Хронограф
18152229
29162330
310172431
4111825
5121926
6132027
7142128

<декабрь>

Путеводители

Кибернасекомые пугают демонстрантов

Электронные копии животных становятся все меньше и все меньше отличаются от настоящих. Только умеют гораздо больше

  
Робот-муха, созданная на факультете прикладных и технических наук Гарвардского университета в лаборатории Роберта Вуда (Robert Wood), весит всего 60 мг. Ее успешные испытания прошли этим летом в присутствии военных из Агентства перспективных исследований (DARPA) министерства обороны США, финансировавшего разработку. Фото: Robert J. Wood/Harvard School of Engineering and Applied Sciences
Британский The Telegraph разместил на своем сайте сообщение, которое напоминает сюжет с одушевленным комаром из Пушкинской «Сказки о царе Салтане».

Чуду царь Салтан дивится,
А комар-то злится, злится —
И впился комар как раз
Тетке прямо в правый глаз.
Повариха побледнела,
Обмерла и окривела.
Слуги, сватья и сестра
С криком ловят комара.

Минувшим летом участники антивоенной демонстрации в Вашингтоне заметили, что над их головами вьются странные насекомые, похожие на микроскопические вертолеты. Справедливости ради надо сказать, что прецеденты уже бывали. В 2004 году на предвыборном съезде Республиканской партии один из делегатов обнаружил в воздухе крупную черную стрекозу, на стрекозу не похожую. На этом основании делается вывод об использовании американскими спецслужбами против гражданского населения насекомоподобных роботов для сбора развединформации. Также эти чудеса шпионской технологии якобы способны уничтожать людей при помощи смертельных инъекций.

Однако есть основания отнестись к этому сообщению скептически. Во-первых, значительный процент участников протестных движений — люди специфические, склонные обвинять власть во всех смертных грехах и усматривать её злой умысел даже там, где его быть не может. Поэтому и смотрят они на мир через особую призму, которая может трансформировать майского жука в летающую тарелку. А допущение о кибернетических «комарах» явно входит в противоречие с принципом Оккама: спецслужбам США в связи с их особыми полномочиями, полученными после 11 сентября 2001 года, значительно проще и экономичнее прослушивать телефонные разговоры «протестантов» и внедрять в их среду тайных агентов.

Во-вторых, стрекоза, не похожая на стрекозу, на республиканском съезде, — это типичный предвыборный черный пиар. Дело в том, что в 2004 году директором ЦРУ был Джордж Тенет (George J. Tenet) — ставленник демократов. Республиканцам всеми силами хотелось показать, как демократы вероломно попирают американскую конституцию. Поэтому голосование за их кандидата равносильно отказу от столь чтимой в США свободы. 

Однако это вовсе не означает, что такого рода шпионских приспособлений нет и быть не может. Просто использование их на «внутреннем рынке» и не оправдано экономически, и чревато ненужными разбирательствами в сенатских комиссиях. Проанализируем военный и идущий с ним рука об руку спецслужбистский мейнстрим в области хайтековских разработок. Научно-популярный британский еженедельник New Scientist на основании экспертного опроса опубликовал в прошлом году рейтинг наиболее перспективных видов вооружений, где первую позицию занимают автономные боевые устройства — роботы. И, следовательно, на их создание затрачиваются значительные интеллектуальные и финансовые усилия. Прекрасное тому подтверждение — грандиозный бюджет программы Пентагона по созданию «солдата будущего» с фантастическим бюджетом в $127 млрд. Программа, продолжающаяся уже более двадцати лет и не давшая пока ни одного полностью вызревшего плода, включает в себя самые разнообразные разработки. Среди них запланирован даже робот-хирург, который должен оперировать раненых солдат на поле боя. Конечно же, режет и сшивает людей он не вполне самостоятельно, а под управлением удаленного оператора.

  
Прототип беспилотного самолета FCS Class I OAV, испытанный в ходе учений в феврале уходящего года, так понравился американским военным, что они не хотели его возвращать на доработку. Фото: US Army
Основные усилия направлены на создание в рамках программы Future Combat Systems боевого робота, предназначенного для уничтожения неприятеля. Неразумным врагам США он будет явлен в виде интеллектуального танка, имеющего мощное вооружение. Однако по самым оптимистичным прогнозам произойти это должно не ранее начала следующего десятилетия. На настоящий момент испытана лишь навигационная система танка-робота: четыре машины преодолели в калифорнийской пустыне 132-мильную полосу препятствий без какого бы то ни было участия человека. Но множество вопросов остается пока ещё не решенными. И главный из них — идентификация противника, что, например, в Афганистане и в Ираке, где американские солдаты по ошибке периодически уничтожают мирных жителей, весьма актуально. Так что первые серийные танки должны управляться удаленными операторами.

Ещё одним важнейшим направлением военных роботехнических разработок являются программы по созданию автономных устройств, собирающих тактическую развединформацию. В условиях боевых действий, охватывающих значительные территории, требования к их размерам не столь критичны, как в случае «прецедента» на республиканском съезде. В США уже появились опытные образцы аппаратов Organic Aerial Vehicles (OAV), которыми должны пользоваться подразделения пехотинцев при рекогносцировке неприятельских позиций. Семейство данных машин с вертикальным взлетом, созданных компанией Allied Aerospace и называющихся iSTAR, оснащено видеокамерами, разнообразными датчиками, среди которых есть, естественно, и счетчик Гейгера, GPS и системой передачи данных на командный компьютер. Минимальная модель размещается на ладони, максимальная достигает в высоту двух метров. iSTAR имеет бензиновый двигатель, на оси которого насажен толкающий винт. За характерную форму данный класс разведчиков получил прозвище «ступа». iSTAR способны подниматься на несколько десятков метров, находится в воздухе до получаса и летать со скоростью до 100 км/час. Однако Пентагон не спешит принимать iSTAR на вооружение в связи с тем, что шум их двигателей на данном этапе разработки способен заглушить лишь грохот минометной канонады. Поэтому говорить о скрытности такой разведки не приходится.

Эту проблему весьма оригинально решила компания Lockheed Martin, разрабатывающая миниатюрный разведчик, визуально неотличимый от кленового семечка. Аппарат весом 10 г и длиной 4 см будет оснащен реактивным двигателем, микрочипом, аккумулятором и видеокамерой. «Семечко» запускают при помощи движка на расстояние до 1 км, затем двигатель отключается, и аппарат, вращаясь, плавно и бесшумно опускается вниз, передавая изображение по радиоканалу. Аппарат предназначен для применения в городских условиях. Предполагается, что шпионские «семечки» можно будет подбирать после их приземления и повторно использовать.

Создатели разведывательных роботов по большей части заимствуют созданные природой «конструктивные решения». Это связано не только со стремлением замаскировать робота под нечто, не вызывающее подозрения, но и с оптимальными соотношениями скорости движения, проходимости и энергозатратами у живых «механизмов». Так, группа британских ученых под руководством профессора Питера Бентли (Peter Bentley) разрабатывает робота-змею Snakebot. Предполагается, что её можно будет сбрасывать с вертолета, и она, шмякнувшись на землю, как ни в чем ни бывало начнет делать свою работу, бесшумно ползая по неприятельским позициям и передавая собранную информацию. Именно бесшумно, поскольку Snakebot сделан из материала, обладающего памятью формы. Электрический импульс последовательно сжимает участок за участком тела змеи, по его окончании эти участки-«мускулы» распрямляются, обеспечивая движение шпионского механизма. Причем британцы используют в своем детище принцип, благодаря которому выведенные из строя в результате «ранения» участки мускулатуры будут скомпенсированы работой уцелевших.

  
Главная задача, ради которой создавался робот-змея, — вполне мирная. Таких «змей» предполагается отправить на Марс, где они смогут не только ползать по поверхности планеты, но и при необходимости зарываться в достаточно рыхлый грунт. Тем не менее военные перспективы у этого «умного» устройства тоже вполне хорошие. Фото: NASA 

Надо сказать, что ряд университетских разработок в области бионики как в Европе, так и в Америке напрямую не связан с военно-шпионскими целями. Однако по мере получения положительных результатов авторы задумываются о сферах применения своих чудо-устройств. Профессор университета Эссекса (The University of Essex) Хуошен Ху (Huosheng Hu) создал робота-рыбу, которая внешне неотличима от живой: те же формы, та же структура движения, та же скорость. Он утверждает, что этот робот может быть полезен при поиске утечек в трубопроводах и для спасательных операциях. Вполне понятно, что эта умная рыба способна заинтересовать королевский ВМФ, который смог бы использовать её не только как разведчика, но и как портативную торпеду. По другую сторону океана такого рода разработку уже вовсю используют спецслужбы: в 2003 году на выставке «шпионских штучек», посвященную 40-летию ЦРУ, демонстрировалась 60-сантиметровая рыба-шпион с электрическим приводом и игривым именем Чарли.

Что же касается «роботов-комаров», то сведения об их создании регулярно появляются в не слишком обременяющей себя достоверностью прессе. Иногда это комары, иногда мухи. Иногда в качестве их двигателей выступают бензиновые микромоторы, иногда — электрические, иногда — неопознанного типа. Конечно, техника неуклонно развивается, и границы миниатюризации в идеале должны приблизиться к нанометровым масштабам. Однако особенности воздушной стихии таковы, что в возможность существования на современном этапе роботонасекомых, полет которых был бы в должной мере управляемым, верится с трудом. Поскольку небольшое дуновение ветерка способно сбить их с курса. Ну, а лететь против ветра они вообще не в состоянии. (В аэродинамическом отношении они не могут идти ни в какое сравнение с израильской разработкой, представляющей собой выстреливаемую из гранатомета видеокамеру «Светлячок» размерами 38×155 мм, которая в процессе длящегося восьми секунд полета передает изображение на портативный военный компьютер. Как говорится, против лома нет приема.

Самым маленьким насекомообразным роботом, совершающим контролируемый машущий полет, на данный момент является созданный в университете Торонто механизм под названием «Ментор». Но он обладает явно не энтомологической статью: аппарат весит 500 граммов и достигает в длину 30 сантиметров и по размерам соизмерим с курицей. Разработчики заявляют, что намерены довести свое «насекомое» до параметров колибри, однако результата пока ещё нет. В этом отношении «Ментор» сильно уступает аппаратам небионической конструкции: на международной выставке роботов в Японии три года назад демонстрировался вертолет с электромоторчиком, вес которого равен 9 г, а высота — 7 см. 

  
«Умная пыль» на поверхности монеты достоинством в один цент. Каждая такая «пылинка» содержит внутри микроаккумулятор, чип, различные датчики и память. Она может обмениваться собранной информацией с другими «пылинками» и с центральным процессором. Создавали такую «пыль» в Калифорнийском университете в Беркли тоже на деньги DARPA. Фото: UC Berkeley
А вот создание бегающих и прыгающих насекомообразных роботов продвигается с большим успехом. Инженер Сара Бергбрейтер из Университета Калифорнии в Беркли изготовила прототип робота-блохи, который способен прыгать в высоту, которая в 30 раз превышает его рост. Блоха весит 10 мг, её длина 7 мм. Она имеет одну ногу, при помощи которой способна столь прытко скакать. Работа находится в начальной стадии, поэтому говорить о навешивании на робота камер, датчиков и средств дистанционного управления пока ещё рано.

А ученые Массачусетского технологического института в 2004 году создали робота-водомерку Robostrider, который передвигается по воде и не тонет за счет поверхностного натяжения. Спустя год исследователи из лаборатории нанороботов университета Канеги-Меллона усовершенствовали разработку массачусетских коллег. Их рукотворная водомерка Water Strider Robot, способная переносить полезный груз весом 9,6 г, весит 1 грамм, имеет квадратное тело 12×12 мм, у нее шесть ножек из стальных проводков, покрытых водоотталкивающим пластиком. Двигателем сей конструкции являются три пьезоэлектрические головки, которые подают импульсы в пластинки, обладающие памятью формы. Стоимость опытного образца — $10. При серийном выпуске цена будет значительно снижена. На этом ученые не остановились, произведя на свет летом 2007 года миниатюрный двуногий робот-амфибию Water Runner Robot, который подобно крохотной ящерице-василиску, способен бегать и по суше, и по воде. 

Параллельно с усовершенствованием несущей конструкции проводятся работы по оснащению всех этих скачущих, скользящих и семенящих насекомообразных роботов всевозможными датчиками, камерами наблюдения и микрофонами. А также проводятся изыскания в направлении оснащения их, условно говоря, коллективным разумом. И это также позаимствовано у природы, поскольку насекомые сильны своим несметным количеством. В США существует охватывающий множество исследовательских центров проект «Умная пыль» (Berkeley Smart Dust Project), предполагающий создание сообществ нанороботов, которые сообща, взаимодействуя и взаимодополняя друг друга, решают поставленные перед ними задачи. Не только, естественно, военно-шпионские, но и вполне «гуманитарные». Так, например, армада Water Strider Robot способна контролировать экологическое состояние обширных водных бассейнов, а полчища роботов-блох — обследовать во время техногенных катастроф пространства, недоступные для человека.

Работы по созданию таких взаимодействующих роевых семейств сейчас проводятся на программно-алгоритмическом уровне. Два года назад в Центре компьютерных наук Пола Аллена (Paul G. Allen Center for Computer Science & Engineering) Вашингтонского университета в Сиэтле (University of Washington, Seattle) проходили испытания, в которых принимала участия сотня роботов, оснащенных видеокамерами и радарами. Им было «поручено» составить подробную карту многокомнатного офиса. Это были, конечно, не блохи и не мухи, — роботы на колесном ходу имели не столь уж и малые размеры. Каждый из роботов зафиксировал свой фрагмент исследуемого пространства, после чего все данные были сведены в единую картину. В процессе рекогносцировки роботы обменивались между собой сообщениями типа «это я беру на себя, там работает Джонни, за углом — Кэт, справа от нее свободное место». 

  
Об успешных опытах с «искусственными тараканами» сообщила научному сообществу большая группа европейских ученых в статье, опубликованной в журнале «Science» 16 ноября 2007 года. Хотя внешне «искусственные тараканы» сильно отличаются от своих «естественных» собратьев, ведут они себя безупречно, и у последних не возникло сомнений в их «натуральности».Фото: ULB-EPFL

В заключение следует сказать, что не все серое вещество создателей нанороботов нацелено на решение военных или государственно-прагматичных задач. Порой эти люди думают и о нас, простых обывателях, будущих потребителях такого рода товара. Сообщество ученых из Франции, Бельгии и Швейцарии заканчивают работу по созданию механического таракана — InsBot, который в обозримом будущем должен заняться уничтожением своих естественных прототипов. InsBot внешне не похож на таракана: он и покрупнее, и раскрашен в зеленый цвет, и имеет прямоугольную форму. Однако у него есть главное, благодаря чему рыжие усачи принимают его за своего — он пахнет точно так же. Алгоритм действия InsBot’а таков, что он как бы очаровывает тараканов, прельщает их своими движениями и паузами между ними. И затем уводит все потерявшее разум «стадо» в нужное ему место — в ловушку. О дальнейшей судьбе тараканов ничего не сообщается. То ли робот мгновенно превращается в бездушного терминатора, то ли он в дальнейшем утилизирует своих жертв, превращая их во что-то полезное в домашнем хозяйстве. Например, в увлажняющий крем, повышающий упругость кожи на 60%.

Владимир Тучков, 27.11.2007

 

Новости партнёров