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1 Robótica Militar Pedro Cabral André Universidade da Beira Interior, Departamento de Eletromecânica, Mestrado em Engenharia Eletromecânica Resumo: Este trabalho foi realizado no âmbito da unidade curricular de Robótica Industrial e consiste num trabalho de síntese sobre robótica militar. Com a evolução tecnológica observada nos últimos anos, a ligação a dispositivos militares é praticamente imediata. A utilização de dispositivos com certos níveis de autonomia em fins militares, permite com que menos vidas sejam ariscadas no campo de batalha. Os robôs são concebidos com o intuito de substituir os soldados humanos em situações de perigo e inclusive melhor a eficácia dessas missões. A nível militar, estes dispositivos são essencialmente divididos em duas classes: veículos aéreos não tripulados e veículos terrestres não tripulados. Estes aparelhos podem assumir diversas formas, pelo que, neste trabalho apenas são apresentados alguns exemplos de robôs militares (características, funções e especificações). Porém, a criação destes dispositivos leva ao surgimento de questões éticas, políticas e legais discutidas no presente trabalho. Palavras Chave: Robótica militar, VTNT, VANT, Autonomia, Sensores, Tecnologia. 2 1. Introdução Nos últimos anos a sociedade tem assistido a uma evolução tecnológica exponencial, construindo-se todos os dias máquinas cada vez mais sofisticadas. Esta evolução permitiu o desenvolvimento de máquinas capazes de realizar tarefas humanas com maior precisão e rapidez. A associação desta tecnologia aos fins militares é imediata, pois deste modo é possível realizar uma série de tarefas sem colocar vidas humanas em risco. A utilização de robôs para a realização de tarefas de cariz militar não é um tema recente, existindo relatos de ter surgido no século XIX, com a invenção de um barco comandado à distância. Este barco inventado por Nicola Tesla era controlado através de ondas eletromagnéticas e apesar de ter sido apresentado à marinha americana, o projeto não teve seguimento. Mais tarde, por volta de 1930 surgiram tanques soviéticos controlados por ondas rádio com um alcance até 1500 metros e equipados com uma série de equipamentos de ataque. Outro percursor dos robôs militares foi o Goliath, um mini tanque controlado através de cabos, com alcance até 650 metros. Este dispositivo foi utilizado na Segunda Guerra Mundial pelas forças Nazis como uma mina amovível, de forma a destruir tanques, batalhões de infantaria entre outros. Atualmente, existem essencialmente dois tipos de robôs militares, veículos aéreos não tripulados (VANT) ou drones ( UAV-unmanned aerial vehicle) e veículos terrestres não tripulados (VTNT) (UGV- Unmanned Ground Vehicles). Veículos aéreos não tripulados podem ser comandados à distância ou de forma autónoma pelos computadores. Estes dispositivos são frequentemente utilizados para missões de reconhecimento, espionagem, lançamento de mísseis, entre outros. Os veículos terrestres, tal como os aéreos, podem ser controlados remotamente ou funcionar de forma autónoma consoante a análise do terreno. Estes veículos podem ser equipados com armas de fogo e realizar tarefas como o desmantelamento de bombas, operações de vigilância e de regaste e entrar em zonas perigosas para os soldados. Além de veículos, existem também dispositivos como o Goalkeeper, um sistema de defesa, composto por um canhão automático e um radar avançado que rastreia possíveis ameaças. Estes veículos são constantemente melhorados, levando ao surgimento de robôs cada vez mais autónomos e capazes de realizar tarefas mais complexas e de forma mais eficiente. Robótica Industrial Robótica Militar 3 2 VTNT- Veículos terrestres não tripulados Este tipo de veículos são dispositivos que operam a nível terrestre e sem um conductor a bordo. Estes dispositivos apresentam diferentes formatos consoante a função que irão desempenhar. Estas funções compreendem uma gama muito extensa, como tarefas de reconhecimento do terreno, desmantelamento de bombas e uma série de tarefas em zonas de guerra. Inclusive, estes veículos podem ser equipados com armas de fogo. De forma a realizar as tarefas descritas anteriormente, os dispositivos são equipados com uma vasta gama de sensores, câmaras permitindo assim, um controlo e navegação precisa do veiculos. Em relação ao controlo, este pode ser feito remotamente por um operador. 2.1 TALON O TALON foi criado pela empresa Foster-Mileer e trata-se de um robot militar de relativamente pequenas dimensões de modo a ser facilmente transportado para zonas de guerra. Este dispositivo pode ser configurado para realizar uma série de missões, incluindo químicas, biológicas, radiológicas, nucleares, eliminação de explosivos, resgate, levantamentos pesados, comunicações, reconhecimento e deteção de minas. Consoante a função requerida para o dispositivo este pode ser equipado com vários sensores para detetar gás, produtos químicos, radiação, temperatura, sistemas de áudio e vídeo, GPS, suportes de raios X, ferramentas de corte, entre outros. O robô é alimentado por duas baterias recarregáveis de chumbo-ácido, cada uma com capacidade de 300 W e um tempo de operação de três horas. O dispositivo é controlado por uma unidade de controlo do operador (operator control unit -OCU) através de um rádio bidirecional ou fibra ótica. A OCU possui um monitor e utiliza baterias recarregáveis. O robot também pode ser controlado através uma unidade de controle portátil (LCU- laptop control unit) ou por um controlador robótico táctico (TRC- tactical robotic controller). Especificações TALON: • Altura: 27,9 cm • Comprimento: 86,4 cm • Largura: 57,2 • Peso: 45 Kg • Carga útil: 45 kg • Velocidade máxima de 8,37 km/h • Capacidade de arrasto com a garra: até 77,11 Kg • Capacidade de reboque: até 300 Kg • Capacidade máxima de elevação do braço: até 9,07 kg • Punho rotativo de 360º • Equipado com controles intuitivos do joystick para braço inferior de 180 ° e braço superior de 270 ° • Capaz de subir degraus até 43 ° Robótica Industrial Robótica Militar 4 • Capaz de subir inclinações de 45 ° e atravessar terrenos acidentados e rochosos. • Preço: 100 a 200 mil euros. Figura 1. Robot TALON em diferentes configurações. Especificações OCU: • Altura: 22,9 cm • Comprimento: 48,3 cm • Largura: 40,6 cm • Peso: 15 Kg • Alcance entre 500m a 800m 2.2 ACER O Armored Combat Engineer Robot (ACER) é um robot multifuncional desenvolvido pela Mesa Robotic’s para prestar assistência em zonas de guerra. Este dispositivo é capaz de realizar tarefas pesadas, como limpar e cortar obstáculos, rebocar outros veículos, transportar cargas e lidar com substâncias perigosas. O ACER pode ainda ser equipado com dispositivos anti minas de formar a tornar o caminho seguro para os soldados. Figura 2.Robot ACER-modelo base. Robótica Industrial Robótica Militar 5 Especificações ACER: • Comprimento: 2,1 m • Largura: 1,570 m • Velocidade máxima: 10 km/h • Peso: 2040 Kg • Capacidade do braço: 453,59 Kg • Capacidade de carga: 1100 Kg • Revestimento blindado • Motor turbo diesel de 62 Cv • Depósito de 72 litros • Alcance máximo de 500 m 3. VANT- Veículos aéreos não tripulados Os veículos aéreos não tripulados, também conhecidos como drones, são aviões de pequenas dimensões que podem ser controlados remotamente ou por um computador de bordo. Tal como os VTNT, estes dispositivos são equipados com diversos sensores e câmaras que permitem o reconhecimento do terreno e inclusive com mísseis. A principal função destes aviões é a realização de tarefas de vigilância e de reconhecimento, pois as suas dimensões fazem com que sejam mais dificilmente detetados. Apresentam ainda a vantagem de serem capazesde realizar determinados manobras impossíveis para aviões tripulados devido à forca G. Estes dispositivos também são capazes de designar alvos para munições teleguiadas ou disparar as suas próprias armas.Por norma, este tipo de veículos surge na forma de avião ou helicóptero Atualmente existem cerca de 200 VTNT disponíveis para fins militares. Figura 3.Robot ACER em diferentes configurações. Robótica Industrial Robótica Militar 6 3.1 RQ-4A Global Hawk O RQ-4 é um VTNT criado pela empresa Ryan Aeronautical para o exército americano. Este dispositivo está equipado com diversos sensores de posicionamento, sensores infravermelhos, sensors óticos, radares, câmaras de alta resolução, entre outros equipamentos que podem ser adicionados consoante a missão pretendida. As suas relativamente pequenas dimensões e o alcance dos sensores fazem com que este dispositivo seja praticamente imune a sistemas defensivos baseados na superfície. As principais funções deste veículo aéreo não tripulado são transmissão de dados de inteligência, vigilância e reconhecimento de unidades de combate na terra. Este avião foi posto em prática pelo exército americano no Afeganistão e no Iraque. Especificações RQ-4A Global Hawk: • Comprimento: 13,53 m • Largura: 35,42 m • Altura: 4,64 m • Peso vazio: 3,850 kg • Peso máximo: 11,610 kg • Velocidade: 650 km/h • Altitude máxima de voo: 19,812 m • Alcance: 22,224 km • Tempo de funcionamento: 36 h • Propulsão: Rolls-Royce/Allison AE3007H turbofan • Preço: 100 milhões Figura 4.VANT:RQ-4A Global Hawk Robótica Industrial Robótica Militar 7 3.2 RQ-11 Raven O RQ-11 Raven é uma aeronave não tripulada de pequenas dimensões criada pela AeroVironment, de rápida implantação e mobilidade para aplicações que exigem e inteligência, vigilância e reconhecimento de baixa altitude. O veículo pode ser operado manualmente ou programado para operar sozinho, utilizando sistemas avançados e sistemas de GPS precisos. Este dispositivo proporciona observação aérea, diurna ou noturna, em linhas de visão até 10 quilómetros fornecendo imagens a cores ou infravermelhas em tempo real para estações de controlo remoto em terra através de três câmaras diferentes (câmara eletro-óptica e duas câmaras infravermelhas) conectadas ao nariz do avião. O sistema de controlo é compacto e leve e exibe vídeos e imagens em tempo real capturados pelas câmaras do drone. O processamento, a recuperação e o armazenamento dos dados em tempo real fornecidos pelo VTNT são realizados na unidade de controlo que pode ser instalado/desinstalada em cerca de dois minutos. Especificações RQ-11 Raven: • Comprimento: 0,9 m • Largura: 1,4 m • Peso vazio: 1,9 Kg • Velocidade: 32-81 km/h • Altitude máxima de voo: 152 m • Alcance: 10 km • Tempo de funcionamento: 60-90 minutos • Propulsão: Motor elétrico Aveox 27/26/7-AV • Preço: Equipamento completo 250 mil euros Figura 5.VANT:RQ-11 Raven Robótica Industrial Robótica Militar 8 4. Futuro da Robótica Militar Como todas as tecnologias, estes veículos são melhorados constantemente pelo que o potencial deste tipo de dispositivos é ilimitado. A cada dia que passa estes dispositivos tornam-se mais leves, mais rápidos e eficientes, e realizam tarefas cada vez mais sofisticadas. Até aos dias de hoje, a robótica militar desempenhou um papel marginal na guerra, sendo usada essencialmente para missões de reconhecimento. Porém, vários países têm vindo a apostar na criação de diversos dispositivos que revolucionarão o conceito de guerra. Atualmente são feitos estudos para construir uma capacidade de ataque a nível global, permitindo a rápida implantação de armas não tripuladas que podem atacar em qualquer lugar do mundo dentro de poucos instantes. Quando pensamos numa guerra do futuro, imediatamente recorremos à ficção científica, ao imaginar uma luta entre homens e robôs a lutar lado a lado. Atualmente, existem já alguns protótipos futuristas como o robô humanoide Atlas, que apresenta a capacidade de correr, saltar, transportar objetos, evitar obstáculos e muitas outras funções. Outra abordagem para implementação de sistemas de armas robóticas é combiná-las com seres humanos, de forma a combinar o melhor dos dois mundos, os tempos de reação rápidos, a precisão e a força dos sistemas robóticos e o controle e as habilidades cognitivas superiores dos seres humanos. Existem já projetos em andamento como o Land Warrior Integrated Soldier System da Darpa que procura equipar os soldados com computadores portáteis, equipamentos de comunicação avançados, capacetes com visão noturna e exoesqueletos robóticos para melhorar mobilidade e força dos soldados. Outra visão futurística que se encontra em desenvolvimento diz respeito à manipulação do cérebro humano. A evolução da neurociência poderá permitir que os soldados controlem armas através do poder do pensamento. O objeto final é a criação “super soldados” que possam ser colocados em qualquer lugar do mundo dentro de horas e permanecer no campo por longos períodos de tempo. Idealmente, os soldados teriam um desempenho notável e sobre-humano e seriam equipados com vários tipos de nanotecnologia, que permitiria a monitorização constante do estado de saúde, curar rapidamente feridas e muito mais. Estes soldados seriam ainda apoiados por uma série de dispositivos robóticos e sistemas de armas, incluindo dispositivos para transportar seus equipamentos, VANT para reabastecê-los e plataformas robóticas para ataques de precisão de longo alcance. O mais próximo deste conceito que pode ser encontrado atualmente é o Human Universal Load Carrier (HULC), um exosqueleto que permite aos soldados carregarem cargas pesadas e reduzir a sua fatiga. O Petman é um robô humanoide criado pela Boston Dynamics, capaz de marchar, agachar ou levantar os braços, indicado para entrar em zonas de ataques químicos e fazer resgate ou vigilância. Figura 6.Robot Petman criado pela Boston Dynamics Robótica Industrial Robótica Militar 9 Figura 7.Exosqueleto Human Universal Load Carrier (HULC) 5. CONCLUSÃO Como vimos anteriormente, a tecnologia encontra-se em constante evolução pelo que é difícil prever o futuro da robótica. Os dispositivos robóticos irão certamente tornar- se cada vez mais sofisticados e complexos e capazes de realizar tarefas que hoje pensamos que sejam impossíveis de atingir. Deste modo, é possível dizer que o potencial da tecnologia é ilimitado, resta agora pensar nas questões éticas associadas a esta evolução. A principal vantagem deste tipo de dispositivos é a diminuição do risco de perdas de vidas humanas, pois os robôs podem desempenhar as tarefas perigosas, que de outro modo seriam feitas por um soldado. A principal relutância à cerca desta questão é a construção de dispositivos autónomos. Não existem garantias que robôs com certos níveis de autonomia sejam capazes de distinguir alvos de cidadãos comuns, o que leva ao surgimento de muitas questões éticas. Outra desvantagem, é o facto de estarmos a tratar de máquinas que possam ser atacadas por vírus informáticos, podendo assim ser manipuladas para realização de operações prejudiciais. Em relação aos “super soldados”, surge a questão de serem gastos milhões de euros para melhorar o corpo e a mente de um único soldado. Numa sociedade igualitária e democrática fornecer certos indivíduos com habilidades sobre-humanas leva ao surgimento de dilemas éticos, políticos e legais. Em suma, no que toca a dispositivos militares robotizados é sempre necessário ter em contas questões éticas e os impactos associados. De forma a controlar a evolução e criação destes dispositivos mais de mil cientista assinaram um documento que bane armas autónomas. Robótica Industrial Robótica Militar 10 6. REFERÊNCIAS (s.d.).Obtido de Army of Robots: http://www.armyofrobots.com/an-insight-into-the-history- of.html (s.d.). Obtido de https://www.army-technology.com/projects/rq11-raven/ AeroVironment. (s.d.). Obtido de Army technology: https://www.army- technology.com/projects/rq11-raven/ GRABIANOWSKI, E. (s.d.). Obtido de How Stuff Works: https://science.howstuffworks.com/military-robot3.htm John W.R. Taylor, J. F. (s.d.). Obtido de Encyclopedia Britannica: https://www.britannica.com/technology/military-aircraft/Unmanned-aerial-vehicles- UAVs Krishnan, A. (2014). Obtido de Robohub: https://robohub.org/robots-soldiers-and-cyborgs-the- future-of-warfare/ Robotics, M. (2006). Obtido de Robotics Today: https://www.roboticstoday.com/robots/acer- description Singer, P. (5 de 5 de 2011). Obtido de History Net: http://www.historynet.com/drones-dont-die-a- history-of-military-robotics.htm (Army of Robots, s.d.) (Singer, 2011) (GRABIANOWSKI, s.d.) (Krishnan, 2014) (Robotics, 2006) (John W.R. Taylor, s.d.) (AeroVironment, s.d.)