Яхты без яхтсменов?!

Помню анекдот, который начинается словами: «Играли как-то два компьютера в шахматы…». А если это не шахматы, а парусные гонки? Тогда начать придется так: «Собрались как-то роботы погоняться на яхтах в океане».

Анекдот анекдотом, а в различных СМИ уже замелькала информация о том, что вот-вот на трассы океанских гонок выйдут парусники с такой электронной «начинкой», что им несложно будет в автономном режиме, без каких-либо команд с берега, преодолевать огромные расстояния.

В каждой шутке есть доля… шутки. В следующем году запланирован старт гонки «Microtransat Challenge-2009» через Атлантику. В ней примут участие полностью автоматизированные яхты — небольшие парусные лодки без экипажей. Уже 10 команд заявили о своем желании отправить в гонку парусники, способные самостоятельно, с минимальным контролем по радио, пройти достаточно длинный маршрут. По условиям соревнования, яхтам длиной не более 4 м предстоит выйти из португальского порта Вианаду-Каштелу и, преодолев расстояние в 4000 миль в западном направлении, за 2-3 месяца дойти до островов Карибского архипелага. Финишем будет считаться линия 60-го меридиана на отрезке между 10° и 25° с.ш. (примерно в районе о.Мартиника).

Авторы идеи состязания яхт-роботов Марк Джеймс Нил из университета Уэльса и Ив Бриер из компании «ENSICA», оба страстные яхтсмены. Несколько лет назад они сформулировали основные условия, которые легли в основу технических требований к яхтам-участницам «Microtransat Challenge». Их немного:

• яхта длиной до 4 м не должна иметь никакого другого движителя, кроме паруса;
• аппарат должен быть энергетически полностью автономным, нести на борту все необходимое электрооборудование;
• участники не должны мешать другим претендентам, в частности, вести лодки на столкновение, ставить препятствия или мешать работе электронных систем конкурентов;
• каждый участник обязуется предоставлять судьям информацию о положении лодки не реже одного раза в сутки;
• участники не могут управлять своими яхтами дистанционно, но могут переправлять на них координаты определенных точек дистанции, информацию о погоде на маршруте или даже обновлять ПО лодки, а также получать с борта телеметрию о состоянии яхты (батарей и пр.).

При опасности потери лодки операторы на берегу вправе вмешаться в управление яхтой; это сразу приводит к исключению команды из числа претендентов на победу, но дает шанс сохранить яхту.

Как ни странно, идея получила признание, и на участие в трансатлантической регате начали поступать заявки из Великобритании, США, Канады, Австрии и Франции. А в начале лета будущие соперники собрались в Австрии, на оз.Нойсидл, близ города Брайтенбрунна, на чемпионат «World Robotic Sailing Championship-2008», где продемонстрировали свои успехи. Инициаторам подобных соревнований не откажешь в упорстве. Во Франции в 2006 г. на первом чемпионате на воде были всего 2 яхты; в прошлом году у берегов Англии в Ирландском море соревновались уже 3 яхты-робота. Прогресс очевиден, хотя он не обходится без трудностей. Например, в этом году условием победы в первой части соревнований было обеспечение полной автономности в 48-часовом плавании. Ни один из участников, в том числе и будущий победитель — австрийская яхта «Робоут», не смог без проблем продержаться положенное время. То одну, то другую яхту приходилось ремонтировать. Вторая часть чемпионата — собственно гонки на классической треугольной дистанции. Здесь «Робоут», один из главных фаворитов предстоящей трансатлантической гонки, стал безоговорочным лидером.

Ни у кого нет уверенности, что хотя бы одна из яхт доберется до финиша по другую сторону Атлантики: предстоящий переход выглядит фантастически сложным. На это Марк Нил реагирует спокойно. «Это первый случай, когда преодолеть океан попытается полностью автоматизированная лодка. Трудностей с подготовкой достаточно много. Самой большой проблемой остается надежность и «гибкость» поведения роботов в сложных условиях. Им придется «выживать» в течение 2-3 месяцев без всякой поддержки. Если нам (!) удастся добраться до финиша, я буду очень рад. Это достижение откроет океаны для мониторинга окружающей среды при помощи роботов».

Большинство команд идут по пути максимального использования готовых конструкций и оборудования. Это понятно: заявки на участие поступают, в основном, от научных лабораторий и студенческих коллективов, и работы финансируют преимущественно энтузиасты. Как констатируют сами участники, ни военным, ни коммерческим структурам они пока неинтересны. Хотя, по словам Марка Нила, «установленные на яхтах-роботах датчики могут измерять содержание углекислого газа в воде, концентрацию хлорофилла и загрязняющих веществ, атмосферное давление и температуру воды и воздуха. Собранные данные пригодятся ученым, помогут специалистам отслеживать рост планктона или разливы нефти. Лодки-роботы соберут эту информацию дешевле и оперативнее, чем с нынешними технологиями».

На мой взгляд, самым реальным выглядит вариант, предложенный австрийскими участниками. Яхта «ASV Roboat» — это переоснащенная двухместная килевая парусная яхта проекта «Laerling», предназначавшаяся для тренировок детей (длина 3,75 м, ширина 1,35 м, осадка 0,55 м, масса 140 кг). В целях безопасности в конструкцию изначально заложено 60 кг балласта, не дающего яхте перевернуться при самых неблагоприятных условиях. Дополнительную плавучесть создают 400 л пенопласта внутри корпуса.

Для плавания в автоматическом режиме в корпусе и на мачте установлено много оборудования. В целях повышения безопасности (помимо непотопляемого и самовосстанавливающегося корпуса) предусмотрена автоматическая помпа. Стоящий на борту яхты компьютер имеет программное обеспечение, позволяющее рассчитывать путь в зависимости от изменения погодных условий, оригинальные алгоритмы совместного управления рулем и парусом. На яхте установлены датчики навигационной системы, направления и скорости ветра, электропотребления, мощности, положения паруса относительно ДП; видеокамеры; компас с компенсатором крена (в карданном подвесе); руль и шкотовые лебедки оснащены электроприводом… Для обеспечения работы всех механизмов и приборов в яхте установлены две батареи емкостью 230 А/ч каждая, а на палубе закреплена солнечная панель с регулятором нагрузки. Связь с яхтой (и управление в случае реальной опасности) обеспечивается тремя способами: с помощью компьютеров через беспроводной модем (LAN), через каналы сотовой связи (UMTS/GPRS) и через спутниковый канал связи системы ИНМАРСАТ.

Примерно так же оборудуются и другие яхты. При этом остается непонятным, как будет обеспечена защита «Летучих голландцев» от проходящих судов — даже при наличии туманного горна, ходовых огней, флага «Дельта» («Автономное (неуправляемое) судно, держитесь от меня в стороне»). И как этим судам защититься от яхт-роботов? Конечно, 4-метровая лодочка не повредит встречный океанский лайнер, но для какой-то яхты все же будет представлять реальную опасность.

И еще один вопрос: а для чего все это нужно? Современные технологии, материалы и оборудование позволяют построить и оснастить парусные лодки, которые будут в состоянии совершать автономные плавания в недели и месяцы. И подобные гонки, если рассматривать их техническую составляющую, вполне могут состояться.

Автоматизация рутинных процессов в мореплавании достигла высокого уровня. Сегодня судно, в том числе яхта, в океане большую часть времени может двигаться под управлением авторулевого — курс и местоположение судна известны, параметры двигателей и систем под контролем. До абсолютной автоматизации не хватает всего одного шага: не могут пока даже самые совершенные системы реагировать на мгновенное изменение обстановки, принимать адекватные тем или иным обстоятельствам решения, как это делает человек. Человек, который иногда выигрывает в шахматы у компьютера.

Во всей этой истории есть что-то неестественное. Насколько интересны гонки яхт без экипажей с позиций собственно яхтинга? Можно ли считать спортом состязание двух устройств? Вполне вероятно, бой компьютеров (или заложенных в них программ) за шахматной доской не столь драматичен, как гонки яхт-роботов, но яхтинг подразумевает присутствие человека. В команде, большой или нет, и — как апогей — гонки яхтсменов-одиночек. В каждой из них, помимо элемента соревнования, присутствует желание познать пределы человеческих возможностей. Это действительно спорт, пусть дорогой, пусть во многом экстремальный. Но это проверка не только яхты (на прочность, на мореходность), но и человека — готов ли он, невзирая на лишения, в течение долгого времени бороться не только с океаном, но и с соперниками. Хотя, с другой стороны, существует судомодельный спорт со своими чемпионатами…

В чем смысл победы в подобной гонке? Скорее, мы видим научный эксперимент: пройдет яхта маршрут -хорошо, не пройдет — кое-что поменяем, поправим, добавим, и пройдет в следующий раз. Надо ли эксперимент облекать в состязательный формат? Сомневаюсь.

Тем не менее, мы можем радоваться, что живем в такое интересное время, когда то моделируют зарождение Вселенной в коллайдере, то клонируют живые существа, проводят футбольные матчи среди роботов, парусные гонки корабликов с электронной «начинкой»…