האתגר: בינה משימתית לכרב"מ בשדה הקרב
אחד האתגרים הגדולים כיום בחטיבה הטכנולוגית של זרוע היבשה הוא תחום הרובוטיקה האוטונומית. מנושאי תקינה בינלאומית ועד למחסור בכוח אדם – בצה"ל מנסים למצוא פיתרון
עמי רוחקס דומבה
| 07/08/2017
(צילום: דו"צ)
מדור טכנולוגיות עתידיות ותשתיות רובוטיקה פועל במסגרת החטיבה הטכנולוגית של מז"י ואחראי לפתח רובוטיקה חדשה לזרוע היבשה. המדור פועל תחת מחלקת מתמרנות בענף רובוטיקה והנדסה קרבית. הענף מחולק לארבעה מדורים. שניים לרובוטיקה, אחד לכלי צמ"ה ועוד מדור עם פרויקט ייחודי. שני מדורי הרובוטיקה מתחלקים למדור מערכות רובוטיות שאחראי על רכש הצטיידות, הטמעה ואחזקה של פלטפורמות רובוטיות. מדור טכנולוגיות עתידיות אחראי על חדשנות בתחום הרובוטיקה היבשתית.
מתקן ניסוי ארצי לרובוטים
אחד הפרויקטים הגדולים עליו עובדים לאחרונה במדור הוא בניית אתר ניסויים ארצי לרובוטים יחד עם משרד התחבורה. מדובר באתר אזרחי שישמש גם את הצבא. אחת האפשרויות למיקומו היא באזור נתניה, אבל זה לא סגור. הנושא עדיין בדיונים. היום צה"ל בוחן רובוטיקה בשדות הניסויים של יחידת נאסא.
"הצורך המבצעי ברובוטים מורכב משלושה מרכיבים עיקריים", אומרים בצה"ל. "להחליף אנשים במשימות משעממות, מלוכלכות ומסוכנות. חילוץ טנק כדוגמא. שרובוט יעשה את זה". המדור החל לעסוק ברובוטיקה כבר ב-1994 סביב רובוטים לסילוק פצצות. הקפיצה הייתה ב-2006 לאחר תחרות של ארגון דרפ"א האמריקאי בנושא רובוטיקה בה השתתף צוות של צה"ל. המשימה הייתה לבנות רובוט אוטונומי שעושה דברים לבד.
לאחר התחרות, נולדה חברת ג'יניוס (G-NIUS), בשותפות בין אלביט מערכות ותעשייה אווירית. ג'יניוס פיתחה מערכות קרקעיות בלתי-מאוישות עבור צה"ל וסיפקה ב-2008 את הגארדיום ולאחר מכן את הנחשון. "הפרויקט של ג'יניוס הוא תוצר של התחרות ההיא בדרפא", אומרים בצה"ל. חברת ג'יניוס נסגרה בשנת 2016 והחליפה אותה אלביט מערכות עם רכב 'שומר הגבולות' (שג"ב) המבוסס על הפורד F-350.
תקינה לאלגוריתמים
בצה"ל מסבירים כי מדובר בתחום חדש שאין לו תקינה שלמה. "אנחנו עוקבים אחרי תקנים שמתפרסמים בעולם בנושא רובוטיקה. בארה"ב מפורסמים כאלו ואנחנו עוקבים אחריהם ומאמצים חלק מהם עם שינויים לצה"ל. ההיצמדות לתקנים בינלאומיים בתחום תאפשר לנו להימנע מתלות בספק יחיד בעתיד", מסבירים בצה"ל.
"כבר היום מוכרים רובוטים לסילוק פצצות מסחריים ללא התקנים כמו מצלמות. בגלל התקינה לא שווה ליצרן הרובוט לייצר גם מצלמות. זה היתרון בתקינה. בתחום הרכבים האוטונומיים יש אתגר תקינה ברמות L3/L4. כלומר שתוכל לרשיין את הרכב.
"לפני כשמונה שנים שהתחלנו ניסויים בכלים כאלו, הבנו שאנחנו לא יודעים לבחון אלגוריתמיה. התחלנו לפתח סימולציה לבחינת אלגוריתמיה. הוכחנו שזה עובד. גם האמריקאים הולכים בכיוון זה. המטרה להתיישר עם התקינה האמריקאית משתי סיבות - כדי שנוכל לייבא מארה"ב וכדי שהתעשיות שלנו יוכלו למכור בעולם".
בצה"ל עוסקים בהקשר זה בלמידה עמוקה. תחום מתקדם באלגוריתמיקה אליו נכנסו גם ענקיות טכנולוגיות כמו אפל, גוגל ומיקרוסופט. "יש בינה תנועתית ובינה משימתית. חלק מהפיתוחים מסווגים. בעיקר אלו סביב בינה משימתית", אומרים בצה"ל.
"יש מחקר לפיתוח שיירות אוטונומיות. אפשר לחבר על כל רכב את הקיט הרובוטי. בארה"ב התפיסה היא שיש שיירות משולבות. גם אנשים וגם רובוטים. בארץ התפיסה אחרת. הלוגיסטיקה היא אחד הנושאים החשובים במחקר הרובוטיקה. יש לך כמות נהגים מוגבלת בשדה הקרב, וגם בתוך הארץ. המטרה היא להפעיל כלים כאלו גם בתוך הארץ. מי שאחראי על תפיסת ההפעלה של הרובוטיקה זה לא אנחנו אלא הגופים הלוחמים. אנחנו רק מייעצים מה הטכנולוגיה יכולה לעשות. יש תכנית ליישום הרובוטיקה בצה"ל. אבל היא מסווגת".
בהיבט שיתוף הפעולה עם התעשיות, כמעט כל החברות הביטחוניות בארץ משתפות עם צה"ל פעולה בנושא. גם חברות מחו"ל. חלקן מביאות רובוטים לבחינה בצה"ל. יש פרויקטים שדורשים קצינים של המדור בתעשיות. כאשר מדובר בחברות שאינן ביטחוניות, חלקן רוצות לשתף פעולה וחלקן לא בגלל שמדובר בצבא. "בארץ כמעט כולן משתפות פעולה. בחו"ל לא כולן", אומרים בצה"ל. "אנחנו עובדים עם מפא"ת צמוד. יש קשר מאוד הדוק סביב הפרויקטים השונים. קשר יום יומי".
"קיים מחסור באלגוריתמיקאים"
כוח האדם במדור לא גדול. בסימולטור יש תקן של אדם וחצי, אבל בפועל יש כ-80 איש שעובדים עליו באקדמיה ובתעשיות מסבירים בצה"ל. "מספר האנשים במדור לא משקף נכונה את המציאות. יש אצלנו עתודאים בהנדסת מכונות. חלקם מתוכניות אקדמיזציה. אלו צעירים עם תואר במדעים מדוייקים שמסיימים תואר עד הגיוס. חלקם מגיעים מרקע תוכנה. בנינו הליך הכשרה לקצינים שמאפשר להם להיכנס די מהר לפרויקטים.
"יש גם חיילים. הם נבחרים בתחרויות רובוטיקה. כאלו שמכירים את התחום. הקצינים נכנסים למסע ארוך עד שהם מוכשרים כמהנדס מערכת. צריכים להכשיר אותם תוך כמה חודשים. הם גם דרושים באזרחות ולכן קשה להשאיר אותם אצלנו.
"בתעשייה לוקח להכשיר מהנדס מערכת בתחום לפחות שנתיים. אנחנו מוציאים אותם מוכנים לתעשייה. הקצינים עוברים תהליך של כמה שנים. הם מתחילים עם אלקטרוניקה פתוחה וכתיבת קוד. הם נשארים אצלנו שש שנים - שלוש שנים חובה ועוד שלוש קבע.
"יש מחסור באלגוריתמיקאים. לכן, יש ניסיון להרים פרויקט עם האקדמיה. בין השאר עם אוניברסיטת אריאל, בן גוריון ומכללת אפקה להכשרה בתחום. המטרה היא לתת לסטודנטים פרויקטים אמיתיים לא מסווגים ולהכין אותם למציאות".
עובדים על קיט רובוטי
אחד הכיוונים העיקריים של המדור הוא לייצר קיט רובוטי שיהפוך כל פלטפורמה קרקעית של צה"ל לחכמה. "בעבר היינו בונים רובוט מאפס", אומרים בצה"ל. "שינינו גישה בשנים האחרונות ואנחנו בונים אבני בניין לרובוט. המטרה היא לפתח קיט שיהפוך כל פלטפורמה לחכמה. רוצים להגיע למצב שאין הבדל בין רכב מאויש ללא מאויש".
צה"ל מציג תפיסת פיתוח רובוטיקה כמו לגו. בוחנים צורך מבצעי, יכולות ומחברים. המטרה היא להוזיל עלויות פיתוח וגם כדי לעקוב אחרי טכנולוגיות בתחום. הטכנולוגיה האזרחית מתקדמת יותר מאשר בצבא בתחום האוטונומיה ברכבים, וזה מאפשר לצה"ל להסב פתרונות לצרכים שלו.
"יש רובוטים שיעזרו לחייל לשאת דברים. רובוטים לסילוק פצצות. רובוטים כמו שג"ב. באזרחות מדברים היום על קיטים שיהפכו מכוניות לחכמות. זה טרנד שגם אנחנו רוצים להגיע אליו. תפיסה שאתה מפתח קיט שהופך כל פלטפורמה לחכמה - טנק, נגמ״ש, ג'יפ וכו'", מסכמים בצה"ל.
אחד האתגרים הגדולים כיום בחטיבה הטכנולוגית של זרוע היבשה הוא תחום הרובוטיקה האוטונומית. מנושאי תקינה בינלאומית ועד למחסור בכוח אדם – בצה"ל מנסים למצוא פיתרון
(צילום: דו"צ)
מדור טכנולוגיות עתידיות ותשתיות רובוטיקה פועל במסגרת החטיבה הטכנולוגית של מז"י ואחראי לפתח רובוטיקה חדשה לזרוע היבשה. המדור פועל תחת מחלקת מתמרנות בענף רובוטיקה והנדסה קרבית. הענף מחולק לארבעה מדורים. שניים לרובוטיקה, אחד לכלי צמ"ה ועוד מדור עם פרויקט ייחודי. שני מדורי הרובוטיקה מתחלקים למדור מערכות רובוטיות שאחראי על רכש הצטיידות, הטמעה ואחזקה של פלטפורמות רובוטיות. מדור טכנולוגיות עתידיות אחראי על חדשנות בתחום הרובוטיקה היבשתית.
מתקן ניסוי ארצי לרובוטים
אחד הפרויקטים הגדולים עליו עובדים לאחרונה במדור הוא בניית אתר ניסויים ארצי לרובוטים יחד עם משרד התחבורה. מדובר באתר אזרחי שישמש גם את הצבא. אחת האפשרויות למיקומו היא באזור נתניה, אבל זה לא סגור. הנושא עדיין בדיונים. היום צה"ל בוחן רובוטיקה בשדות הניסויים של יחידת נאסא.
"הצורך המבצעי ברובוטים מורכב משלושה מרכיבים עיקריים", אומרים בצה"ל. "להחליף אנשים במשימות משעממות, מלוכלכות ומסוכנות. חילוץ טנק כדוגמא. שרובוט יעשה את זה". המדור החל לעסוק ברובוטיקה כבר ב-1994 סביב רובוטים לסילוק פצצות. הקפיצה הייתה ב-2006 לאחר תחרות של ארגון דרפ"א האמריקאי בנושא רובוטיקה בה השתתף צוות של צה"ל. המשימה הייתה לבנות רובוט אוטונומי שעושה דברים לבד.
לאחר התחרות, נולדה חברת ג'יניוס (G-NIUS), בשותפות בין אלביט מערכות ותעשייה אווירית. ג'יניוס פיתחה מערכות קרקעיות בלתי-מאוישות עבור צה"ל וסיפקה ב-2008 את הגארדיום ולאחר מכן את הנחשון. "הפרויקט של ג'יניוס הוא תוצר של התחרות ההיא בדרפא", אומרים בצה"ל. חברת ג'יניוס נסגרה בשנת 2016 והחליפה אותה אלביט מערכות עם רכב 'שומר הגבולות' (שג"ב) המבוסס על הפורד F-350.
תקינה לאלגוריתמים
בצה"ל מסבירים כי מדובר בתחום חדש שאין לו תקינה שלמה. "אנחנו עוקבים אחרי תקנים שמתפרסמים בעולם בנושא רובוטיקה. בארה"ב מפורסמים כאלו ואנחנו עוקבים אחריהם ומאמצים חלק מהם עם שינויים לצה"ל. ההיצמדות לתקנים בינלאומיים בתחום תאפשר לנו להימנע מתלות בספק יחיד בעתיד", מסבירים בצה"ל.
"כבר היום מוכרים רובוטים לסילוק פצצות מסחריים ללא התקנים כמו מצלמות. בגלל התקינה לא שווה ליצרן הרובוט לייצר גם מצלמות. זה היתרון בתקינה. בתחום הרכבים האוטונומיים יש אתגר תקינה ברמות L3/L4. כלומר שתוכל לרשיין את הרכב.
"לפני כשמונה שנים שהתחלנו ניסויים בכלים כאלו, הבנו שאנחנו לא יודעים לבחון אלגוריתמיה. התחלנו לפתח סימולציה לבחינת אלגוריתמיה. הוכחנו שזה עובד. גם האמריקאים הולכים בכיוון זה. המטרה להתיישר עם התקינה האמריקאית משתי סיבות - כדי שנוכל לייבא מארה"ב וכדי שהתעשיות שלנו יוכלו למכור בעולם".
בצה"ל עוסקים בהקשר זה בלמידה עמוקה. תחום מתקדם באלגוריתמיקה אליו נכנסו גם ענקיות טכנולוגיות כמו אפל, גוגל ומיקרוסופט. "יש בינה תנועתית ובינה משימתית. חלק מהפיתוחים מסווגים. בעיקר אלו סביב בינה משימתית", אומרים בצה"ל.
"יש מחקר לפיתוח שיירות אוטונומיות. אפשר לחבר על כל רכב את הקיט הרובוטי. בארה"ב התפיסה היא שיש שיירות משולבות. גם אנשים וגם רובוטים. בארץ התפיסה אחרת. הלוגיסטיקה היא אחד הנושאים החשובים במחקר הרובוטיקה. יש לך כמות נהגים מוגבלת בשדה הקרב, וגם בתוך הארץ. המטרה היא להפעיל כלים כאלו גם בתוך הארץ. מי שאחראי על תפיסת ההפעלה של הרובוטיקה זה לא אנחנו אלא הגופים הלוחמים. אנחנו רק מייעצים מה הטכנולוגיה יכולה לעשות. יש תכנית ליישום הרובוטיקה בצה"ל. אבל היא מסווגת".
בהיבט שיתוף הפעולה עם התעשיות, כמעט כל החברות הביטחוניות בארץ משתפות עם צה"ל פעולה בנושא. גם חברות מחו"ל. חלקן מביאות רובוטים לבחינה בצה"ל. יש פרויקטים שדורשים קצינים של המדור בתעשיות. כאשר מדובר בחברות שאינן ביטחוניות, חלקן רוצות לשתף פעולה וחלקן לא בגלל שמדובר בצבא. "בארץ כמעט כולן משתפות פעולה. בחו"ל לא כולן", אומרים בצה"ל. "אנחנו עובדים עם מפא"ת צמוד. יש קשר מאוד הדוק סביב הפרויקטים השונים. קשר יום יומי".
"קיים מחסור באלגוריתמיקאים"
כוח האדם במדור לא גדול. בסימולטור יש תקן של אדם וחצי, אבל בפועל יש כ-80 איש שעובדים עליו באקדמיה ובתעשיות מסבירים בצה"ל. "מספר האנשים במדור לא משקף נכונה את המציאות. יש אצלנו עתודאים בהנדסת מכונות. חלקם מתוכניות אקדמיזציה. אלו צעירים עם תואר במדעים מדוייקים שמסיימים תואר עד הגיוס. חלקם מגיעים מרקע תוכנה. בנינו הליך הכשרה לקצינים שמאפשר להם להיכנס די מהר לפרויקטים.
"יש גם חיילים. הם נבחרים בתחרויות רובוטיקה. כאלו שמכירים את התחום. הקצינים נכנסים למסע ארוך עד שהם מוכשרים כמהנדס מערכת. צריכים להכשיר אותם תוך כמה חודשים. הם גם דרושים באזרחות ולכן קשה להשאיר אותם אצלנו.
"בתעשייה לוקח להכשיר מהנדס מערכת בתחום לפחות שנתיים. אנחנו מוציאים אותם מוכנים לתעשייה. הקצינים עוברים תהליך של כמה שנים. הם מתחילים עם אלקטרוניקה פתוחה וכתיבת קוד. הם נשארים אצלנו שש שנים - שלוש שנים חובה ועוד שלוש קבע.
"יש מחסור באלגוריתמיקאים. לכן, יש ניסיון להרים פרויקט עם האקדמיה. בין השאר עם אוניברסיטת אריאל, בן גוריון ומכללת אפקה להכשרה בתחום. המטרה היא לתת לסטודנטים פרויקטים אמיתיים לא מסווגים ולהכין אותם למציאות".
עובדים על קיט רובוטי
אחד הכיוונים העיקריים של המדור הוא לייצר קיט רובוטי שיהפוך כל פלטפורמה קרקעית של צה"ל לחכמה. "בעבר היינו בונים רובוט מאפס", אומרים בצה"ל. "שינינו גישה בשנים האחרונות ואנחנו בונים אבני בניין לרובוט. המטרה היא לפתח קיט שיהפוך כל פלטפורמה לחכמה. רוצים להגיע למצב שאין הבדל בין רכב מאויש ללא מאויש".
צה"ל מציג תפיסת פיתוח רובוטיקה כמו לגו. בוחנים צורך מבצעי, יכולות ומחברים. המטרה היא להוזיל עלויות פיתוח וגם כדי לעקוב אחרי טכנולוגיות בתחום. הטכנולוגיה האזרחית מתקדמת יותר מאשר בצבא בתחום האוטונומיה ברכבים, וזה מאפשר לצה"ל להסב פתרונות לצרכים שלו.
"יש רובוטים שיעזרו לחייל לשאת דברים. רובוטים לסילוק פצצות. רובוטים כמו שג"ב. באזרחות מדברים היום על קיטים שיהפכו מכוניות לחכמות. זה טרנד שגם אנחנו רוצים להגיע אליו. תפיסה שאתה מפתח קיט שהופך כל פלטפורמה לחכמה - טנק, נגמ״ש, ג'יפ וכו'", מסכמים בצה"ל.
