Как устроены роботы, обезвреживающие бомбы

Роботы обезвреживают бомбы уже 40 лет. Они ходят туда, куда люди боятся даже смотреть. Среди многих других занятий, обезвреживание бомб и прочих взрывных устройств является одним из самых опасных, где риск смерти подстерегает на каждом шагу. За последние 40 лет к помощи роботов-саперов прибегали сотни, если не тысячи раз. Однако термин «робот-сапер» в некотором роде некорректен, поскольку технически они роботами не являются.

В Оксфордском словаре английского языка «робот» означает «машину, способную выполнять сложный порядок действий автоматически». Роботы-саперы не могут самостоятельно принимать решения в зависимости от ситуации. Роботов-саперов было бы правильнее назвать дронами, как часто называют беспилотные аппараты, поскольку они управляются дистанционно человеком издалека.

Эти роботы работают в качестве устройства для удаленного присутствия экспертов по обезвреживанию бомб, или «bomb doctors», как их привыкли называть в британской армии. Благодаря таким роботам, эксперты внимательно изучают устройства, не подвергая опасности себя и других. После того, как устройство было рассмотрено, робот может (если может) обезвредить бомбу.

Роботы отключают не только бомбы, но и другие устройства, способные детонировать: например, противопехотные мины или неразорвавшиеся боеприпасы.

Одним из первых роботов, созданных для обезвреживания взрывных устройств был Wheelbarrow Mark 1. В 1972 году подполковнику Питеру Миллеру из британской армии пришла в голову идею использовать тачку на шасси с электротягой для буксировки подозрительных устройств, вроде автомобильных бомб, чтобы их можно было безопасно взорвать, никому не навредив.

Тем не менее, прототипу Wheelbarrow было трудно маневрировать, поэтому привлекли военных, чтобы те доработали систему управления и отслеживания.

Позже Миллер добавил «пигстик» майора Роберта Паттерсона — армейский термин, обозначающий сильную струю воды — к Wheelbarrow. С его помощью Wheelbarrow обезвреживает бомбу, а не просто утягивает ее прочь.

Главное в современных операциях по обезвреживанию бомб — сделать взрывоопасное устройство инертным, не дав ему сдетонировать. Обычно роботы-саперы добиваются этого, выпуская струю воды под высоким давлением на провода устройства. Взрывное устройство обычно требует источника энергии для детонации: повреждение провода означает, что нарушается схема и боеприпас становится инертным, если не безопасным. Но у некоторых устройств есть запасная система, которая приводит к его срабатыванию при контакте. Поэтому обезвреживание бомб лучше всего проводится роботом.

«Когда они управляют роботом, они ищут, где можно выпустить струю воды, — рассказывает человек из армии. — Если они выпускают ее в провод и провод отключается, он становится безопасным, по крайней мере для кого-то, кто пойдет вперед и скажет, что тот безопасен. Поэтому ничего не взрывается в таких случаях».

Роботы-саперы управляются операторами с безопасного расстояния. Они видят то, что видит робот, благодаря серии камер на внешнем корпусе робота; вид передается на мониторы операторов. Обычно, одна камера крепится в передней части робота, чтобы оператор видел происходящее, и вторая камера крепится на манипулятор, обеспечивая широкий вид окружающего пространства.

Оригинальные роботы для обезвреживания взрывоопасных устройств управлялись серией канатов. По мере развития технологий, для передачи команда на электрические системы робота стали использовать телекоммуникационный кабель. Тем не менее, кабель сильно ограничивает рабочий радиус робота. Существует также риск, что кабель запутается или захватит объект.

В наши дни большинство роботов-саперов управляются посредством беспроводных технологий. Хотя это сильно увеличивает их рабочий диапазон, существует также риск взлома, хотя это и не так-то просто из-за участия военных.

«Как правило, у вас нет прямой видимости и сбрасываются эти роботы вручную, поэтому пуповина вам будет только мешать», говорит профессор Сету Виджаякумар, директор Эдинбургского центра робототехники. «В этом смысле они очень похожи на беспилотники с радиусом действия в несколько километров».

Конструкция роботов для обезвреживания на удивление мало изменилась с первых дней их создания, поскольку основная идея остается неизменной. Технологии становятся меньше и надежнее, а роботы-саперы остаются «на поводке», управляемые людьми, с неизменной «рукой», которая может манипулировать подозрительными устройствами.

Если говорить о подвижности, роботы-саперы избавились от вариации танковых гусениц и обзавелись сначала двумя парами тракторных гусениц, а затем шестью или более колесами. Они позволяют роботам передвигаться по сложной местности. Некоторые даже способны взбираться по лестнице.

Манипулятор робота-сапера очень подвижный. Большинство групп саперов располагает большим набором инструментов, которые можно прикрепить к манипулятору. Это позволяет роботу преодолевать различные препятствия, которые в противном случае помешали бы его прогрессу. Например, вырезать кусачками прорези в проволочной изгороди.

Учитывая то, что роботы-саперы предназначены для работы в различных неблагоприятных условиях, они могут пережить умеренное число «покушений». «Большая часть их стоимости заложена в электронике, и датчики подготовлены к самым зверским условиям», говорит Виджаякумар. «Не к таким, как в космосе, но почти».

Роботы для обезвреживания бомб бывают разных размеров, от небольших и умеющяющихся в рюкзаке солдата до роботов размером с газонокосилку, вооруженную рентгеновскими устройствами и детекторами взрывчатых веществ.

Изначально управление такими роботами было сложным и требовало специальной подготовки; а теперь для их управления используются игровые консоли. «Предпосылкой, в таких сложных условиях, было сделать управление интуитивным и максимально простым», говорит Виджаякумар. «Можно оснастить его сложнейшей функциональностью, но разбираться в ней придется газонокосильщику, а не робототехнику. Поэтому управление должно сводиться к джойстику, игровому геймпаду».

Достижения в робототехнике и системах дистанционного управления привели к тому, что роботы-саперы все лучше адаптируются к окружающей среде. Разрабатываются прототипы, способные перепрыгивать через стены и приземляться по другую сторону. Делают роботов с двумя руками, чтобы были ловчее и могли, например, открывать багажник автомобиля и заглядывать внутрь.

Разрабатываются также и специальные роботы, каждый со своим назначением. Они будут работать в команде: один, например, вынюхивает взрывчатку, а другой ее обезвреживает.

В конце концов, в худшем случае, если робот будет принесен в жертву, никто из живых не пострадает.