英国皇家海军的机器人潜艇将成为水下的测试平台

这艘无人潜艇长近30英尺,重约10吨。
A robotic underwater vehicle in the ocean.
2016年拍摄的一艘美国无人水下航行器。二等海军士官泰勒·汤普森 / 美国海军

英国皇家海军希望通过大型无人机器人潜艇来打赢海下战争,但首先,它必须弄清楚这场战争将采取何种形式。2月16日,它宣布将开始接受来自公司和大学的提案,以争取机会在其机器人潜艇上测试传感器、计算机和其他有效载荷。

这艘机器人潜艇是一个测试平台,正式名称为“特大型无人水下航行器”(XLUUV)。从波音公司的Echo Seeker英国制造的Manta,多个国家和公司都建造了这些大型机器人潜艇。用于此次竞赛的特定测试平台潜艇长将近30英尺,重约10吨。

如果被选中,传感器将安装在潜艇上,在海试中进行试用,然后拆除。作为一项商业提议,这是有兴趣测试和开发此类机器人附加功能的公司在现实环境中获得经验的一种方式。对于英国皇家海军来说,这也是探索未来机器人可能具备何种功能的一种方式,而无需明确承诺购买任何产品。

“这项活动的主要目的是帮助皇家海军塑造未来的需求,并设计未来的能力和作战概念,”国防部在公告中说,“同时为行业和学术界的创新者提供开发和测试与此未来能力相关的技术的机会。”

这其中有很多行业术语。“能力”只是它能做的事情,而“作战概念”是为海军有用地完成这些事情的方式。

之所以特别让行业和学术界参与设计水下机器人的功能,部分原因在于海洋为任何传感器都带来了独特的挑战,特别是那些旨在在水面或地面工作的传感器。例如,无线电波很容易穿过空气,但无法到达海面以下。

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潜艇使用基于声音的声纳来代替基于无线电的雷达,这是一种可以找到水下其他物体,但也会暴露发出声音的潜艇位置的传感器系统。毕竟,其他潜艇可能正在监听不寻常的水下噪音。

海洋的这种隐蔽性使其成为各国部署武器的有利场所,对于任何依赖海洋隐藏其核导弹潜艇的国家来说,这一点至关重要。特别是英国,只能从潜艇上发射核导弹,并且是拥有这些武器的国家之一。

隐藏在海面下,核潜艇可以在遭受针对陆地城市或基地的核攻击时提供一定的报复性威慑保证。这种威胁只有在潜艇能够保持隐蔽的情况下才真正起作用。这就是冷战期间水下潜艇捉迷藏的平衡,当时攻击型潜艇会试图追踪弹道导弹潜艇。

机器人潜艇——无人水下航行器——有潜力改变这种动态。它们不需要人类乘客的生物需求,例如定期浮出水面呼吸或补给食物,这意味着只要有动力,机器人潜艇就可以持续运行。前提是机器人潜艇能够通过水与人类操作员通信,这些机器人就可以揭示水中其他船只和潜艇的动向。

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“虽然可以通过小型、隐蔽、自主系统来增加在水下战场上的存在感,但这些系统无法完成大型载人飞行器执行的许多任务,”国防部在关于此次竞赛的一份更长的解释中表示。“这些任务包括但不限于侦察和监视;水下数据采集;隐蔽载荷的交付和回收;以及远程自动感知和预警能力。”自主性尤其重要,因为与在空中飞行的遥控无人机不同,很难在远距离指挥深海中的机器人。因此,所测试的传感器必须帮助机器人了解它在海洋中的位置,如何绕过可能遇到的动物或物体,并在有机会时向人类传递有用的信息。

机器人潜艇上试用的系统将共同影响未来军事水下机器人的设计,这些机器人将承担搜索海洋中其他车辆的枯燥但重要的工作。这将至少使海军指挥官们对海洋的深度有更清晰的认识,以便他们能够规划当前的和平与未来的战争。

 

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Kelsey D. Atherton

科技领域特约撰稿人

Kelsey D. Atherton 是一名军事技术记者,自 2013 年起为《大众科学》供稿。他报道无人机器人和其他无人机、通信系统、核企业以及用于规划、发动和缓解战争的技术。


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