القضايا التكنولوجية
الكاميرات
تحتوي بعض أنظمة التمويه النشطة المقترحة على كاميرات مثبتة مباشرة على الكائن المموه ، وتحتوي بعض الأنظمة على كاميرات تعمل بالأشعة تحت الحمراء عن بُعد. إذا كان مخطط النظام يجب أن يتم تثبيت الكاميرا مباشرة على الكائن المراد إخفائه ، فسيتم فرض قيد واحد - يجب إما أن تكون الكاميرا مموهة بشكل نشط أو أن تكون صغيرة بما يكفي. هناك العديد من طرز الكاميرات الصغيرة المتاحة حاليًا للمستهلكين ، وقد تكون بعض الكاميرات الملونة التجارية المصغرة مناسبة لأنواع معينة من أنظمة التمويه النشطة.
الدقة والتصوير
عند تحديد دقة العرض المطلوبة ، يجب مراعاة المسافة من الشاشة إلى العارض. إذا كان المراقب على بعد مترين فقط ، فيجب ألا تكون الدقة أعلى بكثير من تفاصيل الرؤية البشرية على تلك المسافة ، أي ما يقرب من 289 بكسل لكل سم 2. إذا كان المراقب بعيدًا (وهو عادةً) ، فيمكن تقليل الدقة دون المساس بجودة الإخفاء.
بالإضافة إلى ذلك ، يجب أن يأخذ التصور في الاعتبار كيف يتغير مجال رؤية المراقبين اعتمادًا على المسافة التي يبتعدون فيها عن الشاشة. على سبيل المثال ، يمكن لأي شخص ينظر إلى شاشة عرض من مسافة 20 مترًا أن يرى المزيد مما هو خلف الشاشة مقارنة بشخص على بعد 5 أمتار. لذلك ، يجب على النظام تحديد المكان الذي يبحث فيه المراقب من أجل ملاءمة الصورة أو حجم الصورة وتحديد حوافها.
أحد حلول التصور هو إنشاء نموذج رقمي ثلاثي الأبعاد للمساحة المحيطة. من المفترض أن يتم إنشاء النموذج الرقمي في الوقت الفعلي ، لأنه من غير العملي على الأرجح تصميم مواقع العالم الحقيقي قبل الموعد المحدد. سيسمح زوج من الكاميرات المجسمة للنظام بتحديد الموقع واللون والسطوع. تم اقتراح عملية تسمى التصوير الشعاعي المتنقل لترجمة النموذج إلى صورة ثنائية الأبعاد على الشاشة.
يتم إنشاء مواد متناهية الصغر منسوجة جديدة باستخدام المجالات المغناطيسية والكهربائية لتحقيق تحديد المواقع بدقة للجسيمات النانوية الوظيفية داخل ألياف البوليمر وخارجها. يمكن تصميم هذه الألياف النانوية لتوفير خصائص مثل مطابقة الألوان والتحكم في توقيع NIR لتطبيقات التمويه النشطة.
التمثيل التخطيطي للتمويه النشط يستخدم لتمويه شخص يقف أمام مجموعة من الناس
يعرض
تم تطوير تقنيات العرض المرنة لأكثر من 20 عامًا. تم اقتراح العديد من الطرق في محاولة لإنشاء عرض أكثر مرونة ودائمًا وأرخص سعرًا يحتوي أيضًا على دقة مناسبة وتباين ولون وزاوية عرض ومعدل تحديث. حاليًا ، يقوم مصممو شاشات العرض المرنة بدراسة متطلبات المستهلك لتحديد التكنولوجيا الأكثر ملاءمة بدلاً من تقديم أفضل حل منفرد لجميع التطبيقات. تشمل الحلول المتاحة RPT (تقنية الإسقاط العاكسة الرجعية) والصمامات الثنائية الباعثة للضوء العضوية (OLEDs) وشاشات الكريستال السائل (LCD) وترانزستورات الأغشية الرقيقة (TFTs) والورق الإلكتروني …
شاشات العرض القياسية الحديثة (بما في ذلك شاشات العرض المرنة) مخصصة للعرض المباشر فقط. لذلك ، يجب أيضًا تصميم نظام بحيث يمكن رؤية الصورة بوضوح من زوايا مختلفة. سيكون أحد الحلول هو عرض مجموعة عدسة نصف كروية.أيضًا ، اعتمادًا على موضع الشمس والمراقب ، قد تكون الشاشة أفتح أو أغمق بشكل ملحوظ من المنطقة المحيطة. إذا كان هناك مراقبان ، فسيلزم مستويان مختلفان من السطوع.
بسبب كل هذه العوامل ، هناك توقعات كبيرة من التطوير المستقبلي لتكنولوجيا النانو.
القيود التكنولوجية
حاليًا ، تقيد العديد من القيود التكنولوجية إنتاج أنظمة التمويه النشطة لأنظمة الجنود. بينما يتم التغلب على بعض هذه القيود بنشاط من خلال حل مقترح في غضون 5 إلى 15 عامًا (على سبيل المثال ، شاشات العرض المرنة) ، لا تزال هناك بعض العقبات الملحوظة التي لا تزال بحاجة إلى التغلب عليها. بعضها مذكور أدناه.
سطوع الشاشات. أحد قيود أنظمة التمويه النشط القائمة على العرض هو نقص السطوع للعمل في ظروف النهار. يبلغ متوسط سطوع السماء الصافية 150 واط / م 2 وتظهر معظم الشاشات فارغة في ضوء النهار الكامل. ستكون هناك حاجة إلى شاشة أكثر سطوعًا (مع تلألؤ قريب من إشارة المرور) ، وهو ليس مطلبًا في مجالات التطوير الأخرى (على سبيل المثال ، يجب ألا تكون شاشات الكمبيوتر وشاشات عرض المعلومات شديدة السطوع). وبالتالي ، يمكن أن يكون سطوع شاشات العرض هو الاتجاه الذي سيعوق تطور التمويه النشط. بالإضافة إلى ذلك ، فإن كثافة الشمس تزيد بمقدار 230 ألف مرة عن كثافة السماء المحيطة. يجب تصميم شاشات متساوية في السطوع للشمس بحيث لا يبدو ضبابيًا أو به ظلال عند مرور النظام أمام الشمس.
القدرة الحاسوبية. تتمثل القيود الرئيسية للتحكم النشط في الصورة والتحديث المستمر لها لغرض التحديث المستمر (الاختفاء) للعين البشرية في الحاجة إلى برامج قوية وحجم ذاكرة كبير في معالجات التحكم الدقيقة. أيضًا ، نظرًا لأننا ندرس نموذجًا ثلاثي الأبعاد ، والذي يجب بناؤه في الوقت الفعلي بناءً على طرق الحصول على الصور من الكاميرات ، يمكن أن تصبح البرامج وخصائص معالجات التحكم الدقيقة قيدًا كبيرًا. بالإضافة إلى ذلك ، إذا أردنا أن يكون هذا النظام مستقلاً ويحمله جندي ، فيجب أن يكون الكمبيوتر المحمول خفيفًا وصغيرًا ومرنًا بدرجة كافية.
البطارية شحنت. عندما تأخذ في الاعتبار سطوع الشاشة وحجمها ، بالإضافة إلى قوة المعالجة المطلوبة ، تكون البطاريات الحديثة ثقيلة جدًا وتستنزف بسرعة. إذا كان هذا النظام سيحمله الجندي إلى ساحة المعركة ، فسيلزم تطوير بطاريات أخف وزنا ذات سعة أعلى.
موقف الكاميرات وأجهزة العرض. بالنظر إلى تقنية RPT ، فإن القيد المهم هنا هو أنه يجب وضع الكاميرات وأجهزة العرض مسبقًا ، ولمراقب عدو واحد فقط ، وأن هذا المراقب سيحتاج إلى وضعه في موضع محدد أمام الكاميرا. من غير المحتمل أن تتم ملاحظة كل هذا في ساحة المعركة.
التمويه يصبح رقميًا
تحسبًا للتقنيات الغريبة التي ستجعل من الممكن تطوير "عباءة التخفي" الحقيقية ، فإن أحدث تقدم هام في مجال التمويه هو إدخال ما يسمى بالأنماط الرقمية (القوالب).
يصف "التمويه الرقمي" نمطًا صغيرًا (نمط صغير) يتكون من عدد من وحدات البكسل الصغيرة المستطيلة ذات الألوان المختلفة (تصل إلى ستة بشكل مثالي ، ولكن عادةً لأسباب التكلفة لا تزيد عن أربعة). يمكن أن تكون هذه الأنماط الدقيقة سداسية أو مستديرة أو رباعية الزوايا ، ويتم إعادة إنتاجها في تسلسلات مختلفة على السطح بأكمله ، سواء كان نسيجًا أو بلاستيكًا أو معدنًا. تتشابه الأسطح المزخرفة المختلفة مع النقاط الرقمية ، والتي تشكل صورة كاملة لصورة رقمية ، ولكنها منظمة بطريقة تؤدي إلى تعتيم الخطوط العريضة للكائن وشكله.
مشاة البحرية في زي القتال MARPAT للغابات
من الناحية النظرية ، يعد هذا تمويهًا أكثر فاعلية من التمويه القياسي المستند إلى البقع الكبيرة ، نظرًا لأنه يحاكي الهياكل المتنوعة والحدود الخشنة الموجودة في البيئة الطبيعية. يعتمد هذا على كيفية تفاعل العين البشرية ، وبالتالي الدماغ ، مع الصور المقطعة. التمويه الرقمي أكثر قدرة على إرباك أو خداع الدماغ الذي لا يلاحظ النمط ، أو يجعل الدماغ يرى فقط جزءًا معينًا من النمط بحيث لا يمكن تمييز الخطوط العريضة الفعلية للجندي. ومع ذلك ، بالنسبة للعمل الحقيقي ، يجب حساب وحدات البكسل بواسطة معادلات من كسور معقدة للغاية تسمح لك بالحصول على أنماط غير متكررة. إن صياغة مثل هذه المعادلات ليست مهمة سهلة ، وبالتالي فإن أنماط التمويه الرقمية محمية دائمًا ببراءات الاختراع. تم تقديم التمويه الرقمي لأول مرة من قبل القوات الكندية باسم CADPAT وفيلق مشاة البحرية الأمريكية باسم MARPAT ، ومنذ ذلك الحين استحوذ التمويه الرقمي على السوق وتم تبنيه من قبل العديد من الجيوش في جميع أنحاء العالم. من المثير للاهتمام أن نلاحظ أنه لا CADPAT ولا MARPAT متاحان للتصدير ، على الرغم من حقيقة أن الولايات المتحدة ليس لديها مشاكل في بيع أنظمة الأسلحة المتطورة.
مقارنة بين أنماط تمويه المركبات القتالية العادية والرقمية
نموذج CAPDAT الكندي (إصدار الغابة) ، قالب MARPAT لمشاة البحرية (إصدار الصحراء) ونموذج سنغافورة الجديد
أعلنت شركة Advanced American Enterprise (AAE) عن إدخال تحسينات على بطانية التمويه القابلة للارتداء النشطة / التكيفية (في الصورة). يتوفر الجهاز ، المسمى Stealth Technology System (STS) ، في المنطقة المرئية و NIR. لكن هذا البيان يثير قدرًا كبيرًا من الشك.
حاليًا ، هناك نهج آخر … حصل الباحثون في جامعة Rensselier وجامعة رايس على أحلك مادة صنعها الإنسان على الإطلاق. المادة عبارة عن طبقة رقيقة من مصفوفات مفرغة من الأنابيب النانوية الكربونية المحاذاة بشكل غير محكم ؛ لديه انعكاس إجمالي 0 ، 045٪ ، أي أنه يمتص 99 ، 955٪ من الضوء الساقط. على هذا النحو ، فإن المادة تقترب جدًا مما يسمى بالجسم "الأسود الفائق" ، والذي يمكن أن يكون غير مرئي تقريبًا. تظهر الصورة كمادة جديدة بانعكاس 0.045٪ (وسط) ، وأغمق بكثير من معيار انعكاس NIST 1.4٪ (يسار) وقطعة من الكربون الزجاجي (يمين)
انتاج |
يمكن أن تساعد أنظمة التمويه النشطة لجنود المشاة بشكل كبير في العمليات السرية ، لا سيما بالنظر إلى أن العمليات العسكرية في الفضاء الحضري أصبحت أكثر انتشارًا. تحتفظ أنظمة التمويه التقليدية بنفس اللون والشكل ، ومع ذلك ، في الفضاء الحضري ، يمكن أن تتغير الألوان والأنماط المثلى باستمرار كل دقيقة.
لا يبدو البحث عن نظام تمويه نشط واحد فقط مناسبًا بما يكفي لإجراء التطوير الضروري والمكلف لتقنية العرض وقوة الحوسبة وطاقة البطارية. ومع ذلك ، نظرًا لحقيقة أن كل هذا سيكون مطلوبًا في تطبيقات أخرى ، فمن المتوقع تمامًا أن الصناعة يمكنها تطوير تقنيات يمكن تكييفها بسهولة لأنظمة التمويه النشطة في المستقبل.
في غضون ذلك ، يمكن تطوير أنظمة أبسط لا تؤدي إلى اختفاء تام. على سبيل المثال ، سيكون النظام الذي يقوم بتحديث اللون التقريبي بشكل نشط أكثر فائدة من أنظمة التمويه الحالية ، بغض النظر عما إذا كانت الصورة المثالية معروضة أم لا. أيضًا ، نظرًا لأن نظام التمويه النشط يمكن تبريره بشكل كبير عندما يكون موضع المراقب معروفًا بدقة ، يمكن افتراض أنه في الحلول المبكرة ، يمكن استخدام كاميرا ثابتة أو كاشف للتمويه.ومع ذلك ، يتوفر حاليًا عدد كبير من أجهزة الاستشعار وأجهزة الكشف التي لا تعمل في الطيف المرئي. يمكن للميكروبولومتر الحراري أو المستشعر الحساس ، على سبيل المثال ، التعرف بسهولة على كائن مقنع بتمويه بصري نشط.
