Зграї механічних мух, бджіл та павуків, що окремо не надто винахідливі, можуть бути об'єднані в дуже розумні мережі для розвідки й спостереження. За минуле десятиліття набір телеметричних датчиків змінювався з декількох помітних механічних об'єктів на автономні, самохідні, комахоподібні пристрої, які можуть підніматися на стіни або стрибати по сходам а потім переходити в режим бездіяльності, поки шум руху або вібрація не активують їх.

Онуки й правнуки “WolfPack”, мережі з наземних датчиків розміром з банку кави, що скидаються з літака, будуть мати вигляд павуків, коників-стрибунців, бджіл із приладами спостереження й бабок, обладнаних датчиками.
При розробці WolfPack компанія BAE Systems вирішила проблему об'єднання набору дешевих, не дуже розумних датчиків, у дуже розумну мережу. Така мережа може, наприклад, контролювати й аналізувати комунікації неподалік й відображати інформаційний потік. Потім вона може запустити перешкоди або навіть завантажити в потік алгоритми, які зчитають дані, атакують стек комунікаційного протоколу або перехоплять керування інформаційним потоком супротивника іншим способом. Друге покоління WolfPack одержало рухову установку для керування модулями та перезарядження батарей.

“Передові комунікації можуть перевести розвідку й спостереження на полі бою в режим реального часу, - розповідає генерал-лейтенант Дейв Дептула (Dave Deptula), заступник начальника штабу ВПС США по розвідці. - Сьогодні ці розвіддатчики перетворені у вузли дійсно глобального мережевого комплексу”.
Однак сьогодні можливості автономності, організації мережі й польоту вже не досить. Камуфляж, дезінформація, автономна обробка даних і передових мікросистем використовуються, щоб спроектувати набагато більш складних нащадків WolfPack. Дослідження підтримується рядом компаній, очолюваних Micro Autonomous Systems and Technology (MAST) і Collaborative Technology Alliance.

Розробка механічних жуків, що також використовує біологію, психологію тварин і біоніку спонсорується армією США. Субсидування в розмірі 37$ мільйонів, розраховане на п'ять років, одержала компанія BAE Systems. Ряд підприємств малого бізнесу, субпідрядників і університетів забезпечує спеціалізовані матеріали, технології й дослідження. Збройні сили вже думають, як використовувати нові джерела даних.

Інші дослідники вивчають ефективність біонічних проектів пристроїв зі споживанням у тисячу разів менше ніж нинішні пристрої. Наприклад, відповідно до недавніх досліджень, кит використовує не більше 12 вольт, щоб прогнати 1 000 літрів крові через більш ніж 100 кілометрів вен і артерій єдиним скороченням свого серця. Університет Меріленду використовує слуховий механізм мухи, пару механічних вух, щоб створити мініатюрні акустичні приймачі для “штучної мухи”- мікро БПЛА, що зможе проникнути в недоступні місця. Також вивчається клейкість і малий коефіцієнт тертя поверхні рослин і тварин.

“Ми намагаємось розширити наші здібності, поєднуючи традиційний розвіддатчик з новими технологіями, - розповідає Дептула. - Через п'ять років я хотів би, щоб термін 'нетрадиційний розвіддатчик ' зник. Якщо це датчик, то не має ніякого значення, на якій платформі він зібраний”.
Те, на що в остаточному результаті будуть схожі штучні тварини, що працюють групами, буде визначено в майбутньому. Павуки, коники, бджоли й бабки можуть поступитися чомусь ще. Незалежно від заключної біологічної форми в продуктів MAST будуть деякі загальні риси WolfPack. Однак кожен елемент нових систем буде набагато меншим й трохи менш здібним, ніж елементи WolfPack.

Ось цілі цього дослідження: наслідування рою комах для комунікації й роботи; копіювання біологічної рухливості комах і птахів; пристосування університетських досліджень до дуже маленьких біонічних роботів.
“Подумайте про те, як літає колібрі, - розповідає Аарон Пінкасік (Aaron Penkacik) з компанії BAE Systems. - Аеродинаміка зовсім відмінна від аеродинаміки літака або навіть маленького БПЛА. Таким чином, питання в тому, чи можемо ми наслідувати біомеханічні функції при побудові деяких із цих маленьких роботів?” Як відповідь команда з Гарварда побудувала й продемонструвала механічну бабку.

“І що ж ми можемо розмістити в цій бабці? - запитує Пінкасік і потім відразу дає відповідь. - Це може бути блок радіорозвідки, камера, детектор хімічної або біологічної зброї, акустичний пристрій або магнітометр”.
Друга група розробляє механічного коника. “Дивно, як далеко він зміг просунутися за один стрибок, - продовжує він. - Ми також дивимося на те, як плазуючі комахи піднімаються на стіну і якщо існує спосіб механічно повторити поверхню ноги павука то ми зможемо відтворити біонічне прилипання до стіни.”
Дослідники вивчають ці дуже складні особливості проводячи системний аналіз і дослідження витрат, щоб визначити, на що буде схожий рій цих істот і як він буде працювати. Місія полягає в тому, щоб проникнути в міський будинок, що знаходиться неподалік.

“Ви хочете контролювати якийсь об'єкт, тому що ви підозрюєте, що там можуть виготовлятись ракети, - пояснює Пінкасік. - На що був би схожий рій, якби ви розгорнули його, щоб забезпечити спостереження протягом тижня? Система включала б літаючого робота з камерою, що висадиться на будинку через вулицю. Можливо, він перебуває в сплячому режимі, поки акустичний або сейсмічний датчик на плазуючому роботі [у будинку цілі] не виявить прибуття транспортного засобу. За допомогою спеціальної мережі датчики прокинуться й почнуть місію спостереження. Ви зможете відстежити діяльність і ввести додаткових роботів у рій”.

Децентралізоване злиття даних досліджується як спосіб внести більше розумності в рій. Якби кожен робот забезпечував окремий потік даних, то рій би перевантажив контрольний прилад розміром зі смартфон. Потрібно перетворити масу даних розвідки в очищений потік корисних даних за допомогою розподільної обробки, саме цим і займаються в компанії BAE Systems Australia у Сіднейському університеті.
“Кожен робить свій маленький шматочок обробки - і так можна виконати більші алгоритми за допомогою безлічі процесорів мікромасштабу, - розповідає Пінкасік. - Це схоже на використання домашніх комп'ютерів для розв'язання надзвичайно складних математичних завдань замість того, щоб купувати суперкомп'ютер”.

Але це також означає додаткові системні дослідження. Скільки відсотків обробки може бути зроблено роботами й скільки може бути зроблено переносним пристроєм зв'язку оператора рою? Також необхідно врахувати ширину смуги пропускання (діапазон частот) для передачі даних фахівцям з аналізу розвідувальних даних і операторам.

“Ми керуємо 40$-мільйонною військовою програмою, що розробляє мікромеханічних роботів. Ви змушуєте роботів наслідувати біологічних об'єктів такого ж розміру, і вони дають вам нові способи доставляти корисний вантаж”, - розповідає Карл Броммер (Karl Brommer) з інноваційного центру BAE Systems. - У мене є досить надійний Ipod Nano розміром з великий палець, із двома гігабайтами пам'яті, цифровим процесором сигналів, підсилювачем потужності, і все це всього за 40$. Ми можемо зробити пристрої, аналогічні цьому в нашій області. Ми намагаємося скористатися такими дешевими комерційними технологіями, як, наприклад, спроектовані матеріали (приміром, світлодіоди видрукувані на полімері. Вони можуть бути надруковані на рулоні, і вам потрібно тільки вирізати потрібний шматок).

Робота компанії MAST включає навіть використання нанотехнологій, таких як мініатюрні радіоботи з наднизькою витратою енергії. Це важливо для створення роботожуків і інших комах, також як і крила із сонячними батареями й ногами, що функціонують як антени.
Електроніка пропонує набір рішень, що включає значну обробку даних маленькими пакетами спеціальної електроніки для виконання місії й керуючих схем для того, щоб рухатися, - і всі вони повинні бути розміщені в маленьких роботах.

“Світ "інтегральних систем", що об'єднує радіо, харчування й цифрову електроніку, дуже важливий для нас, - розповідає Пінкасік. - Ми вже бачимо їхнє застосування в розвідці й комунікаціях, у них є загальні стандартні блоки. Компанії повинні інвестувати в будівництво інших компонентів, які дозволять застосувати їх в різних сферах: наприклад як гетеродини, цифрові радіоглушники, фільтри й елементи системної архітектури”.

За матеріалами: infuture.ru