يستخدم الناتو ذاكرة MUSCLE للعثور على الألغام

MUSCLE الحكم الذاتي نشر المركبات تحت الماء. الصورة مجاملة من CMRE

تتواصل المركبات تحت الماء وتتخذ القرارات وتعمل كفريق واحد

يجمع مركز الناتو للبحوث البحرية والتجريب (CMRE) في لا سبيتسيا ، إيطاليا ، بين الذكاء والعضلات من أجل حل تحد معقد للحرب: العثور على الألغام وتدميرها في مياه غامضة في الساحل.

طورت CMRE مركبات تجريبية بدون طيار للتجريب. الآن تطور هذه المركبات للتواصل والتعاون مع بعضها البعض ، ولحل المشاكل من تلقاء نفسها.

وفقًا لمدير CMRE ، الدكتورة كاثرين وارنر ، يحاول المركز تحديد المكان الذي تناسب فيه الأنظمة غير المأهولة العمليات ، والقيام بالعلوم لجعلها أفضل وأكثر ذكاءً وقابلية للتشغيل المتبادل وذاتية الاستقلال وأكثر فعالية.

هذا ترتيب طويل ، لكن الإجابة المختصرة هي أن علماء ومهندسي CMRE قاموا بتكييف المركبات الحالية غير المأهولة للعمل كفريق واحد.
طوّرت CMRE JANUS ، وهو بروتوكول منظمة حلف شمال الأطلسي القياسي للتواصل بين أجهزة المودم الصوتية تحت الماء ، وإطار العمل التعاوني الموزع والمفصل (D2CAF) ، بحيث يمكن لشبكة من المركبات غير المأهولة تحت الماء (UUVs) التحدث مع بعضها البعض والعمل معًا. مع D2CAF ، يشارك فريق المركبات المعالجة بين UUVs المختلفة ، والمرافقة "بوابة" مركبة سطحية غير مأهولة (USV) إذا كانت موجودة ، وكلها متصلة بواسطة JANUS.

في قلب هذا الجهد ، توجد مركبة تجريبية تابعة لشركة CMRE في شركة General Dynamics Mission Systems Bluefin-21 بدون طيار تحت الماء (UUV) ، والتي تم تكييفها كمنصة Minehunting UUV لمنصة تجارب Shallow Water Covert Littoral Expeditions (MUSCLE).

استفادت CMRE من الهندسة المعمارية المفتوحة والوحدة النمطية لجهاز Bluefin -21 لتزويدها بسونار الفتحة التايلندية (SAS) ، بحيث يمكنها النظر في المساحات الكبيرة وتغطيتها بسرعة عالية الدقة. يحتوي MUSCLE على ذاكرة داخلية مع مكتبة رقمية من الكائنات لمساعدتها في إجراء التعرف التلقائي على الهدف (ATR). يمكنه التعرف على الكائنات وتصنيفها في الوقت الفعلي ، وينظر في عوامل مثل جودة البيانات وتعقيد المنطقة لتحديد تهديد ومستوى اليقين. يمكنها بعد ذلك التخطيط لمهمتها لتقليل عدم اليقين هذا. وباستخدام D2CAF ، يمكنها تنفيذ هذه المهام كفريق واحد.

لتجربته ، احتاج CMRE إلى نظام قوي ومتين وموثوق.

قال روب بن ، نائب رئيس قسم هندسة CMRE: "هذا هو بالضبط MUSCLE". قطاع. "لقد حصلنا على Bluefin-21 لفترة طويلة. وعلى مر السنين ، وبالتعاون مع Bluefin ، جعلناها أكثر نموذجية. "

UUV MUSCLE و BLACK CAT على متن NRV ALLIANCE قبل المشاركة في GAMEX'17. (الصورة: الناتو CMRE) MUSCLE و BLACK CAT في تمرين GAMEX '17)

قيل أن CMRE بدأ مع Bluefin مع سونار فتحة اصطناعية مدمجة لديه القدرة على متابعة بيانات سجل نقاط الطريق المبرمجة مسبقًا. "سيتعين علينا استعادة السيارة وتفريغ البيانات بعد كل تشغيل. ولكن مع التعاون بين العلماء والمهندسين لدينا ، يمكنك معرفة ما يمكن القيام به الآن. إنه يحتوي على كلاً من وحدات المعالجة المركزية ووحدات معالجة الرسومات - وحدات المعالجة المركزية ووحدات المعالجة الرسومية - بحيث يمكنها القيام بالكثير من المعالجة المتوازية. لقد مكننا Bluefin MUSCLE من الرؤية تحت الماء في الوقت الفعلي ، وبالتالي من خلال النظر إلى الصور ، حدد ما يجب القيام به بعد ذلك. "

قيل إن MUSCLE يمكن أن يبدأ بنمط بحث 'المبرد' ، واعتمادًا على رؤية وأداء سينور ، الذي يعتمد على البيئة في ذلك الوقت ، فإنه يحدد تباعد نمط المبرد. "أنت لا تريد أن يكون لديك فجوات ، لذلك تحتاج إلى تحسين ذلك. تتمثل ميزة توفر هذه البيانات والقدرة على معالجة ذلك على متن الطائرة في أنه يمكنك اتخاذ هذه القرارات بخطى حثيثة ، بحيث يمكنك التأكد من عدم وجود فجوات. عندما يرى شيئًا ما ، يستخدم المودم الصوتي تحت الماء لإرسال رسالة إلى عوامة البوابة ويعيدها عوامة البوابة إلى السفينة ، ويمكنهم رؤية عمليات الاكتشاف في الوقت الفعلي. هناك برنامج التعرف الآلي على الهدف على متن السيارة حتى يتمكن من تحديد أن هذا هو نوع الهدف ، مع وجود درجة من الاحتمال. إذا اكتشفت تموجات الرمل ، فيمكنها تحسين موقعها بالنسبة إلى تموج الرمل للحصول على مظهر أفضل. مع الاستقلالية التعاونية ، يمكنه أيضًا تكليف المركبات الأصغر بالمرور وتفقد سلسلة من الاكتشافات ، وجمع خلاصات الفيديو ، والتي بدورها ، يمكن إعادة تغذيتها إلى السفينة ".

صرحت الدكتورة ساثا دوجلاي ، مديرة برنامج الإجراءات المضادة للمناجم البحرية المستقلة في CMRE ، أن المركز قام بتكييف بلوفين -21 آخر كقاعدة تعاونية للاختبار الذاتي - أطلق عليها اسم Black CAT - لإظهار D2CAF من خلال جعل MUSCLE و Black CAT يعملان معًا. يحتوي MUSCLE على ملف تعريف تيار دوبلر صوتي يقوم باكتشاف الاتجاه والسرعة الحاليين ، ويمكن إعادة برمجة أنماط البحث الخاصة به لحساب التيارات. تم تزويد Black CAT ، التي تستضيف إصدارًا من D2CAF وتستخدم لإعادة الاستحواذ ، بسونار Teledyne Blueview 900 المتقدم (FLS) ، وكاميرا بصرية ، وسونار Blueview 2.25MHz متعدد الشعاع ثلاثي الأبعاد ، وكاميرا ARIS. تمتلك CMRE أيضًا زوجًا من مركبات Konsgberg Hydroid REMUS 100 مع سونار جانبي ومؤسس صدى متعدد الشعاع (MBES) لإعادة الاستحواذ ، وجهاز IQUA Robotics SPARUS UUV مع ARIS لإعادة الاسترداد وتحييد المحاكاة.

إذا لم تتمكن MUSCLE من التواصل مباشرة مع إحدى مركباتها المتعاونة ، فيمكنها استخدام العوامة على بوابة USV مثل CMR's LiquidRobotics WaveGlider ، لنقل الرسائل من مركبة مغمورة إلى أخرى ، أو العودة إلى النظام الأساسي المضيف.

"يمكنهم جميعًا أداء مهام مختلفة" ، قال دوجلاي. "على سبيل المثال ، تخرج MUSCLE ، وتجري مسحًا واسع النطاق ، وتكتشف الاكتشافات. لدى BlackCAT كاميرا بصرية ومؤسس صدى متعدد الحزم يتطلع إلى الأمام لإجراء عملية استعادة للهدف. لذلك هما مركبتان متشابهتان من Bluefin تم تكييفهما للقيام بأشياء مختلفة

"إن تحليل ما شاهدته ، والتصميم على ما يجب القيام به بعد ذلك من قبل مجموعة من المركبات ، يتم في خطوة على متن MUSCLE" ، قال Dugelay. "يمكن أن تحدد MUSCLE خطر عدم وجود شيء ما لم يتم العثور عليه ، ويمكن أن تضع خريطة مخاطر مركبة إما للعودة إلى البحث في منطقة ما أو نشر مركبات أخرى ، مثل Black CAT ، للنظر أقرب وتقليل هذا الخطر ".
تقوم CMRE بإجراء اختبارات في المياه ، وقد قامت بدمج أنظمتها في التدريبات التشغيلية مثل تجربة ARIADNE Mine المضادة لتدابير مكافحة الألغام (GAMEX) وممارسة تدابير مكافحة الألغام الإسبانية والإيطالية (MINEX).

يمكن للمركز أيضًا الاستفادة من إمكاناته الواسعة للنمذجة والمحاكاة لتقييم الأنظمة التعاونية المستقلة ومفاهيم التشغيل في بيئات التشغيل المختلفة والمعقدة.

عن المؤلف
إدوارد لوندكويست هو كابتن البحرية الأمريكية المتقاعد الذي يكتب بشكل متكرر لبرنامج Marine Technology Reporter. سافر إلى لا سبيتسيا ، إيطاليا للإبلاغ عن هذه القصة.