أصبحت ساحة المعركة رقمية ، وتعتمد القوات البرية بشكل متزايد على أجهزة الكمبيوتر التي يرتديها الجنود أو المدمجة في المركبات. يجب أن تتحمل هذه الأنظمة الظروف القاسية مع دمج أفضل حلول التصميم من العالم المدني
تُستخدم أجهزة الكمبيوتر الخاصة بالمركبة في مجموعة متنوعة من المهام ، بدءًا من الوعي بالأوضاع وحتى جمع البيانات والمراقبة ، ومن الاتصالات إلى تتبع قوات الفرد. العديد من هذه الأنظمة ، المركبة على رفوف قياسية ، تعمل بشكل مستقل عن المستخدم بعدة طرق ؛ غالبًا لا تشبه بأي شكل من الأشكال أجهزة الكمبيوتر مع الشاشة ولوحات المفاتيح التي اعتدنا عليها.
المعايير
وفقًا لبريان راينهارت ، كبير مسؤولي التكنولوجيا للمشاريع الخاصة في Crystal Group ، وهي مورد لأجهزة الكمبيوتر المضمنة والمنتجات ذات الصلة للتطبيقات ذات المهام الحرجة ، هناك عدد من المشكلات الصعبة المرتبطة بتضمين أجهزة الكمبيوتر في المركبات. على سبيل المثال ، يجب أن تعمل العديد من التطبيقات في بيئة لا تسمح بتقنية التبريد التقليدية ، مما يعني أنه "يتعين علينا إنشاء نظام يمكنه الصمود في درجات حرارة مرتفعة دون مساعدة المراوح". بالإضافة إلى ذلك ، غالبًا ما تحتاج أجهزة الكمبيوتر إلى وضعها في أماكن لا تتناسب مع أبعاد حامل الخادم القياسي EIA-310 (482.6 ملم) ، والذي أصبح عنصرًا مألوفًا في عالم أجهزة الكمبيوتر التجارية. هذا يعني أنه يجب على شركات مثل Crystal إنشاء أنظمة ذات حجم معين أو "عامل شكل" يمكن أن تعمل بكمية محدودة. "يجب أن يتم تشكيلها لتناسب أي حجم متاح على المنصة ، سواء كان ذلك في الرفراف أو حجرة المحرك في السيارة. يمكن وضعها على أرضية السيارة أو بجانب خزان الوقود ".
بالإضافة إلى ذلك ، "تحتاج بعض الأنظمة المحمولة جواً إلى العمل بجهد إدخال أقل من المعتاد" ، كما أوضح ، "من أجل تلبية MIL-STD-1275 ، أحد مجموعة المعايير العسكرية لوزارة الدفاع الأمريكية التي تحدد التصميم والبناء. أنظمة ". هذا يعني أنه يجب على الشركات تصميم إمدادات الطاقة لتلبية هذه المعايير. إذا لم تكن هناك تقنية تجارية مناسبة جاهزة للاستخدام يمكن تكييفها للعمل في ظروف معاكسة ، فعندئذ "نقوم بتطوير ونشر تقنياتنا الخاصة ودمجها في المهام التي نحتاجها".
اليوم ، تلعب أجهزة الكمبيوتر دورًا مهمًا في تشغيل معظم المركبات الأرضية ، كما أشار كبير التقنيين في شركة General Micro Systems الأمريكية ، التي تنتج منتجات مدمجة صغيرة الحجم ، وشاشات عرض ذكية متينة ، ورفوف خوادم وأنظمة كمبيوتر أخرى وتشارك في عدد من البرامج الكبيرة ، على سبيل المثال ، تزود منتجاتها للمركبات المدرعة.عائلة Stryker من الجيش الأمريكي. وكمثال على ذلك ، استشهد بالأنظمة التي تسمح للمشغل ، بالنظر إلى الشاشات ، بالتحكم في الماكينة في الظلام الدامس في الوقت الفعلي. "توجد أجهزة الكمبيوتر هذه في كتل صغيرة وعرة."
قال ديفيد يديناك ، كبير مسؤولي التكنولوجيا في شركة Curtiss-Wright ، التي تزود أجهزة الكمبيوتر المدمجة للمركبات الأرضية والشاشات الوعرة: "هذه التكنولوجيا ، إلى جانب العديد من التقنيات الأخرى ، انفجرت في السنوات الأخيرة".ولفت الانتباه إلى الاتجاه المتزايد "لمعالجة البيانات الموزعة" ، حيث يتم ربط أجهزة الكمبيوتر بشكل متزايد ببعضها البعض بدلاً من العمل كنظم منفصلة. تعزز برامج مثل GVA (هندسة المركبات العامة) في المملكة المتحدة أو المكافئ الأمريكي لـ Victory هذا الاتجاه ، ونتيجة لذلك ، ستؤدي إلى "تقليل الحجم والوزن واستهلاك الطاقة والتكلفة من خلال توزيع البيانات." … وأشار يديناك إلى عدد من مسارات التنمية الأخرى ، ولا سيما ملاحظة التقدم في تكنولوجيا معالجة البيانات. بشكل عام ، أحد أكبر التحديات العسكرية التي تواجه شركات مثل Curtiss-Wright هو التحدي المتمثل في التحديث: من الضروري تضمين تقنيات الكمبيوتر الجديدة ، مع إدراك أنها ستعمل جنبًا إلى جنب مع أنظمة أخرى قديمة. قد لا يتم تحديثها من أجل عقد آخر. "كيف تجمع بين هذين العالمين؟"
الظروف غير المواتية
تم تصميم أجهزة الكمبيوتر القوية لتحمل الظروف القاسية ، وبالتالي يجب أن تفي بعدد من المعايير الصارمة. بالإضافة إلى معيار MIL-STD-1275 ، تمتلك وزارة الدفاع الأمريكية أيضًا في ترسانتها معيار MIL-STD-810 ، الذي يحدد متطلبات مقاومة الصدمات والاهتزازات ، و MIL-STD-461 ، الذي يحدد مناعة ضد الإشعاع الكهرومغناطيسي. قال مايك ساوثوورث ، مدير مشروع أجهزة الكمبيوتر ذات الحجم الصغير المتين في كيرتس رايت: "هذه المعايير الثلاثة هي جوهر جميع الاختبارات ، على الرغم من وجود العديد من الاختبارات المحددة التي يتم إجراؤها حسب الحاجة". أما بالنسبة لأجهزة الكمبيوتر المدمجة ذات الحجم الصغير ، فهو يعتقد أنه مع تزايد الطلب على الاستقلالية ، ستستخدم أجهزة الكمبيوتر العسكرية بشكل متزايد التعلم الآلي وأشكال أخرى من الذكاء الاصطناعي. ويتوقع ظهور أجهزة كمبيوتر مدمجة تتمتع "بذكاء أقوى بشكل ملحوظ" ، وبقدرات أكبر على جمع البيانات. يعد البناء القوي والموثوق أيضًا ميزة أساسية في شاشات العرض المستخدمة لتقديم الصور والمعلومات إلى طاقم السيارة. تمتلك Argon العديد من هذه الشاشات في محفظتها ، وقد أكملت مؤخرًا تجارب ثلاثة منتجات جديدة تخطط لإطلاقها في الإنتاج الضخم قريبًا.
قال راينهارت إنه يتوقع أن يرى مستويات أعلى من الأمان على أجهزة الكمبيوتر ، خاصة عندما تصبح جزءًا من شبكة أوسع. "مع زيادة عرض النطاق الترددي للشبكة ، هناك حاجة لتحسين أمانها." كما لفت الانتباه إلى الاستخدام الواسع النطاق لمحركات الأقراص ذات الحالة الصلبة أو محركات الأقراص المحمولة (محرك الأقراص ذو الحالة الصلبة الإنجليزية ، SSD). على عكس محركات الأقراص الثابتة التقليدية ، لا تحتوي هذه الأقراص على أجزاء متحركة ، مما يجعلها أقل عرضة للضرر الناجم عن التأثيرات القوية مثل السقوط. تم تسعير محركات أقراص الحالة الثابتة في الأصل بسعر أعلى ، لكن الأسعار انخفضت بشكل كبير في السنوات الأخيرة ، حيث أصبحت المحركات نفسها أصغر حجمًا وزادت سعتها. وأضاف: "هذا له أهمية كبيرة لتطبيقات مثل جمع البيانات وتخزينها". يعد SSD أيضًا جزءًا لا يتجزأ من أجهزة الكمبيوتر المحمولة القوية والأجهزة اللوحية ، والتي أصبحت الآن الأداة الأساسية للجندي الراحل ويمكن أيضًا دمجها في المركبات. العديد من كبرى الشركات المصنعة لأجهزة الكمبيوتر الشخصية تتطور أيضًا للجيش. على سبيل المثال ، تقدم Dell مجموعة من أجهزة الكمبيوتر القوية طراز Latitude Rugged بمجموعة متنوعة من الأشكال والأحجام. قال أومانج باتيل ، مدير Dell Rugged ، "في السنوات الخمس إلى العشر الماضية ، قطعت الصناعة خطوات كبيرة في استخدام تقنية SSD" ، مشيرًا إلى أن محركات الأقراص ذات الحالة الثابتة قوية في المرونة البيئية والأداء المتفوق. "يمكنني تثبيت المزيد في مساحة أقل باستخدام يستهلك طاقة أقل ويطلق التطبيقات بشكل أسرع."
هناك أيضًا عدد من المجالات التي يجب مراعاتها عند تصنيع أجهزة الحوسبة القوية.وأشار باتل إلى المشاكل المزمنة المرتبطة بدرجة الحرارة. يؤدي تركيب مروحة لتبريد نظام الكمبيوتر إلى حدوث مصدر للتلوث وأجزاء متحركة ميكانيكية يعتمد عليها النظام في العمل. لذلك ، يجب على الشركات المصنعة لأجهزة الكمبيوتر القوية التفكير في طرق أخرى لتبريد النظام ، بما في ذلك الأنظمة السلبية ، بالإضافة إلى مراوح أكثر قوة مصممة للبيئات القاسية. "لا بد لي من تبريد النظام ، ولكن في نفس الوقت يجب علي حمايته من الغبار والماء والعوامل الضارة الأخرى. لا بد لي من توفير هذا لفترة طويلة للغاية مع قدر أكبر من الموثوقية ". وفقًا لجاكسون وايت ، مدير شركة Getac ، التي تصنع الأجهزة اللوحية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة وأنظمة أخرى متينة ، قبل التفكير في أي جهاز للاستخدام العسكري ، من الضروري معرفة ما إذا كان يفي بمعايير معينة. "حماية البيانات هي بلا شك أولوية ، ولكن الموثوقية والمرونة مطلوبان أيضًا لتحمل الظروف البيئية القاسية أو حتى القاسية ، بالإضافة إلى التوافق مع التقنيات الأساسية الأخرى التي يستخدمها الموظفون. هناك عوامل أخرى ، مثل التكلفة ، وسهولة الاستخدام ، والملاءمة للاستخدام المقصود ، وأخيرًا ، مدة الخدمة ".
يعتقد وايت أن الأجهزة القوية يجب أن تتحمل ليس فقط السقوط والصدمات والاهتزازات والمياه والمواد الكيميائية ، ولكن أيضًا السيناريوهات المتطرفة مثل الصحراء مع درجات الحرارة الحارقة. أعلن أن منتجات شركته هي IP67 (علامة الحماية الدولية) أو أعلى ؛ وهذا يعني أنهم "تم اختبارهم وفقًا للمعايير العسكرية وقادرون على تحمل الانخفاضات ودرجات الحرارة المحددة من قبل العميل العسكري". وأشار إلى عدد من الجوانب الأخرى للتكنولوجيا المتعلقة بالمستخدمين العسكريين. على سبيل المثال ، غالبًا ما يحتاج الجنود الراجلون إلى ارتداء ملابس واقية ، بما في ذلك القفازات ، لذلك يجب أن تكون الشاشات التي تعمل باللمس حساسة لهم. بالإضافة إلى ذلك ، يجب أن تكون الشاشة مرئية بوضوح في ظروف الإضاءة المختلفة أو متوافقة مع نظارات الرؤية الليلية. لاحظ وايت عدة اتجاهات تطورت فيها التكنولوجيا في السنوات الأخيرة. على سبيل المثال ، في السنوات الأخيرة ، تم إدخال العديد من الابتكارات في الأجهزة المدنية ، وتم تنفيذ حلول متطورة ، وبالتالي "يريد الجيش الصناعة في الأنظمة المطورة لهم لاستخدام كل هذا بشكل أكثر جرأة من أجل تحقيق تفاعل أفضل وزيادة الكفاءة في حالة القتال ".
تقنية البطارية
وفي الوقت نفسه ، تزداد قوة البطاريات ، وتستمر من ثماني إلى عشر ساعات ، مع تحسين الاتصال أيضًا ، ووفقًا لوايت ، "مع وجود مجموعة متنوعة من الترددات وطرق الاتصال المتاحة لهم ، يمكن للأفراد الوصول إلى البيانات وإدخالها بشكل أسرع بمستوى أعلى من الأمان ". هناك بعض التقدم في تقنية الشاشات التي تعمل باللمس ، ويسمح استخدام البلاستيك المركب "بتقليل سمك ووزن الأجهزة بشكل كبير مع الحفاظ على خصائص القوة".
أشار جون تاكر ، رئيس أوروبا لشركة باناسونيك ، إلى أنهم يستخدمون مجموعة متنوعة من المواد ، مثل سبائك المغنيسيوم ، لخط Toughbook المتين من أجهزة الكمبيوتر المحمولة وأجهزة الكمبيوتر المحمولة. إنها أقوى 20 مرة من بلاستيك ABS (أكريلونيتريل بوتادين ستايرين - أكريلونيتريل بوتادين ستيرين) ، لكنها خفيفة الوزن نسبيًا. بالإضافة إلى ذلك ، هناك مواد مصممة لتقليل أحمال الصدمات. من بينها ، أطلق عليها اسم بوليمر مرن ، والذي ، على سبيل المثال ، يمتص معظم التأثير عند سقوطه. يولي المصنعون أيضًا اهتمامًا كبيرًا للأجزاء الداخلية لأنظمتهم.على سبيل المثال ، يستخدمون على نطاق واسع الموصلات المطلية بالذهب لتجنب صدأ الرطوبة العالية ومشاكل أخرى. "حتى إذا كنت تستخدم أنظمتك في درجات حرارة منخفضة وعالية ، ورطوبة عالية ، ومطر وثلج ، فلا ينبغي أن يكون لديك أدنى تآكل."
قال متحدث باسم شركة Xplore لصناعة الأجهزة اللوحية القوية إن ظروف القتال تملي الحاجة إلى الموثوقية والمقاومة لدرجات الحرارة القصوى والمطر والغبار. كما حدد مجموعة المهام التي يجب أن يحلها الجهاز العسكري. "عليه أن يفعل أي شيء تقريبًا يمكن أن تتخيله ، مثل النقل بالشاحنات والخدمات اللوجستية والبناء." في السنوات الأخيرة ، كان العملاء العسكريون يبحثون عن أجهزة أصغر وأكثر فاعلية. وبالنظر إلى المستقبل ، "فهم يقومون بدمج الأجهزة اللوحية وغيرها من أجهزة الحوسبة القابلة للارتداء في نظام متكامل للاتصالات والمعلومات." وفي هذا الصدد ، أشار تاكر إلى ظهور مفهوم "الجندي المتصل" وحقيقة أن باناسونيك تعمل في هذا الاتجاه مع العديد من الهياكل العسكرية الأوروبية. في الواقع ، سيسمح هذا للقادة بالحصول على معلومات شاملة حول منطقة الحرب ، وصولاً إلى الحالة الصحية لكل جندي. قد يحفز هذا الطلب على التكنولوجيا القابلة للارتداء وحتى التي يتم تنشيطها بالصوت.
أحد الاتجاهات الرئيسية في تطوير أنظمة الكمبيوتر العسكرية هو استخدام التقنيات التجارية الحديثة ، بالطبع ، مع الحفاظ على الموثوقية المطلوبة في ساحة المعركة. على سبيل المثال ، من المهم سهولة استخدام الهواتف الذكية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة والأجهزة اللوحية ، والتي يمكن أن يستخدمها جندي في حياته المدنية. قال تاكر إن هناك نوعًا من التبادل بين المجالين العسكري والمدني ، على الرغم من أن التكنولوجيا في الوقت الحاضر ، في كثير من الحالات ، تتدفق إلى قطاع الدفاع. "من المهم استخدام التقنيات الشائعة في المجال المدني وجعلها مناسبة للمهام العسكرية. ومع ذلك ، يجب أن تكون هذه العملية ذات مغزى كبير. يبدو أنه يأخذ موصل USB (الناقل التسلسلي العالمي). ما هو المميز فيه أو ما هو المميز فيها؟ لكن الجيش يحتاج إلى موصلات USB موثوقة ومقاومة للغبار ومقاومة للماء ".
أبعد من التكلفة
تدمج Getac راحة ووظائف الأنظمة التجارية في جميع أجهزتها المحمولة متينة. وأشار وايت إلى أن "هذا هو أحد المتطلبات الرئيسية للعملاء العسكريين عند اختيار مورديهم". وقال إن هناك حاجة إلى توازن لأن الأجهزة المدنية "لن تكون حتما قوية ومتينة بما يكفي لتلبية متطلبات الجنود المترجلين أو الظروف التي يتعين عليهم العمل فيها". من ناحية أخرى ، قد تكون بعض الأجهزة المحددة ذات هامش الأمان الكبير ثقيلة جدًا ومرهقة. "لمطابقة المهام التشغيلية العسكرية (وظائف القيادة والتحكم) وأهداف إعادة المعدات التقنية ، يجب أن تركز المشتريات الدفاعية على اقتناء أجهزة وبرامج تجارية جديدة جاهزة وحتى تطبيقات مثل إنترنت الأشياء (القدرة لإنشاء اتصال بين الأجهزة الإلكترونية دون مشاركة أجهزة الكمبيوتر). يمكن لجيل جديد من الأجهزة التجارية الجاهزة ذات الموثوقية المتزايدة أن تحقق التوازن الصحيح لأنها خفيفة الوزن وقوية وسهلة الاستخدام وتفي بالمعايير الصارمة للأمان ونقل البيانات ".
