Το ΝΑΤΟ χρησιμοποιεί μνήμη MUSCLE για να βρει ορυχεία

MUSCLE Αυτόνομη Υποβρύχια Ανάπτυξη Οχημάτων. Φωτογραφία ευγενική προσφορά της CMRE

Τα υποβρύχια οχήματα επικοινωνούν, λαμβάνουν αποφάσεις και εργάζονται ως ομάδα

Το Κέντρο Ναυτικής Έρευνας και Πειραματισμού (CMRE) του ΝΑΤΟ στη La Spezia της Ιταλίας συνδυάζει μυες και μυς για την επίλυση μιας σύνθετης πρόκλησης πολέμου: εύρεση και καταστροφή ναρκών στα σκοτεινά νερά της ακτογραμμής.

Η CMRE έχει αναπτύξει πειραματικά μη επανδρωμένα οχήματα για πειραματισμό. Τώρα εξελίσσεται αυτά τα οχήματα για να επικοινωνούν και να συνεργάζονται μεταξύ τους και να επιλύουν τα προβλήματα από μόνοι τους.

Σύμφωνα με τον διευθυντή της CMRE Catherine Warner, το κέντρο προσπαθεί να καταλάβει πού τα μη επανδρωμένα συστήματα ταιριάζουν καλύτερα στις επιχειρήσεις και να κάνει την επιστήμη να τα κάνει καλύτερα, πιο έξυπνα, διαλειτουργικά, αυτόνομα και πιο αποτελεσματικά.

Αυτή είναι μια ψηλή τάξη, αλλά η σύντομη απάντηση είναι ότι οι επιστήμονες και οι μηχανικοί της CMRE έχουν προσαρμόσει υπάρχοντα μη επανδρωμένα οχήματα για να δουλέψουν ως ομάδα.
Η CMRE ανέπτυξε το JANUS, το πρότυπο πρωτόκολλο του ΝΑΤΟ για την επικοινωνία μεταξύ των υποβρύχιων ακουστικών μόντεμ και το D2CAF (D2CAF), έτσι ώστε ένα δίκτυο μη επανδρωμένων υποβρυχίων οχημάτων (UUVs) να μπορούν να συνομιλούν μεταξύ τους και να συνεργάζονται. Με το D2CAF, η ομάδα των οχημάτων μοιράζεται τη μεταποίηση μεταξύ των διαφόρων UUVs και συνοδεύει το μη επανδρωμένο όχημα επιφανείας (USV), εάν υπάρχει, όλα συνδεδεμένα από τον JANUS.

Στο επίκεντρο της προσπάθειας βρίσκεται το μη επανδρωμένο υποβρύχιο όχημα (UUV) της General Dynamics Mission Systems της CMRE, το οποίο έχει προσαρμοσθεί ως πλατφόρμα πειραματισμού για το Minehunting UUV για τις Μικρές Αποστειρωμένες Θαλάσσιες Αποστολές (MUSCLE).

Η CMRE εκμεταλλεύτηκε την ανοιχτή αρχιτεκτονική και το modularity του Bluefin -21 για να το εξοπλίσει με ένα σόναρ συνθετικής διάτρησης Thales (SAS), ώστε να μπορεί να κοιτάζει και να καλύπτει μεγάλες περιοχές γρήγορα με υψηλή ανάλυση. Το MUSCLE διαθέτει ενσωματωμένη μνήμη με ψηφιακή βιβλιοθήκη αντικειμένων για να βοηθήσει στην αυτόματη αναγνώριση στόχων (ATR). Μπορεί να αναγνωρίσει και να ταξινομήσει αντικείμενα σε πραγματικό χρόνο και θεωρεί παράγοντες όπως η ποιότητα των δεδομένων και η πολυπλοκότητα της περιοχής για να καθορίσουν την απειλή και το επίπεδο βεβαιότητας. Στη συνέχεια, μπορεί να προγραμματίσει την αποστολή της να μειώσει αυτή την αβεβαιότητα. Και με το D2CAF, μπορεί να πραγματοποιήσει αυτές τις αποστολές ως ομάδα.

Για τον πειραματισμό της, η CMRE χρειαζόταν ένα σύστημα που να είναι γερό, ανθεκτικό και αξιόπιστο.

"Αυτό ακριβώς είναι το MUSCLE", δήλωσε ο Rob Been, αναπληρωτής επικεφαλής της μηχανικής της CMRE. Διαίρεση. "Είχαμε το Bluefin-21 για πολύ καιρό. Και με την πάροδο των ετών, με τη συνεργασία του Bluefin, το έχουμε κάνει πιο αρθρωτό. "

Τα MUSCLE και BLACK CAT UUVs επί του σκάφους της NRV ALLIANCE πριν από τη συμμετοχή τους στο GAMEX'17. (Φωτογραφία: ΝΑΤΟ CMRE) MUSCLE και BLACK CAT στην GAMEX '17 Άσκηση)

Είχε πει ότι η CMRE ξεκίνησε με ένα Bluefin με ενσωματωμένο σόναρ συνθετικής διάτρησης που είχε τη δυνατότητα να ακολουθήσει τα προ-προγραμματισμένα δεδομένα καταγραφής πορείας. "Θα πρέπει να ανακτήσουμε το όχημα και να απορρίψουμε τα δεδομένα μετά από κάθε εκτέλεση. Αλλά με τη συνεργασία μεταξύ των επιστημόνων και των μηχανικών μας, μπορείτε να δείτε τι μπορεί να κάνει τώρα. Έχει τόσο επεξεργαστές όσο και μονάδες GPU - κεντρικές μονάδες επεξεργασίας και μονάδες γραφικής επεξεργασίας - έτσι μπορεί να κάνει πολλή παράλληλη επεξεργασία. Έχουμε ενεργοποιήσει το Bluefin MUSCLE για να δούμε υποβρύχια σε πραγματικό χρόνο, και επομένως εξετάζοντας τις εικόνες, καθορίστε τι να κάνετε στη συνέχεια. "

Είχε πειστεί ότι το MUSCLE μπορεί να ξεκινήσει με ένα πρότυπο αναζήτησης «καλοριφέρ» και ανάλογα με την ορατότητα και την απόδοση του senor, που βασίζεται στο περιβάλλον εκείνη τη στιγμή, καθορίζει την απόσταση του μοτίβου του ψυγείου. "Δεν θέλετε να έχετε κενά, γι 'αυτό πρέπει να το βελτιστοποιήσετε. Το πλεονέκτημα ότι διαθέτετε αυτά τα δεδομένα και την ικανότητα να επεξεργαστείτε αυτό στο σκάφος είναι ότι μπορείτε να κάνετε αυτές τις αποφάσεις σε βηματισμό, ώστε να μπορείτε να βεβαιωθείτε ότι δεν έχετε κενά. Όταν βλέπει κάτι, χρησιμοποιεί το υποβρύχιο ακουστικό μόντεμ για να στείλει ένα μήνυμα στον πύργο της πύλης και ο πύργος πύλης το στέλνει πίσω στο πλοίο και μπορούν να δουν τις ανιχνεύσεις σε πραγματικό χρόνο. Υπάρχει αυτοματοποιημένο λογισμικό αναγνώρισης στόχου στο όχημα, ώστε να μπορεί να καθορίσει ότι πρόκειται για αυτόν τον τύπο στόχου, με βαθμό πιθανότητας. Αν ανιχνεύσει κυματισμούς άμμου, μπορεί να βελτιστοποιήσει τη θέση του σε σχέση με την κυματοειδή άμμο για καλύτερη εμφάνιση. Με συνεργατική αυτονομία, μπορεί επίσης να αναθέσει σε μικρότερα οχήματα να παρακολουθήσουν μια σειρά ανιχνεύσεων, συλλέγοντας τροφοδοσίες βίντεο, οι οποίες με τη σειρά τους μπορούν επίσης να διοχετευθούν στο πλοίο ".

Ο Δρ Samatha Dugelay, υπεύθυνος προγράμματος για αυτόνομα ναυτικά αντίμετρα στην CMRE, δήλωσε ότι το κέντρο έχει προσαρμόσει ένα άλλο Bluefin-21 ως δοκιμαστικό συνεργείο συνεργασίας με το όνομα Black CAT - για να αποδείξει ότι το D2CAF λειτουργεί με MUSCLE και Black CAT. Το MUSCLE διαθέτει ένα προφίλ ακουστικού Doppler ρεύματος που ανιχνεύει την τρέχουσα κατεύθυνση και ταχύτητα και μπορεί να επαναπρογραμματίσει τα πρότυπα αναζήτησης για να υπολογίσει τα ρεύματα. Το Black CAT, το οποίο φιλοξενεί μια έκδοση του D2CAF και χρησιμοποιείται για την εκ νέου απόκτηση, είναι εξοπλισμένο με οπτικό σόναρ (FLS) Teledyne Blueview 900, οπτική κάμερα, sonar πολλαπλών ακτίνων Blueview 2.25MHz και κάμερα ARIS. Η CMRE διαθέτει επίσης ένα ζεύγος οχημάτων Konsgberg Hydroid REMUS 100 με sonar πλευρικών ανιχνευτών και ακουστικό πολλαπλών ακτίνων (MBES) για επαναπροσέγγιση και ένα IQUA Robotics SPARUS UUV με ARIS για επαναδραστηριοποίηση και προσομοίωση εξουδετέρωσης.

Εάν το MUSCLE δεν μπορεί να επικοινωνήσει απευθείας με ένα από τα συνεργαζόμενα οχήματα του, μπορεί να χρησιμοποιήσει τον πύργο πύλης σε ένα USV, όπως το LiquidRobotics WaveGlider της CMRE, για να μεταδίδει μηνύματα από ένα βυθισμένο όχημα σε άλλο ή πίσω στην πλατφόρμα υποδοχής.

"Όλοι μπορούν να εκτελέσουν διαφορετικά καθήκοντα", δήλωσε ο Dugelay. "Για παράδειγμα, το MUSCLE σβήνει, διεξάγει την ευρεία έρευνα και εντοπίζει τις ανιχνεύσεις. Το BlackCAT διαθέτει μια οπτική κάμερα και έναν ηχητικό ηχοβολόμετρο πολλαπλών ακτίνων προς τα εμπρός για να διεξάγει την εκ νέου απόκτηση του στόχου. Έτσι είναι δύο παρόμοια Bluefin οχήματα που έχουν προσαρμοστεί για να κάνουν διαφορετικά πράγματα

"Η ανάλυση του τι έχει δει και η αποφασιστικότητα για το τι χρειάζεται να γίνει στη συνέχεια από την ομάδα των οχημάτων γίνεται μέσα από το σκάφος στο MUSCLE", δήλωσε ο Dugelay. "Το MUSCLE μπορεί να καθορίσει τον κίνδυνο ότι μπορεί να υπάρχει κάτι που δεν έχει βρεθεί και μπορεί να αναπτύξει έναν σύνθετο χάρτη κινδύνων για να επιστρέψει στην περαιτέρω αναζήτηση μιας περιοχής ή να αναπτύξει άλλα οχήματα, να προσεγγίσουν και να μειώσουν αυτόν τον κίνδυνο. "
Η CMRE διεξάγει δοκιμές σε νερό και έχει ενσωματώσει τα συστήματά της σε επιχειρησιακές ασκήσεις όπως το Ελληνικό Πείραμα ARIADNE Mine Countermeasure (GAMEX) και οι ισπανικές και ιταλικές ασκήσεις καταπολέμησης των ναρκών (MINEX).

Το κέντρο μπορεί επίσης να αξιοποιήσει τις εκτεταμένες δυνατότητες μοντελοποίησης και προσομοίωσης για να αξιολογήσει τα συνεργατικά αυτόνομα συστήματα και έννοιες λειτουργίας σε διάφορα και σύνθετα περιβάλλοντα λειτουργίας.

Σχετικά με τον Συγγραφέα
Ο Edward Lundquist είναι συνταξιούχος καπετάνιος του Ναυτικού που γράφει συχνά για το Reporter για την τεχνολογία της θάλασσας. Ταξίδεψε στη La Spezia της Ιταλίας για να αναφέρει αυτήν την ιστορία.