Человекоподобные роботы в бою / Грачев Андрей Валерьевич

Человекоподобные роботы в бою

Автор: Грачев Андрей Валерьевич

В романе «Красный анклав» Центром Специальных Вооружений «30-30», а затем и армией СССР в бою применяются шагающие оружейные платформы ТАКТы (Танк Автономный Кибернетический Тактический) в формате человекоподобных роботов высотой от 2.5 до 3 метров. В чём преимущества такого форм-фактора, какие задачи способна решать подобная машина и какие у неё недостатки?

Есть распространённое мнение, что человек не способен сам придумать ничего нового и лишь берёт идеи из окружающего мира. Это в высшей степени справедливо в области робототехники — собственно сама идея робота это гуманистическое прочтение идеи раба, то есть подневольного человека, выполнявшего бы работу по указанию других людей и в их же интересах.

В конструкции робота человек снова обратил свой взор на живую природу, которая миллионы лет методом проб и ошибок искала оптимальные форм-факторы для живых существ.


Условно разделим робота на 3 секции: низ, середина, верх и поговорим о каждой отдельно.

Низ робота, он же шасси, отвечает за передвижение в пространстве. В природе по суше существа передвигаются либо ногами, либо ползком. К этому набору человек ещё и колесо придумал. Итого у нас 3 варианта передвижения по суше: ползком, качением, шагом.

Передвижение ползком — сложная инженерная задача, которую пока внятно никому решить не удалось. Это высокий износ движущейся поверхности, сложность агрегатов, осуществляющих движение и высокие затраты энергии. На данный момент эта технология в качестве боевого робо-шасси не рассматривается. Частным случаем ползущего шасси можно назвать шнэкоход, но его преимущества в проходимости компенсируются чудовищным расходом топлива и необратимым уродованием ландшафта. Также, несмотря на повышенную проходимость, шнэки отвратительно влияют на стабильность положения машины и крайне нечувствительны к точному управлению.

Колёса\гусеницы — наиболее распространённый вид сухопутного военного и гражданского шасси, все современные наземные боевые роботы работают по такой схеме и она считается основной. К преимуществам такого способа передвижения относится высокая скорость, стабильность положения машины в пространстве, высокая грузоподъемность, хорошая проходимость. Недостатком схемы является ограничение степеней свободы перемещения. Машина на колёсах/гусеницах может совершать два независимых действия: ехать вперёд-назад и поворачиваться. Таким образом в условиях боя для ориентации орудий машине, помимо движения самого орудия в ограниченных плоскостях, необходимо подруливать сериями независимых действий шасси. Это потраченное время и заметно сниженная манёвренность. А в бою манёвренность важнее скорости линейного перемещения. На данный момент эта технология применяется ввиду технической безальтернативности.


Ноги — самый универсальный вид наземного транспорта в живой природе и очень перспективное шасси для боевых машин. Главное преимущество передвижения на ногах — возможность мгновенной смены направления движения. То, на что у ног уходит 1 движение, колёсная/гусеничная платформа делает минимум в 2! Ноги позволяют максимально точно позиционировать робота на местности, помогая системам управления вооружением быстрее захватывать и поражать цели.

Теперь надо определиться с количеством этих ног: 2, 4, 6 или более?


Сначала разберёмся с паукообразными, как наиболее привлекательным видом шасси с позиции проходимости и позиционирования машины на местности. У проблемы использования такого вида шасси для боевых роботов две основы: природная и инженерная. С природой всё просто — вы когда-нибудь видели паука, размером с лошадь? Нет. И вряд ли увидите — с ростом размеров живого существа соотношение массы\силы\прочности начинает меняться. Поэтому муравей, конечно, сильнее слона, но только в микромире муравья. А в мире больших животных слон опирается на массивные тумбы ног, снабжённые прочными костями и мощными мышцами. Для создания боевого робота на шасси паука потребуются очень прочные материалы, иначе его грузоподъемность и возможность бронирования будут сильно снижены. Сами по себе паучьи ноги будут очень уязвимы, так как нагрузка их дополнительным бронированием приведёт к росту требований по моторам, что опять же повлияет на итоговую массу, делая конструкцию бесперспективной. Вторая проблема — инженерная. Люди пока не очень понимают, как эффективно управлять многоножием — у передовой компании в области робототехники Boston Dynamics на текущий момент едва получилась прыгающая как паралитик на ходулях собачка, не идущая ни в какое сравнение с собакой настоящей по подвижности. При этом двуногий человекоподобный робот демонстрирует чудеса акробатики и баланса, которым может позавидовать средний человек. Человеку, будучи самому двуногим, куда проще в итоге смоделировать подобное себе шасси. 4 ноги уже не имеют никакого преимущества перед 2 потому, что выход из строя даже 1 из 4-х лишит робота подвижности. Резерв подвижности начинается от 6-и ног, которые сами по себе уже имеют кучу инженерных недостатков и сложностей в исполнении/управлении.

Середина — рабочая область робота, место сосредоточения важнейших узлов и агрегатов, силовой установки, боекомплекта и орудийных систем. Самый важный узел, как и у человека содержащий в себе жизненно важные органы и инструменты. Самая защищённая область машины и самая функциональная. Эта часть должна свободно вращаться как минимум вокруг своей вертикальной оси, дабы не дожидаясь коррекции ног помогать орудийным системам наводиться на цель. В размещении самих орудийных систем на выносных кронштейнах с суставами тоже есть значительный смысл — опять же подглядываем за природой: размещённое на условной «руке» орудие будет обладать значительно большей скоростью и точностью наведения благодаря многосуставчастости. Там, где условно «танкообразный» робот должен совершить кучу действий, корректируя своё местоположение для того, чтобы орудие имело оптимальную линию стрельбы по цели — подвижный кронштейн используя одновременно рычаг каждого сочленения моментально придаст орудию правильное положение, подходящее именно для текущих условий боя.

В сочетании с многосуставными ногами количество степеней свободы орудия увеличивается до огромных величин, ведь шагающее шасси позволяет очень быстро менять рост проекции робота, его наклон и направление движения.

Верх — как и голова человека, голова робота — это командный пункт всей орудийной платформы. В ней расположены все ключевые сенсоры — на максимальной высоте над землёй, дабы иметь наиболее полную картину поля боя. Относительно малый размер делает её более сложной мишенью относительно общей проекции тела робота, а подвижный шарнир позволяет охватывать сенсорами большее пространство не задействуя движение торса или ног.


В итоге мы получаем антропоморфного человекоподобного робота, который пусть и менее устойчивый и скоростной, чем робот на колёсном\гусеничном шасси, но при этом обладает куда большей манёвренностью и универсальностью позиционирования на поле боя, что делает его куда менее уязвимым для вражеского огня. Поведение такого робота, хаотично перемещающегося во всех направлениях по полю битвы будет дезориентировать и сбивать прицел противнику, которому придётся либо увеличивать плотность огня, либо намного более точно целиться. Тут врага будет ждать второй сюрприз — в отличие от солдат, робот идёт в атаку не боясь за свою жизнь. Его шаблон поведения — неистовый натиск и хладнокровная точечная работа по целям. Живой солдат на поле боя действует из укрытия и большую часть боекомплекта расходует на неприцельную настильную стрельбу. Несущийся зигзагами на врага и ведущий на ходу прицельный огонь робот будет вселять ужас в солдат противника, заставляя их вжиматься в землю или бежать в страхе, понимая, что машина только и ждёт момента поймать своими прицельными системами его голову, высунувшуюся из укрытия.

Антропоморфные роботы с высоким числом степеней свободы движения на сложных театрах военных действий будут на порядок более эффективны, чем гусеничные неповоротливые и слепые коробки, которым требуется много лишний движений на осуществление элементарных манёвров и прицеливание.

0
254

137 комментариев, по

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

Мир
#

Роботы, роботы, роботы... Если говорить о роботах, которые роботы, то человекоподобная хрень сей конструкции бесполезна - увы. Даже размером с человека или меньше, не говоря уже о всеми любимых гигантских. В тоже время самоходная броня для человека, размерам лишь немногим больше самого человека, с незначительным ограничением свободы движения человека, с добавлением дополнительных возможностей движения - да, это топ. 

 раскрыть ветвь  15
Грачев Андрей Валерьевич автор
#

Только вот технически обосновать её будет непросто - нуда девать все агрегаты, если внутри место занято человеком?

 раскрыть ветвь  14
Александр Романов
#

для начала нужно посмотреть у природы как выглядят существа полагающиеся на защиту это как раз что то танкоподобное 

а скоростные антропоморфные роботы блокируются банальными малокалиберными самонаводящимися птурми, которые даже сейчас проектируют но от производства останавливает только факт недостатка подходящих  целей на поле боя 

 раскрыть ветвь  7
Грачев Андрей Валерьевич автор
#

В городском бою полагаться на защиту особо не стоит- слишком много направлений вероятного нападения, танки в городе чувствуют себя очень неуютно. 

 раскрыть ветвь  6
Олег Казаков
#

Чтобы закончить на оптимистической ноте)))

Бегущий(!) за мятежниками ОБЧР ))) Еще больше всяких роботов там http://conceptrobots.blogspot.com/

Чудовище на гусеничном ходу))) Еще больше танков http://concepttanks.blogspot.com/

И вот вам маневренный гусеничный вариант)))

 раскрыть ветвь  1
 раскрыть ветвь  0
Валевич Георгий Владимирович
#

ХАнтропоморфные роботы - это влажные мечты от ночала ХIX и конца ХХ века и чуть раньше (от боевых тренржников марсиан Герберта Уэлса) пол  факту - никак. 

Или дистанционно управляемые платформы, или некоторые преакции собствекнного  носимогоо костбма ()примечание: вне зависимости от степени бронирования любая тактическая связка человек/машина при конитакте со 1ё52 мм снарядом превращается в желе. Ну, или сильно сильно , СИЛЬНО фантазируем.
Я  -= за фантастику!

 раскрыть ветвь  0
YuraShm
#

примитивные, медленно переползающие с одного места на другое мины, умеющие немного маскироваться, легко решат проблему шагохода просто повреждая ему ступню.

 раскрыть ветвь  10
Грачев Андрей Валерьевич автор
#

Они вообще любую проблему легко решат. Осталось наладить их массовое производство. Жаль только они не умеют идти в атаку и захватывать позиции неприятеля и против них будет моментально придумана эффективная тактика. Кстати, от какого источника энергии будут работать эти волшебные мины?

 раскрыть ветвь  9
Олег Казаков
#

Вместо плоского колеса можно поставить сферу. Шар можно катать в любую сторону

Получится маневренный и низкий, а значит малозаметный и менее уязвимый корпус. А высокий двуногий ОБЧР будет уводить отдачей от каждого выстрела из своих пукалок. И заметен он будет издалека. А значит уязвим. Единственное его преимущество - в городских условиях, в завалах и руинах.

 раскрыть ветвь  8
Грачев Андрей Валерьевич автор
#

Только на практике таких решений пока нет и невозможно судить, насколько они эффективны. Как эти шары будут работать на пересечённой местности? Насколько надёжная схема их движения?

 раскрыть ветвь  0
YuraShm
#

а зачем ему дырки напротив сфер-колес? чтобы легче подбить было? сменить-то такое колесо эта дырка не поможет...

 раскрыть ветвь  6
A for Ayatollah
#

Кароче пацаны расходимся. Это не ултимативное оружие, а обычный робот для условий городского боя. С фантдопом - мы сделали наконец-то охуительный ИИ, который может вести бой самостоятельно. 

 раскрыть ветвь  3
BOT№4
#

Самое забавное, что все упирается именно в ИИ. И он очень НЕ скоро достигнет таких вершин. Это я уже не говорю про то, насколько такие роботы будут прожорливы в плане энергии)

 раскрыть ветвь  0
Грачев Андрей Валерьевич автор
#

Ультимативное оружие это вообще вредный принцип для фантдопа, в жизни так не бывает. 

 раскрыть ветвь  1
BOT№4
#

Несущийся зигзагами на врага и ведущий на ходу прицельный огонь робот...


... Будет мгновенно уничтожен сидящим за укрытием врагом. Поверьте, стреляют издалека и на подавление не потому, что боятся смерти. Просто даже пару случайно залетевших пуль могут сильно навредить человеку. Роботу, в принципе, тоже. Так что в итоге у нас будут роботы, что все также сидят за укрытиями и стреляют на подавление.

К тому же, я напомню, что полноценная война ведется, в основном, не в городах. Города вообще захватывают с зубовным скрежетом. Обычная война идет в дикой местности. Ну, знаете, леса там, поля... зона видимости по 200+ метров. Ваш робот точно пробежит 200+ метров по полю, не получив примерно 1.5 тысячи попаданий? 

К тому же, гуманоидные роботы куда сложнее в производстве, чем мини-танк с пулеметом. Причем второе будет иметь отличную стабилизацию при стрельбе и может нести куда больше боекомплекта 

Кстати, по поводу ног: мне очень интересно посмотреть на эффективность колесных роботов в том же поле или лесу. Они увязнут в земле на первом десятке метров или на втором? Или вы будете делать для отдельных роботов колеса, сравнимые с колесами машины? 

Последняя часть вообще звучит смешно. Нет, если у вас есть куча роботов, а у врага "мешки с мясом" - да, вы победите, скорее всего. А еще вы победите, если у врага будут мечи и копья, а у вас автоматы и гранатометы. Думаю, намек тут понятен.
Кстати, верно подмечено, что вариант с андроидом хорош только если есть желание по мере надобности менять роботу оружие. Иначе проще (надежней, дешевле и эффективней) сделать сразу цельную конструкцию, заточенную под выполнение определенных задач. И почти гарантированно, это НЕ будет гуманоидная форма.

 раскрыть ветвь  8
Грачев Андрей Валерьевич автор
#

Это сферические доводы в стиле "робокоп против терминатора". Типа робот один, против него рота окопавшихся солдат, чистое поле, 200 метров. У всего есть своё применение. Коробки на колёсиках и гусеницах - это от технической отсталости. Как только Бостон даст нормального антропоморфа - он тут же пойдёт на фронт.

 раскрыть ветвь  7
YuraShm
#

также как боец в каске с гранатометом убивает в бою 50-тонный танк, с таким же успехом боец в экзоскелете (чтобы немного мощнее гранатомет поднять и быстрее бежать) вынесет 100-тонный шагоход с любым количеством ног.

Чем меньше боевой элемент, тем меньше он заметен и более маневренный. Будущее поле боя, на мой взгляд, за роем мелких беспилотников, пусть каждый из них несет всего по полкило тротилового эквивалента.

Вы думаете просто так Амазон испытывает модель доставки квадрокоптерами, которые получают посылку с дирижабля? Ну-ну...

 раскрыть ветвь  13
BOT№4
#

Кстати, по похожему пути пошли и США. Вместо того, чтобы бомбить ближний восток с самолетов, они перешли к более мелким дронам. Те, конечно, несут куда меньше боезапаса, зато получаются намного более дешевыми и выносливыми (расход топлива существенно меньше)

 раскрыть ветвь  4
Грачев Андрей Валерьевич автор
#

У бойца в экзоскелете есть ряд недостатков - он занимает внутри полезное место, которое могли бы занимать батареи, броня, двигатель и боеприпасы, а ещё этот боец смертен, устаёт, ошибается и испытывает сложные эмоции.

 раскрыть ветвь  7
A for Ayatollah
#

 голова робота — это командный пункт всей орудийной платформы. В ней расположены все ключевые сенсоры — на максимальной высоте над землёй, дабы иметь наиболее полную картину поля боя. Относительно малый размер делает её более сложной мишенью относительно общей проекции тела робота, а подвижный шарнир позволяет охватывать сенсорами большее пространство


без изобретения командирской башенки не обойтись. Но во всем мире ее заменили другие системы контроля поля боя.

 раскрыть ветвь  8
Грачев Андрей Валерьевич автор
#

Во всём мире пока только Boston Dynamics освоила производство прототипов антропоморфных роботов. И у них сенсорная часть так же расположена в "голове". Потому, что это логично и оправданно.

 раскрыть ветвь  7
A for Ayatollah
#

В размещении самих орудийных систем на выносных кронштейнах с суставами тоже есть значительный смысл — опять же подглядываем за природой: размещённое на условной «руке» орудие будет обладать значительно большей скоростью и точностью наведения благодаря многосуставчастости. 

для более наглядного подглядывания за природой рекомендую сделать два выстрела из крупнокалиберного охотничьего ружья или винтовки. В одном случае надо крепко прижать приклад к плечу, а во втором держа его на вытянутой безусловной руке (я бы рекомендовал для большей доходчивости напротив головы, но и так будет не плохо).

 раскрыть ветвь  9
Грачев Андрей Валерьевич автор
#

А если заменить крупнокалиберную винтовку на пневматический пистолет? Надо соотносить массу машины и отдачу носимого ею вооружения.

 раскрыть ветвь  8
A for Ayatollah
#

Середина — рабочая область робота, место сосредоточения важнейших узлов и агрегатов, силовой установки, боекомплекта и орудийных систем. Самый важный узел, как и у человека содержащий в себе жизненно важные органы и инструменты. Самая защищённая область машины и самая...

тяжелая. Чем выше ЦТ, тем менее устойчив механизм. Попадания 14мм пуль вызывает у танка только легкую щекотку. Но любой у кого есть карандашик и листик бумаги может прикинуть, что если прямоходу прислать в башню из пары стволов, то взникнет момент, который уронит андроида, прямо как Весельчака У...

 раскрыть ветвь  11
Грачев Андрей Валерьевич автор
#

Для этого в башню надо попасть. И если гусеничный танк движется линейно в одном направлении, то шогоход может маневрировать куда более изысканно, затрудняя прицельную стрельбу по его маленькой голове.

 раскрыть ветвь  10
A for Ayatollah
#

Ноги — самый универсальный вид наземного транспорта в живой природе и очень перспективное шасси для боевых машин. 

ноги это продукт эволюции, так как "изорбрести" колесо природа не сомгла. В ногах, как в любых возвратно-поступательных механизмах огромные потери энергии (именно поэтому человек на велосипеде быстрее себя идущего пешком, а человек на велосипеде с контактными педалями еще быстрее).

Главное преимущество передвижения на ногах — возможность мгновенной смены направления движения. 

Только в мире. где отсутствует инерция. Там где она присутствует, колеса/гусеницы позволят сменить направление быстрее при прочих (в первую очередь масса и скорость) равных. Там где танк поедет боком вспахивая целину, прямоход поломает себе все суставы, превысив порог торсионной жесткости.

 раскрыть ветвь  14
Грачев Андрей Валерьевич автор
#

Давно танк научился ездить боком, не поворачивая предварительно всё шасси на 90 градусов? К человеку на велосипеде тот же вопрос.

 раскрыть ветвь  13
A for Ayatollah
#

В конструкции робота человек снова обратил свой взор на живую природу, которая миллионы лет методом проб и ошибок искала оптимальные форм-факторы для живых существ.

Я так понимаю речь идет об андроидах. Роботах выполненных в форм-факторе человек прямоходящий. Я вас разочарую, но это не самый оптимальный фф. Даже если отвлечься от того, что самого оптимального для земли не существует. Даже если забыть про то, что люди в зависимости от места проживания, разные, хот казалось бы живут в одних условиях от 40 до 10 тыс лет.

Человеческий фф заточен под использование сменных орудий и амуниции, если у вас нет нужды атаковать копьем или хотя бы выдвать новобранцу АК и кирзачи со склада, то большая часть преимущества испаряется.

 раскрыть ветвь  14
Грачев Андрей Валерьевич автор
#

Я подробно описал, почему в бою антропоморфный форм-фактор куда выгоднее, чем колёсно\гусеничное шасси и почему паукообразный робот если и возможен - то избыточно сложен и неэффективен.

 раскрыть ветвь  13
A for Ayatollah
#

- Инженер! В комментариях есть инженер?

- Я инженер! А что случилось?

- Коллега, что за ерунду мы только что прочитали?

 раскрыть ветвь  1
Грачев Андрей Валерьевич автор
#

Нужно уточнить у фотографа!

 раскрыть ветвь  0
Написать комментарий
5 542 85 20
Наверх Вниз