Операция "Водно конче"

Учени и военни са близо до създаването на "рояци" от управлявани безпилотни апарати с размерите на насекоми

"Комарите не са това, което са..."

Тази перифраза на знаменитата реплика от сериала "Туин пийкс" на Дейвид Линч скоро може да придобие доста зловещо значение. Причината е, че изследователи и военни са на път да разработят миниатюрни дистанционно управляеми бойни летателни апарати с размерите на водни кончета или дори на по-малки насекоми. В момента техните по-големи събратя са едни от най-актуалните роботизирани системи, използвани по бойните полета из целия свят.

Безпилотните летателни апарати (UAV) бяха в основата на много бойни операции в Либия, Афганистан и продължават да се използват активно в борбата с екстремисти в Близкия изток и Африка. Те са с размерите на малки самолети и последните версии на американските UAV-та могат да носят завидно въоръжение, съставено от противотанкови ракети и леки бомби. Дори силите на проправителствения режим в Сирия използват ирански безпилотници, за да разузнаят позициите на бунтовниците.

Разпространението на тези технологии обаче скоро може да се разшири. В момента в САЩ тече дебат дали подобни системи да се използват от силите на реда и полицията на територията на страната.

Докато мащабите, с които безпилотните машини се използват, скоростно се увеличава, при размерите им е валидна обратната тенденция. Преди известно време една снимка на изкуствен комар, кацнал на човешки пръст, разбуни духовете в глобалната мрежа. Според слуховете това е реално съществуващ безпилотен летателен апарат с размерите на насекомо. Твърди се, че той имитира до голяма степен поведението на комарите - дори може да взима ДНК проби от зададените цели и да им инжектира проследяващ чип.

В цялата тази история има две новини – една добра и една лоша. Добрата е, че това е концептуално компютърно генерирано изображение. Тоест не е снимка на реална миниатюрна машина. Лошата новина е, че технологиите напредват толкова бързо, че дори и в момента да няма създадени изкуствени насекоми, съвсем скоро учените ще са способни да ги конструират.

Мъници на служба

Военните по света отдавна работят по т.нар. летателни микроапарати (MAV). Те достигат размери до 15 см и някои от тях могат да летят автономно. От 2009 г. насам обаче има прогрес в разработването и на т.нар. лететални наноапарати (NAV). Те са двойно по-малки като размери и се побират в човешка длан. Идеята на военновъздушните сили на САЩ е подобни машини да са с размерите на бръмбар, да могат да влизат на най-трудно достъпните места и да дават ценна информация - било то в случай на война или на природно бедствие.

Визията за създаването на NAV е от 2008 г., но изобщо не е далеч от реализация. Например вече в масово производство има MAV с размерите на врабче. Британските специални части например поръчват на компанията Prox Dynamics доставка на необявено количество миниатюрни хеликоптери PD-1000 PRS в края на 2011 г. Апаратите са дълги около 20 см, с ротор 12 см и разполагат с камера, която може да прави както снимки, така и да подава видеосигнал. PD-1000 може да осъществи полет от около 30 мин.

По информация на Prox Dynamics през юни са произведени около 100 малки хеликоптера от този модел. Машините от този тип се управляват дистанционно. Това затруднява оператора, който, освен че командва малкия безпилотник, трябва да се намира на близко разстояние от него и същевременно да води пълноценно разузнаване.

Синхронен полет

Следващата стъпка е да се даде повече автономност на MAV-тата при полет. Големите безпилотни самолети изпълняват своите задачи, като по-голямата част от времето летят автономно. Това обаче не включва сложни маневри, затова се лети на височина, където няма множество препятствия.

Естеството на работа на миниатюрните дрони обаче изисква изпълняването на сложни маневри, заобикалянето на обекти или преминаване през малки отвори. Първите стъпки в тази посока вече са осъществени от учените от университета в Пенсилвания заедно с Kmel Robotics. В началото на 2012 г. те показаха как разработените от тях четирироторни хеликоптери изпълняват автономни команди и маневри, избягват различни обекти по пътя си. Най-впечатляващата част от работата им обаче включва прецизен полет във формация. Няколко безпилотни машини се движат из въздуха в пълен синхрон и се разминават безпроблемно, докато са във формация "осморка". Всеки един от четирироторниците е с размери около 10 см и се побират без проблемно в човешка длан.

Контролирай буболечка

Създаването на по-малки летателни апарати обаче изправя конструкторите пред редица проблеми. Най-големият е задвижването – ограничените размери в един момента правят класическата роторна конфигурация непрактична. Затова усилията на учените и конструкторите е да се опитат да пресъздадат механиката на крилата на летящите насекоми като водни кончета, комари, мухи и бръмбари. Задачата обаче се оказва проблематична. Оказва се, че е трудно да се създаде точно копие, което да може да лети и да разполага с характеристиките на буболечките, дори и прототипът да е с по-големи размери. В глобалната мрежа има снимки на летателни апарати, които наподобяват летящи насекоми, като най-впечатляващото е NAV с разперение на крилата едва 3 см. Никъде няма обаче данни или снимки на устройството в полет.

За момент няма официални доказателства, че учените са решили основния проблем – миниатюрната машина реално да се вдигне във въздуха и да постигне управляван полет, като имитира механиката на крилата на насекомо. Някои изследователи обаче решават да подходят по различен начин. На пръв поглед той изглежда дори още по-сложен. Идеята е да се използва истинска буболечка, която да се управлява чрез дистанционно.

Може да звучи налудничаво, но всъщност методът работи. Учени от Калифорнийския университет успяват да имплантират електроди и радиопредавател в два различни вида бръмбари и така контролират насекомите, докато летят. Електродите се свързват към нервната система и мускулите на буболечките. Чрез подаване на различни електрически импулси се дават команди за излитане, кацане, спускане и изкачване. Завиването става с подаване на ток към мускулите на лявото или на дясното крило. Повечето полети продължават само около 45 секунди, но рекордът, който учените постигат, е 30 мин.

Всички миниатюрни летателни апарати, било то изцяло произведени от човека или радиоуправляеми буболечки, обаче се изправят пред един съществен проблем – липсата на надежден енергиен източник. Тривиалният въпрос, който в момента спира прогреса при мобилните телефони, е пречка и за развитието на нанодроните. Повечето специалисти са на мнение, че в момента подобен тип летателни апарати могат да осъществяват твърде кратки полети и причината за това са именно липсата на малки и мощни батерии. Но когато тази бариера бъде премахната, може да изпаднем с нелепата ситуация мухата, размазана със сутрешния вестник, всъщност да се окаже шпионско устройство на вашия противник или конкурент...