Пентагон прагне розробити ІЧ-давачі для безпілотних наземних транспортних засобів

Пентагон прагне розробити ІЧ-давачі для безпілотних наземних транспортних засобів
710

Очікується, що безпілотні апарати стануть основною частиною майбутніх бойових сил США в повітрі, на морі і на землі. Вони можуть бути відносно дешевими і непомітними до тих пір, поки їм не доведеться переміщатися і включати свої лідарні давачі для навігації, особливо вночі, каже видавництво Forbes.

Агентство передових оборонних дослідницьких проектів каже, що це велика проблема. Автономним системам потрібне активне освітлення для навігації в нічний час або під землею. Включення видимих фар або будь-якої системи освітлення, такої як лідар, дозволяє противнику виявити присутність транспортного засобу, в деяких випадках з великої відстані.

DARPA ІЧ-давач безпілотні автомобілі
DARPA хоче замінити лідар на пасивний давач

"Їх видно за кілометри. Вони розкривають ваше місце розташування всім і кожному, хто шукає систему лідар на великій відстані. Це здається очевидною проблемою, яку потрібно виправити якомога швидше", - говорить д-р Джо Алтепетер (Joe Altepeter) з Управління оборонних досліджень DARPA.

Читайте також: ВМФ США буде використовувати безпілотні кораблі для пошуку і знищення підводних човнів противника

Доктор Альтепетер і DARPA сподіваються почати вносити зміни, досліджуючи фундаментальні принципи, необхідні для створення повністю пасивних інфрачервоних давачів для навігації в безпілотних транспортних засобах.

DARPA ІЧ-давач безпілотні автомобілі
Це складне завдання, і DARPA не вдасться його реалізувати найближчим часом

Варто відзначити, що проблеми з автономними транспортними засобами та активними давачами не обмежуються виявленням на радарах противника. У 2017 році південнокорейські дослідники докладно описали способи імітації лідарних лазерних променів, а також заподіяння DoS-атак за допомогою насичення сигналу.

Але проста вразливість розташування, яку представляють активні датчики, настільки легко експлуатується, що дивно, що співробітники у відділі Управління тактичних технологій DARPA так довго не займалися вирішенням цієї проблеми. Саме тоді про це дізнався Джо Альтепетера.

DARPA ІЧ-давач безпілотні автомобілі лідар
Лідар забезпечує повну ситуаційну освідомленість, але він також робить автомобіль більш вразливим для виявлення

"Мені було поставлено питання, чи можна створити повністю пасивний датчик, який буде працювати так само якісно, як сучасний лідар? Спочатку я подумав ні, тому що я думав про те, як працюють лідари - як сонар. Вони посилають сигнал, він від чогось відскакує і повертається. Ви вимірюєте, скільки часу займає цей процес, і саме так визначаєте, наскільки далеко щось знаходиться".

Але після деяких роздумів, для Альтепетера стало очевидно, що інфрачервоне випромінювання і можливості його інтерпретації слід вивчати далі.

Кожен об'єкт на Землі випромінює світло певного кольору і інтенсивності. Проблема в тому, що це абсолютно хаотично в порівнянні з лідарною системою

Альтепетер та інші почали думати про око людини, яке бачить у видимому спектрі, наприклад, сонячне світло, і використовує його як один з кількох орієнтирів для визначення відстані і побудови тривимірної картини навколишнього середовища. Ми можемо буквально «бачити» в 3D, використовуючи розсіяне світло навколо нас.

Машини, які бачать в інфрачервоному спектрі, потенційно можуть використовувати ті ж методи щоб пересуватися вночі або в повній темряві.

DARPA ІЧ-давач безпілотні автомобілі
DARPA матимуть провести багато досліджень і тестів, але вони вірять у потенціал ІЧ-давача

Для наземного транспорту з ІЧ-давачем Альтепетер каже: «Що нам дійсно потрібно знати, так це те, як буде виглядати інфрачервоне світло у всіх кольорах які ми можемо побачити в типовому позашляховому середовищі?"

За його словами, це будуть тисячі кольорів. Щоб зрозуміти, чи достатньо інформації в інфрачервоному світлі навколо нас, щоб створити повноцінну тривимірну модель світу, дослідники DARPA запитали, чи існує яка-небудь база даних про те, як виглядає повсякденне бездоріжжя в тисячах інфрачервоних кольорів.

Звичайно ж, ні.

ІЧ-давач, який може використовуватися для навігації автомобіля, буде потребувати в тисячі разів більше інформації, ніж звичайна інфрачервона камера. Потрібно буде розробити камеру, здатну фіксувати цю інформацію, але спочатку будуть потрібні стандартні дані для її передачі.

DARPA ІЧ-давач безпілотні автомобілі HMMWV
DARPA почне збирати ці дані, керуючи HMMWV з ІЧ-давачем в різних умовах

Але збір докладних даних може зайняти десятиліття. Отже, щоб побачити, чи можлива взагалі навігація транспортного засобу за допомогою ІЧ-давача, DARPA протестує кілька типових місцевостей.

Не дивно, що DARPA зосередиться на нічному пересуванні. Протягом дня можна використовувати інші пасивні давачі, наприклад камери. У місцях з обмеженим доступом до неба - густому лісі або під землею - сенсор, навчений роботі в довгохвильовому ІЧ-спектрі (від 8 до 12 мікрон), теоретично отримує той же сигнал вночі, що і вдень.

«Якщо це спрацює, ми сподіваємося, що зможемо бачити вночі так само, як і днем». Але Альтепетер визнає, що буде «дуже здивований», якщо це спрацює під землею.

DARPA ІЧ-давач безпілотні автомобілі
Ілюстрація DARPA показує, що сучасні ІЧ-сенсори збирають тільки частину корисної доступної інформації

HMMWV вже збирав дані про умови помірного клімату в армійському форті А.П. Хілл у Вірджинії. Коли програма офіційно стартує, ймовірно, на початку 2021 року HMMWV відновить свої поїздки через А.П. Хілл, перш ніж відправитися в інші місцевості.

«Ми називаємо цю програму «Невидимі фари». Припустимо, [ІК] апертури займають приблизно стільки ж місця, що і фари сучасного автомобіля. Одна з кожного боку машини, прив'язана до якогось чорного ящика на борту, який виконує обробку. Це досить неточно, але я вважаю, що якщо ми зможемо заощадити місце для фар автомобіля, ми зможемо знайти стільки ж місця для пасивних давачів".

DARPA ІЧ-давач безпілотні автомобілі HMMWV
Перший набір даних з HMMWV обробляється вже зараз

Успіх цієї програми може зробити такі машини менш очевидними цілями. Але це також могло б поліпшити наше базове розуміння світу - ідея, яка хвилює Джо Альтепетера не менш, ніж військове застосування.

Читайте також: "Важлива подія": нове відео з бойовою машиною Lynx KF41 від Rheinmetall