является сейчас главным занятием военных подводных роботов. Один из таких роботов по имени REMUS - Remote Environmental Monitoring UnitS - участвовал в последней иракской операции.

Когда мы говорим "робот", мы невольно представляем себе неуклюжее человекоподобное чудище. На самом деле они могут быть любой формы. Главное, чтобы та не мешала, и даже помогала роботу выполнять свою функцию. Опыт эксплуатации роботов показал, что лучше всего действуют те, которые имитируют то или иное морское животное. Ведь благодаря эволюции именно эти формы наилучшим образом способствуют выживанию в морских глубинах. Чаще всего, роботы подражают рыбам - имеют форму торпеды.

Роботы-саперы имеют более причудливую форму - они копируют членистоногих - крабов, лобстеров, скорпионов. Их многочисленные конечности позволяют им проворно передвигаться как по суше, так и по морскому дну, обходить препятствия. Низко расположенный центр тяжести и цепкие лапы не позволяют волнам опрокинуть машину. Если же такое случается, она сама переворачивается в правильное положение.

Мины роботы находят с помощью сенсоров по "запаху", в затруднительных случаях робот может всегда "посоветоваться" с оператором. Кстати, боевым роботам не так уж и нужны дюже умные мозги. Ведь миллионы лет 99 % населения земного шара преспокойно обходилось без оных, и ничего, все эти миллионы лет непрерывно пожирало себе подобных. Чтобы убивать, много мозгов не нужно. Они скорее нужны, чтобы выжить. Именно поэтому в боевых действиях участвует масса машин с низким уровнем «интеллекта», способных выполнять лишь ограниченный круг задач. Они дешевы, а значит, их можно производить в огромном количестве и легко жертвовать ими.

Роботы - идеальные солдаты. Прикажут воевать - будут воевать. Но нам от этого легче не станет. Воевать-то они будут с нами, с человечеством. Спецы, изощряющиеся в разработке уничтожения себе подобных, всерьез считают, что боевые действия должны происходить с минимальным участием человека, а то и вовсе без оного. Армии мира вооружаются "думающими" машинами. Только в Пентагоне над этой проблемой работают 28,5 тысяч ученых в 84 лабораториях. А по всему миру?

Это уже не фантастика, увы. Это уже существует, и уже действует.

Сергей Денисевич http://pisaka.com.ua