الولايات المتحدة تخطط لاستخدام الكلاب الروبوتية لدورية الحدود مع المكسيك
تقع جنوب غرب أمريكا في منطقة تجمع بين التضاريس القاسية ودرجات الحرارة المتطرفة وغيرها من المخاطر غير الصديقة للبيئة، والتي قد تشكل عوائق خطيرة أمام من يقومون بدوريات على الحدود. المنطقة شاسعة، والمراقبة فيها ذات أهمية حاسمة لأمن الولايات المتحدة، حسبما تؤكد وزارة الأمن الداخلي.
ولهذا تقدم مديرية العلوم والتكنولوجيا (S&T) لهيئة الجمارك وحماية الحدود الأمريكية (CBP) يد العون (أو «المخلب») بتقنية جديدة يمكن أن تساعد في توسيع قدرات موظفي CBP، مع زيادة سلامتهم في الوقت نفسه.
تدرك S&T جيدا الاحتياجات التقنية لـ CBP في هذا المجال. وتعمل المديرية بوصفها قسم البحث والتطوير في وزارة الأمن الداخلي (DHS)، وتبحث دائما عن حلول لدعم مهمة CBP المعقدة. فعلى سبيل المثال، تكمل S&T حاليا الكادر البشري لدى CBP بتعزيزات ميكانيكية رباعية الأرجل لمساعدة الوكالة على توزيع الموارد بشكل أفضل.
«قد تكون الحدود الجنوبية مكانا غير مضياف للإنسان والحيوان، ولهذا قد تنجح الآلة هناك. تركز هذه المبادرة بقيادة S&T على المركبات الآلية لمراقبة الأرض، أو ما نسميه «AGSV». وبعبارة أخرى، يتعلق برنامج AGSV بـ… الكلاب الروبوتية»
هدف البرنامج هو استخدام التقنيات لزيادة حضور CBP، وكذلك تقليل تعرض الناس للمواقف المهددة للحياة.
تعاون برنامج S&T AGSV مع Ghost Robotics — الشريك الصناعي الذي يطور أنظمة AGSV المتقدمة — لتحقيق هذا الهدف. وعندما انضمت Ghost Robotics إلى العمل، رأت فرصة لإعادة تصميم نسخة من الروبوت-الكلب الموجود بالفعل لتلبية المهمة متعددة الأوجه لـ CBP.
وفقا لجافين كينيلي، كبير مديري المنتجات في Ghost Robotics، فإن كلب الروبوت الذي يزن 45 كيلوغراما قد صُمم تحديدا للعمل الذي تحتاج CBP إلى تنفيذه: «هذا روبوت رباعي الأرجل متين. يجتاز جميع أنواع التضاريس الطبيعية، بما في ذلك الرمال والصخور والتلال، وكذلك البيئات الاصطناعية مثل السلالم».
نظرا لاحتياجات المنطقة، فإن إضافة تعزيزات ميكانيكية رباعية الأرجل استخدام معقول للموارد. ويمكن حتى استخدامها كغطاء، لأن الكثير من أنواع النشاط غير القانوني يحدث في مناطق الحدود القاسية.
«كما في أي مكان، هناك السلوك الإجرامي المعتاد، لكن على طول الحدود قد تتعامل أيضا مع تهريب البشر، وتهريب المخدرات، وغيرها من أنواع التهريب، بما في ذلك الأسلحة النارية أو حتى، محتملا، أسلحة الدمار الشامل. وقد يقوم بهذا النشاط أي شخص، من فرد واحد إلى منظمات إجرامية عابرة للحدود، أو إرهابيين، أو حكومات معادية»
وفصّل بيكر المخاطر، مضيفا: «عند العمل في الصحراء أو الجبال، يضطر العملاء والضباط إلى مواجهة التضاريس الوعرة والحرارة الشديدة والرطوبة، وبالطبع قد يواجهون من يريد إلحاق الأذى بهم. لكن هناك مخاطر كثيرة أيضا قريبا من الديار. فعلى سبيل المثال، عندما يتوجه عناصر العمليات التكتيكية لحرس الحدود إلى المدن أو الموانئ، قد يواجهون ظروفا بيئية خطيرة، أو أشخاصا غير مستقرين، أو تهديدات عدائية. كل هذه المواقف قد تكون خطيرة بطبيعتها».
لم تغب التحديات التي تواجهها CBP عن لونغ: «معظم عملنا هنا في S&T يتمثل في فهم احتياجات DHS التشغيلية الحالية وإيجاد تقنيات مبتكرة لدعمها. ندرك تماما أن مهمة CBP واسعة وأن المخاطر على الموظفين كبيرة، ولهذا فإن عمل S&T على سد فجوات القدرات مهم جدا. ولهذا السبب بالذات نعتقد أن كلب الروبوت مناسب تماما».
عملت S&T مع CBP وGhost Robotics نحو عامين ونصف على المواصفات والتطوير واختبار القدرات. وأدى هذا التعاون إلى تحسينات مهمة في منصة AGSV، موجهة نحو مهمة CBP.
«بعد الحديث مع شركائنا من CBP INVNT، شكلنا فريقا، وحددنا معا فجوات القدرات، وعرّفنا التحديات، وطورنا معايير ونماذج اختبار تسمى «تمارين الاستخدام». ثم، بعد وضع سقف للتوقعات فيما يتعلق بالتقنية، سلمنا كل ذلك إلى مقاولنا»
قبل الانتقال إلى مرحلة التطبيق العملي، توجهت الكلاب الروبوتية أولا إلى منشأة في لورتون (ولاية فرجينيا) لمرحلة «التكامل الأولي للحمولة». وتمثل ما يسمى «الحمولات» حزم أجهزة استشعار، تستطيع بعد تركيبها على الروبوت أن تنقل فيديو مباشرا وبيانات أخرى إلى الشخص الذي يراقب AGSV.
قيّم الفريق سهولة وتكامل تحميل كاميرات الحمولة المختلفة وأجهزة الاستشعار وأجهزة الراديو على AGSV، ثم تحقق من القدرة على التحكم بها من حاسوب محمول أو من جهاز تحكم عن بعد محمول. كما تم تقييم الحركة على الأسفلت والعشب والتلال.
بعد اجتياز الاختبارات في لورتون بنجاح، نُقل كل شيء إلى إل باسو (ولاية تكساس) لاختبار وتقييم موسعين. وحددت تقييمات القدرات العلمية والتقنية ما إذا كانت الكلاب القابلة للبرمجة تنجز المهمة الموكلة إليها. وعلى طول الحدود، تفاقمت التحديات مع بدء تمارين حالات الاستخدام. وفي هذه المرحلة، تم تقييم قدرات الروبوتات في سيناريوهات واقعية.
عمل فريق لونغ مع مديرية الرؤية الليلية والمستشعرات الإلكترونية التابعة للجيش الأمريكي (NVESD) وGhost Robotics للتأكد من أن الكلاب الروبوتية جاهزة لتنفيذ مهام متنوعة. وتطلبت تمارين إل باسو القدرة على المناورة في الظروف القاسية، والعمل في مساحات محدودة، وتحمل درجات الحرارة المرتفعة، وتنفيذ المهام في ظروف انخفاض الأكسجين، وهي مواقف خطيرة بشكل خاص على عملاء وضباط CBP.
كمثال على المرونة المرغوبة للمنصة، طورت Ghost Robotics قدرات الحمولة كنظام مفتوح. ومن مزايا ذلك تبسيط تكامل أنواع مختلفة من الكاميرات (360 درجة، والحرارية، والرؤية الليلية، والتكبير) وأجهزة الاستشعار (الكيميائية، والبيولوجية، والإشعاعية، والنووية) في الروبوتات.
بعد التركيب، تُربط الحمولة بمعالج عالي الأداء يعمل عليه AGSV. وأثناء الاستخدام، يحافظ AGSV على الاتصال بالمشغل عبر ترددات قياسية، مثل الراديو وWi-Fi وGPS أو وسائل أخرى. ولضمان قدرة AGSV على تنفيذ ما وُعد به، اختُبر بصعود التلال ونزول الوديان والصخور، مع حمل حمولة تزن 9 كيلوغرامات.
ثم انتقل الاختبار إلى مركز تدريب مغلق، بُني على غرار منزل سكني. وهناك واجهت الكلاب الروبوتية سيناريو يحاكي لقاء أشخاص قد يكونون معادين. وفي وضع التحكم وعبر اتصال لاسلكي، يستطيع المشغل توجيه AGSV للدخول إلى المبنى، والتنقل في الممرات، والنظر خلف الزوايا، وصعود الدرج.
لاحقا، في منطقة صحراوية، بُرمجت الكلاب لمحاكاة الحراسة. وفي هذا الوضع المستقل، كانت AGSV تنطلق وتنعطف عند وصولها إلى نقاط GPS محددة مسبقا. وبعد إكمال الجولة، كانت تعود إلى القاعدة. وكانت الروبوتات تنفذ ذلك في النهار والليل. وشمل الاختبار الإضافي محاكاة التفتيش من الخارج ومن الداخل ومن تحت العربات في محطات السكك الحديدية.
كان اختبار التحمل أيضا جزءا مهما من التمارين العامة. وجُمعت بيانات عن زمن التشغيل الذاتي وتأثير التضاريس على هذا التحمل. ولحسن الحظ، عندما عملت Ghost Robotics على كلبها الروبوتي لـ CBP، ركزت جهودا كبيرة على كفاءة الحركة. وكان هدفها أن يتمكن الكلب العامل بالبطارية من تنفيذ مهام أطول بأقصى حمولة.
يؤكد كينيلي أن أرجل الروبوت-الكلب متطورة ومستجيبة لدرجة أن «لديه القدرة على الإحساس عبر محركاته، ويستطيع تقدير قوة الاحتكاك وتصحيح السطح غير المستوي أو الزلق تلقائيا». وهذه القدرة على التصحيح الذاتي تجعله منصة مثالية للعمليات الوعرة في ظروف متنوعة.
ومن الآليات الأخرى التي قيّمها الفريق الصيانة الأساسية والإصلاح في الميدان، مثل سهولة استبدال «المخالب» البالية. وجُمعت معلومات قيّمة من كل تمرين. وشرحت لونغ العملية قائلة: «عندما تطور الصناعة نموذجا أوليا، نقوم نحن (مع شركائنا في هذا المجال) بتقييم التقنية الجديدة وتقديم ملاحظات للمطور. وبهذه الطريقة، تنجز النسخة التالية من التقنية ما نحتاجه وتسد فجوة القدرات التي نستهدفها».
إن مراقبة برامج تطوير واختبار الكلاب الروبوتية في سيناريوهات حقيقية مثال ممتاز على سعي S&T إلى إدخال أحدث الإنجازات المبتكرة إلى DHS.
