Manta Ray؛ ربات شکارچی جدید ارتش ایالات متحده به شکل سفره ماهی + ویدیو

پهپاد جدید زیر آبی که شبیه یکی از برازنده ترین و باشکوه ترین موجودات اقیانوس است، توسط دارپا رونمایی شد. Manta Ray همانطور که از نامش بر می آید شبیه سفره ماهی است و توسط کمپانی نورثروپ گرومن ساخته شده و برای انجام ماموریت های نظامی طولانی مدت و استقامتی ساخته شده است. این سفینه زیرآبی – که برای آژانس تحقیقات پروژه‌های پیشرفته دفاعی (دارپا) ساخته شده و قادر به برداشت انرژی از دریاها است – چهار سال در حال ساخت بوده است.

پروژه دارپا

کار روی پروژه Manta Ray در سال ۲۰۲۰ شروع شد و هدف این پروژه توسعه یک کلاس جدید از وسایل نقلیه زیرآبی بدون سرنشین با ماموریت طولانی مدت، دوربرد، با قابلیت حمل بار (UUV) بود. قرار است مانتا ری بتواند ماموریت های زیر آب را با کمترین نظارت انسانی انجام دهد.

اما این موضوع آن قدر که به نظر می رسد ساده نیست. آب دریا خورنده است، جانداران دریایی (مانند کشتی چسب، ستاره دریایی و جلبک دریایی) می توانند قسمت های متحرک را دچار مشکل کنند، و انواع مختلف تابش الکترومغناطیسی (به ویژه نور خورشید) به خوبی در آب دریا منتشر نمی شود. یک مجموعه پیچیده از چالش های فنی وجود دارد که دارپا فرصت حل آن را با یک برنامه واحد و ارتقای سطح هنر در فناوری UUV پیدا کرد.

Manta Ray به منظور ارتقای پیشرفت ها در فناوری UUV، پرداختن به موضوعاتی مانند “رسوب زیستی” حیات دریایی، خوردگی، دشواری پیشرانه کم توان با راندمان بالا و چگونگی یافتن “وسیله کم مصرف برای تشخیص و طبقه بندی خطرات زیر آب” است. قرار است نتیجه این پروژه یک خودرو بدون سرنشین با نیاز اندک به تعمیر و نگهداری در یک محیط نیازمند تعمیر و نگهداری بالا باشد که می تواند ماموریت های زیر آب را با کمترین نظارت انسانی انجام دهد.

کپی کردن تکالیف طبیعت

Manta Ray نمونه‌ای از بیومیمیک یا نگاه به طبیعت برای حل مشکلات مهندسی است. این رویه اغلب در توسعه هواپیماها دیده می شود، که به مکانیزمی برای لیفت کردن نیاز دارند، و از این رو مدت‌هاست که برای این کار به بال‌های پرنده نگاه می‌کنیم. همچنین پرندگان اغلب به عنوان الهام بخش مهندسانی عمل می کنند که می خواهند هواپیمای خود را آیرودینامیک تر بسازند.

شکل بدن مانتا ری برای شنا در زیر آب بسیار کارآمد است و به این حیوان غول پیکر اجازه می دهد تا با حرکت دادن آهسته و برازنده بالچه های بال مانند خود در پهنه آب به پیش برود. این روش سر خوردن یا لغزیدن آرام در دل آب به آن‌ها اجازه می‌دهد تا انرژی شان را حفظ کنند و کارآیی حرکت را به حداکثر برسانند. این تکنیک برای سفره ماهی به قدری خوب عمل کرده است که برای ۱۰۰ میلیون سال نسبتاً بدون تغییر باقی مانده اند.

این حالت از “پرواز” زیر آب برای پهپادی که برای انجام عملیات به مدت طولانی و به صورت مستقل طراحی شده است نیز بسیار مفید است. مانتا ری بال های خود را تکان نمی دهد، اما (ظاهراً) از ملخ های کوچکی برای حرکت خود استفاده می کند، و هر چه انرژی کمتری توسط ملخ ها مصرف شود، بهتر است.

انرژی تجدید پذیر

یکی از نیازهای کلیدی Manta Ray توانایی کار بدون نیاز به دخالت انسان است. این وسیله بدون سرنشین نه تنها باید از حداقل انرژی استفاده کند، بلکه باید انرژی اش را نیز از دریا برداشت کند. توانایی تجدید منبع انرژی، اندازه و وزن پهپاد را پایین نگه می‌دارد و آن را کوچک‌تر کرده و شناسایی اش را دشوارتر می سازد.

دو راه برای حل مسئله انرژی وجود دارد. یکی از آنها انرژی خورشیدی است – شارژ مجدد باتری ها از یک آرایه خورشیدی که به طور ایده آل در پوسته این وسیه بدون سرنشین دریایی تعبیه شده است. با این حال، هر چه عمیق تر می رود، نور خورشید به سرعت ضعیف تر می شود و به همین خاطر، پهپاد برای شارژ باتری‌هایش باید به سطح آب بیاید که آن را در مقابل شناسایی آسیب‌پذیر می کند.

یکی دیگر از منابع ممکن انرژی، انرژی امواج است. در یک ویدیوی دارپا در سال ۲۰۲۲ (تصویری که از آن در بالا گرفته شده است)، این وسیله بدون سرنشین چیزی را پهن می کند که به نظر می رسد یک دستگاه جمع آوری انرژی موج جمع شونده است که حرکت آب را به انرژی الکتریسیته تبدیل می کند. این ترفند به پهپاد اجازه می دهد تا در کف اقیانوس بنشیند و باتری های خود را بدون خطر شناسایی توسط دشمن شارژ کند.

ماموریت های مانتا ری

وسیله زیرآبی بدون سرنشینی که می تواند بدون نیاز به سوخت گیری، به طور مستقل ماموریت ها را انجام دهد، دنیایی از امکانات را در اختیار شما قرار می دهد. یکی استفاده از Manta Ray به عنوان یک سیستم نظارتی و جاسوسی است. به عنوان مثال، در یک ویدیو، به نظر می‌رسد که مانتا ری در یک آرایه هیدروفون شناور است. هیدروفون‌ها که به نام سونار غیرفعال نیز شناخته می‌شوند، اساساً میکروفون‌های غول‌پیکری هستند که به صدای اقیانوس برای شنیدن صداهای ناشی از حرکت زیردریایی‌های دشمن گوش می‌دهند. آنها انتشارات قابل تشخیص تولید نمی کنند، از حداقل الکتریسیته استفاده می کنند، و در حالی که اغلب مقادیر عظیمی از داده ها را جمع آوری می کنند، یک هوش مصنوعی می تواند این داده ها را بررسی کند و فقط سیگنال های مشکوک را برای مطالعه بیشتر به تحلیلگران انسانی منتقل نماید.

در حال حاضر، نیروی دریایی ایالات متحده برای ردیابی زیردریایی ها به کشتی های سطحی تخصصی و برخی آرایه های هیدروفون ثابت متکی است. کشتی ها نسبتاً در برابر حمله آسیب پذیر هستند و در زمان جنگ باید عقب نشینی کنند. و آرایه ها، پس از فاش شدن مکان شان، می توانند برای تخریب هدف قرار گیرند. در آینده، نیروی دریایی ایالات متحده می‌تواند ناوگانی متشکل از ده‌ها مانتا ری مجهز به هیدروفون را در دریای چین جنوبی مستقر کند. از آنجا، آنها می توانند ردیابی دائمی کشتی های جنگی و زیردریایی های سطحی چین را فراهم کنند، در شرایطی که از یک منطقه تحت پوشش Manta Ray به منطقه دیگر منتقل می شوند.

ماموریت دیگر می تواند جنگ ضد زیردریایی باشد. در حالی که برخی از مانتا ری ها می‌توانند برای مکان‌یابی و ردیابی زیردریایی‌های دشمن استفاده شوند، سایر مانتاها می‌توانند سلاح‌هایی مانند اژدر ضد زیردریایی سبک Mk 46 حمل کنند و پس از وارد شدن زیردریایی تأیید شده دشمن به بردشان، این اژدرها را برای هدف قرار دادن آن ها رها کنند. یک ناوگان زیر آبی از مانتا ری ها می تواند به یک شبکه کشنده ضد زیردریایی متحرک تبدیل شود که قادر به اعزام خودکار از یک منطقه به منطقه دیگر است.

قابلیت‌های فرماندهی و کنترلی که برنامه دارپا در این سیستم های بدون سرنشین لحاظ کرده است به این معنی است که این سیستم می‌تواند در طول زمان یاد بگیرد و داده‌های جدیدی درباره زیردریایی‌های دشمن به اشتراک بگذارد – چیزهایی مانند ردپای صوتی آنها و صداهای خاصی که توسط هر قایق ایجاد می‌شود. سفره ماهی واقعی واقعی ممکن است موجودی صلح آمیز در دل دریاها باشد، اما آنالوگ رباتیک آن پتانسیل یک قاتل واقعی را دارد.