Bài 2: Tự động hóa cỗ máy chiến tranh
Trong một cuộc biểu tình phản chiến tại quảng trường Lafayette (New York City) vào Tháng Chín 2007, một số người đã tình cờ phát hiện và bắt được một robot bay hình dáng như chuồn chuồn. Chẳng cơ quan nào của Mỹ chính thức thừa nhận họ đã thả con robot chuồn chuồn này ngay tại nước Mỹ (hẳn là nhằm theo dõi những người biểu tình) nhưng người ta tin rằng nó có thể xuất phát từ Bộ An ninh Nội địa Hoa Kỳ. Câu chuyện nhỏ trên cho thấy tình báo và quân đội Mỹ từng phát triển robot bay siêu nhỏ từ rất lâu và đến nay đã đạt được những bước tiến ít ngờ…
| Thời của vũ khí robot (bài 1) |
Không phải chuyện giả tưởng!
Chương trình nghiên cứu qui mô về máy bay siêu nhỏ (micro air vehicles – MAV) đã được tiến hành nhiều thập niên qua tại các căn cứ quân sự Mỹ. Theo Janes Defense Weekly, từ năm 1997, Cơ quan các đề án nghiên cứu quốc phòng cấp tiến (DARPA, thuộc Ngũ Giác Đài) đã tung ra kế hoạch bốn năm chế tạo MAV tốn khoảng $35 triệu. DARPA qui định 15 cm là kích cỡ tối đa cho một MAV, chi phí sản xuất thấp (chừng $1,000) và dễ sửa chữa. Ngoài ra, MAV phải đáp ứng những tiêu chuẩn cho hoạt động do thám (tiếng động cơ nhỏ và có hệ thống radar cũng như thiết bị quan sát-chụp ảnh hiện đại). Hơn nữa, MAV được thiết kế sao cho không chỉ dùng trên chiến trường mà còn có thể sử dụng cho các chiến dịch do thám trong không gian đô thị. Nó có thể đậu trên dây điện để quan sát bên dưới hoặc hạ cánh nhẹ nhàng xuống mép cửa sổ để rình rập và nghe trộm những gì diễn ra trong phòng. MAV cũng có thể được tung ra ngay trong một tòa nhà…
Một MAV lý tưởng chỉ nặng 50gr, với thời gian hoạt động mỗi phi vụ từ 30-60 phút, bay ở vận tốc 10-20m/giây và phạm vi hoạt động từ 3-10 km. Ngoài ra, MAV còn có thể được dùng trong công tác dò tìm và nhận biết các chất độc hóa học, bắt tín hiệu liên lạc hay ôm theo vài quả bom nhỏ. Vài mô hình MAV vừa kể đã ra đời. Một trong những mô hình MAV đầu tiên được DARPA chi khá đậm tiền tài trợ là AeroVironment Black Widow, có phạm vi hoạt động 1 km, mang theo thiết bị ghi hình làm việc ngày lẫn đêm (một “góa phụ áo đen-Black Widow” như vậy đã biểu diễn tại căn cứ quân sự Fort Benning ở bang Georgia vào cuối Tháng Sáu 2001). Black Widow có cánh quạt ở mũi, hoạt động nhờ một môtơ điện chạy bằng cặp pin lithium. Hệ thống đẩy có trọng lượng vỏn vẹn 110mg, tạo vận tốc tối đa 20m/giây; hệ thống điều khiển (một máy tính, thiết bị bắt sóng vô tuyến và ba động cơ siêu nhỏ) nặng chỉ 2gr. Người điều khiển mang cặp kính-màn hình để quan sát những hình ảnh truyền từ máy camera nặng 2gr của Black Widow…
Sau Black Widow là dự án Lutronix Kolibri-cánh quạt và Sanders MicroSTAR-cánh ngang cố định. Trong ba mô hình vừa kể, con MicroSTAR của hãng Sanders (làm từ hợp đồng 42 tháng trị giá $10 triệu ký với DARPA) là dữ dằn hơn cả. Chính Skunk Works (từng chế tạo máy bay Black Bird nổi tiếng) của Lockheed Martin là nơi chịu trách nhiệm làm khung sườn cho MicroSTAR và General Electrics thì cung cấp các thiết bị điện tử. Quá trình nghiên cứu MicroSTAR được tiến hành qua một loạt hạn mức tiêu chuẩn (mỗi hạn mức kéo dài 18 tháng). MicroSTAR nặng 100gr, có thể thực hiện một sứ mạng kéo dài từ 20-60 phút trong phạm vi 5km. Bộ cảm ứng Vision VV5404 của nó tinh như mắt cú, có thể nhìn đêm rõ như ngày, truyền phát tín hiệu qua thiết bị Harris PRISM…
Hai kế hoạch MAV được DARPA tài trợ gây chú ý nữa là nghiên cứu của Michael Dickinson thuộc Đại học Berkeley và Robert Michelson thuộc Viện kỹ thuật Georgia. Tháng Bảy 2000, Văn phòng bản quyền Hoa Kỳ đã cấp bản quyền (số 6.082.671) cho Công ty nghiên cứu kỹ thuật Georgia (thuộc Đại học Georgia) với sáng chế robot bay Entomopter của Robert Michelson. Được thiết kế để hoạt động trong không gian nội thất, Entomopter không chỉ có thể vẫy cánh bay lên như côn trùng mà còn biết bò qua khe cửa.
Như máy bay, Entomopter có chiếc bụng chứa máy móc và nhiên liệu. Tất cả bộ phận khác đều gắn với chiếc bụng này. Nó có hai cánh, làm bằng film mỏng. Các mạch (vein) gắn với cánh từ bụng giúp cánh có thể uốn cong mà Entomopter cần, khi nó cất mình lên khỏi mặt đất. Hệ thống động cơ RCM (Reciprocating Chemical Muscle – cơ hóa chuyển động) gắn với cánh giúp tạo ra chuyển động vỗ. Các bộ cảm ứng có thể hướng về phía trước, sau hay bên cạnh… Entomopter vận hành bằng một phản ứng hóa học: Một chất xúc tác sẽ gây ra phản ứng hóa học và tạo ra một loại khí. Áp suất khí khiến đẩy một piston trong bụng Entomopter. Piston nối với cặp cánh, làm cho chúng vỗ liên tục. Khí còn thoát vào các mạch (vein) giúp cánh chuyển hướng… Cách đây hơn 20 năm, công nghệ UAV, hay nói theo từ phổ biến hơn hiện nay là “drone”, đã đạt đến trình độ như thế rồi!
Ngoài ra, còn có chương trình MFI (Micromechanical Flying Insect). Chính phủ Mỹ đã đầu tư $2.5 triệu vào dự án này của Đại học Berkeley do Michael Dickinson thực hiện. Tham vọng của chương trình là chế tạo một côn trùng máy siêu nhỏ chỉ nhỉnh hơn kích thước con ruồi! Một trong những thí nghiệm cách đây không lâu là chế ra bộ cánh 25cm, làm bằng Plexiglass, và hoạt động bắt chước theo cách vỗ của ruồi thật. Có 6 môtơ – ba cho mỗi cánh – làm cho cánh đập tới lui, lên xuống hay xoay tròn! MFI vận hành bằng năng lượng mặt trời.
Với kỹ thuật siêu nhỏ (nanotech) ngày càng phát triển, ruồi máy nhỏ bằng ruồi thật là chuyện có thể xảy ra trong thời gian không xa. Tháng Mười 2011, nhóm nghiên cứu đã tạo ra được robot côn trùng “DASH+Wings” (DASH viết tắt từ “Dynamic Autonomous Sprawled Hexapod”) có thể bay tự do (ngang, thẳng đứng, lướt…) một cách hoàn hảo gần như côn trùng thật trong thế giới tự nhiên!
Tính đến nay, dự án MFI đã tiến một chặng rất dài so với giai đoạn ban đầu. DARPA chưa dừng lại. Một trong những dự án cực kỳ tham vọng đang được dốc tiền nghiên cứu là cấy chip vào nhộng, thuộc khuôn khổ chương trình “Hybrid Insect Micro-Electro-Mechanical Systems” nhằm tạo ra con vật lai “nửa vật nửa máy”. Khi nhộng lớn lên và phát triển thành bướm, thần kinh hệ chúng bắt đầu “quấn” và kết nối một cách tự nhiên vào chip, giúp con người có thể chi phối được hành vi của chúng, hoàn toàn theo ý muốn (bằng cách điều khiển chương trình cài sẵn trong chip)…
“Hai vạn dặm dưới đáy biển”
Giảm tối đa thiệt hại nhân mạng đồng thời nâng tính hiệu quả tác chiến là mục tiêu lớn nhất của giới quân sự Mỹ. Các cuộc đầu tư cực mạnh vào những chương trình máy bay không người lái (UAV), tàu ngầm không người lái (UUV) và robot chiến binh (UGV)… đều thể hiện xu hướng trên. Cần nhắc lại, Tháng Năm 2007, lần đầu tiên quân đội Mỹ đã đưa ra chiến trường ba chiến binh robot SWORDS (viết tắt từ “Special Weapons Observation Reconnaissance Detection System” (triển khai tại Iraq).
Do hãng Mỹ Foster-Miller sản xuất, SWORDS (giá $230,000) có thể sử dụng nhiều loại vũ khí (tùy hoàn cảnh cụ thể), từ súng trường M16; súng máy hạng nhẹ SAW M249 5,56 ly; súng máy M240 7,62 ly; súng trường M82 Barrett; súng phóng lựu đến thậm chí hỏa tiễn vác vai M202A1 FLASH. Chưa đạt “trình độ” tự động hoàn toàn, SWORDS được điều khiển bởi máy tính từ xa (khoảng cách tối đa 800 m) nhưng con robot này đã chứng tỏ nó là thế hệ robot chiến binh đáng “đồng tiền bát gạo” (tuần báo Time từng đưa SWORDS vào danh sách những phát kiến hay nhất năm 2004). Một anh em của SWORDS được sử dụng rộng rãi nữa là TALON (cũng do Foster-Miller chế tạo). Foster-Miller cho biết, TALON là một trong những robot được sản xuất hàng loạt nhanh nhất trước nay trong lịch sử hãng (nơi được thành lập năm 1956, chuyên về robot quân sự). Có thể băng qua cát lún, tuyết dày hoặc thậm chí leo cầu thang, TALON được dùng để tháo bom hoặc do thám.
Bên cạnh chiến dịch đầu tư UAV, Mỹ và một số nước cũng nghiên cứu mạnh chương trình tàu ngầm không người lái (UUV). Tháng Ba 2003, trong chiến dịch tấn công Iraq, hải quân Mỹ đã đưa UUV đến vùng biển nước này để rà mìn. Với UUV tấn công, thế hệ tàu ngầm không người lái đang được đánh giá cao là “Proteus”. Mệnh danh “Predator” trong lòng biển, “Proteus” được thiết kế để mang theo hai quả bom (gần 100 kg/quả). Nặng 2.8 tấn, UUV “Proteus” có thể mang theo 181 kg thiết bị (camera, cảm ứng…) hoặc thậm chí có thể chở tối đa 7 lính biệt kích. Thời điểm hiện tại, “Proteus” – vẫn ở giai đoạn phát triển và hoàn thiện – hoạt động ở tầm 600 km với mỗi sứ mạng kéo dài hơn 90 tiếng…
Giữa năm 2021, Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ đã mua hai UUV “REMUS” của Huntington Ingalls (nơi chế tạo “Proteus”), trong kế hoạch chi $3 tỉ mua 10 tàu nổi không người lái loại to (large unmanned surface vessels – LUSV) và hai tàu nổi không người lái loại vừa (unmanned surface vessels – MUSV) chuyên dùng diệt tàu ngầm. Trong khi một MUSV dài khoảng 40m (chẳng hạn con “Sea Hunter” của hãng Leidos, có giá $23 triệu) thì LUSV dài từ 60-90m (có giá $35 triệu)
Tháng Chín 2011, hãng iRobot (Mỹ) đã giới thiệu tàu ngầm không người lái “Seaglider” chuyên cho công tác do thám. Hoạt động ở độ sâu từ 20 m đến 1,000 m, “Seaglider” là loại UUV đầu tiên có thể thực hiện một sứ mạng kéo dài hơn chín tháng mà không cần “vớt” lên thay pin; và cũng là UUV đầu tiên có thể thực hiện một sứ mạng trong phạm vi hơn 3.800 km…
Và trong khi những kỹ sư UAV cố mô phỏng thế giới tự nhiên với những con ruồi máy hoặc châu chấu máy, những người nghiên cứu UUV cũng bắt chước thành công thế giới tự nhiên với mô phỏng các loài động vật biển. Đã có những loại UUV do thám trông hệt như con sứa hoặc cá đuối. Một trong những thành công xét trong lĩnh vực này có thể được xem là điển hình phải kể đến robot tôm hùm, ra đời từ Phòng nghiên cứu hải quân Hoa Kỳ (ONR). Không chỉ mô phỏng hình dạng, nhóm nghiên cứu còn tạo ra được con robot tôm hùm có khả năng đánh hơi được khí và mùi trong môi trường biển – một cơ chế đặc biệt của tôm hùm, loài động vật có thể được xếp đầu bảng với tư cách là “chuyên gia” phát hiện “mùi lạ”, chẳng hạn hơi thuốc nổ phát ra từ mìn.
Tương tự UAV, một cuộc chạy đua ráo riết cũng đang xảy ra trong các dự án UUV. Nhiều loại UUV đã ra đời, với những hình dạng khác nhau và tính năng khác nhau, từ do thám, đo đạc và vẽ bản đồ lòng biển, gỡ mìn, tháo ngư lôi cho đến tấn công. Cần biết, việc vận hành tàu ngầm không người lái phức tạp hơn nhiều so với máy bay không người lái, do yếu tố đặc thù của môi trường biển. Do đó, việc thiết kế UUV gặp nhiều khó khăn và rào cản về mặt kỹ thuật. Tuy nhiên, không vì vậy mà người ta chùn bước.
Sau khi tung ra UUV “AN/BLQ-11” chuyên rà mìn (hiện được biên chế trên các tàu ngầm lớp “Los Angeles” của Hải quân Mỹ), Boeing đã bắt đầu thử nghiệm UUV “Echo Ranger”. Với hãng BAE Systems (Anh), họ có “Archerfish” – một UUV chuyên triệt phá mìn. “Archerfish” có thể thả từ tàu chiến hoặc trực thăng. Một trong những UUV nổi tiếng khác của BAE Systems là “Talisman”. Vận hành hoàn toàn tự động, “Talisman” có thể được tái lập chương trình hoạt động cho một sứ mạng cụ thể bằng vệ tinh! Tung ra từ năm 2004, “Talisman” đã trải qua nhiều cuộc thử nghiệm tại biển Ireland với tỉ lệ thành công là 100%. Trong cuộc thử nghiệm cuối năm 2006, “Talisman” là UUV đầu tiên bắn hạ chính xác mục tiêu trong lòng biển. Ngoài “Talisman”, Hải quân Anh còn có UUV “Recce”, do hãng Mỹ Hydroid sản xuất…
___________
