Американские ученые продолжают работать над созданием технологий, способных коренным образом поменять наше представление о военном деле. Многие из передовых разработок Пентагона сегодня кажутся фантастическими, но достаточно вспомнить, что прообразы столь привычных нам сегодня сотовых телефонов, компьютеров и интернета впервые появились именно в секретных военных лабораториях. "Лента.ру" продолжает следить за американскими новинками для армии будущего.

Химический робот

Одним из наиболее интересных за последнее время новостных поводов в оружейной рубрике стало сообщение о начале разработки Пентагоном так называемых "химических роботов" ChemBot.

Разработкой необычного робота будет заниматься компания iRobot. Проект будет реализовываться в тесном взаимодействии с агентством передовых оборонных научно-исследовательских проектов DARPA и научно-исследовательским управлением Армии США. Кроме того, в реализации программы ChemBot примут участие специалисты Гарвардского университета и Массачусетского технологического института, которые занимаются исследованиями в таких областях, как химия, материаловедение и радиоэлектроника.

Пентагон заверяет, что новый робот-трансформер разрабатывается исключительно с целью повышения эффективности разведки в городских условиях. Но где полевая разведка - там и бой. И то, что этот принципиально новый тип робота не будет способен уничтожать живую силу противника, весьма сомнительно.

По словам представителей DARPA, роботы будут способны проникать в отверстия и проходы, меньшие по сравнению с их собственными размерами, и действовать в сложной и труднопроходимой окружающей среде.

Все эти фантастические субстанции относятся к так называемой программируемой материи, разработку которой США ведут еще с 40-х годов прошлого века. Так что появление фильма "Терминатор-2" о жидком роботе Т-1000 - вовсе не выдумка Джеймса Камерона, а лишь экранизация реальных концептуальных подходов Пентагона. Но если в начале 1990-х годов использовать эти подходы мог лишь Голливуд, то теперь современный уровень знаний позволил Пентагону открыто обнародовать свои амбициозные планы и быть уверенным в успешности их реализации.

Определения энтропии

Энтропия термодинамической системы - функция ее состояния, которая характеризует степень беспорядка системы. Информационная энтропия - мера хаотичности информации, связанная с вероятностью появления тех или иных символов при передаче сообщений. Определяет количество информации, содержавшейся в сообщении.

Вопросами программируемой материи впервые стал заниматься американский математик и электротехник Клод Шеннон (Claude Elwood Shannon). Им в 1948-49 годах были опубликованы две работы A Mathematical Theory of Communication (впервые сформулированы основы теории информации) и Communication Theory of Secrecy Systems (определены математические основы криптографии). Своими трудами Шеннон в значительной мере предопределил развитие общей теории дискретных автоматов, которые являются важными составляющими кибернетики.

Все свои расчеты Клод Шеннон строил на основе энтропии - одного из центральных понятий в термодинамике (науке, изучающей внутреннее состояние макроскопических тел в равновесии). В результате исследований им было введено понятие "информационная энтропия".

Работы Клода Шеннона заложили основу теории распространения информации в материи, разработка которой активно финансировалась Пентагоном. Более чем за 50 лет Пентагон накопил достаточно теоретических наработок для перехода к их практическому применению, в частности к созданию "химических роботов".

В настоящее время камнем преткновения в теории программируемой материи являются способы шифрования информации в материи, самостоятельная оценка материей окружающей обстановки, выработка ею вариантов действий и принятие оптимального решения. Кроме того, одним из ключевых вопросов является также разработка эффективного процесса ввода информации в материю и пересылка команд по всем частям материи.

Кроме создания "химических роботов", Пентагон активно ведет разработку концепции "гибкого беспилотника", форма которого могла бы изменяться в зависимости от воздушного потока, принимая наиболее оптимальные аэродинамические конфигурации (вспомните американский фильм "Полет навигатора").

Крохотные антенны

Разные формы "целевых структур". Фото с сайта www.aliavionweek.com

Исследователи из Университета Миннесоты в рамках программы GameChanger ведут разработку новых материалов с ферромагнетическими свойствами для создания на их основе мини-антенн для беспилотников. Проект финансируется управлением научных исследований ВВС США. Усилия разработчиков сосредоточены на выявлении и определении пропорций так называемой "целевой структуры" - молекулярной структуры, чьи атомы составлены в определенной последовательности.

Проект возглавляет профессор Ричард Джаймс, который первым разработал формулу для создания подобных "целевых структур". Материалы с ферромагнетическими свойствами могут применяться в качестве составных частей корпуса беспилотника и одновременно выполнять функции антенн. До настоящего времени в качестве возможных материалов для мини-антенн рассматривались нанотрубки и вещества с волоконной структурой.

Свет и информация

Оптоволокно. Фото с сайта howstuffworks.com

Две группы из университета Калгари в Канаде и Технологического института в Токио ведут исследования в области квантовой криптографии. Недавно ученым удалось сохранить так называемый "сжатый вакуум" в газе, состоящем из атомов рубидия, и обратно восстановить его. "Сжатый вакуум" в квантовой физике - это "шум", создаваемый светом и обычно увеличивающийся в электромагнитом поле при выключении источника света. Сжатый вакуум был сохранен на 1 микросекунду в университете в Калгари и на 3 микросекунды в Токио. Результаты испытаний подтвердили возможность получения "сжатого вакуума", а также кодирования фотонов света.

В будущем закодированные фотоны будут передаваться через оптическое волокно и восстанавливаться. Такой метод передачи информации будет самым безопасным, так как любые попытки взломать сигнал приведут к уничтожению информации.

Повышенный интерес к такой технологии проявляет Пентагон. Ожидается, что уже через 5-10 лет на вооружение ВС США будут приняты устройства, основанные на квантовой криптографии.

Темнее не бывает

Нанотрубка. Фото с сайта www.uncovering.org

Исследователи из политехнического института Rensselaer в городе Трой (штат Нью-Йорк) разработали материал способный поглощать до 99,955 процента света. Эта самое черное вещество, когда-либо созданное человечеством.

Исследовательская группа использовала длинные, вертикально расположенные углеродные нанотрубки для получения такого эффекта. Поверхность нанотрубок обладает весьма низким коэффициентом отражения и рассеивания. Расстояние между ячейками нанотрубки достаточно большое, а внутри они выполнены в виде лабиринта - это позволяет захватывать волны света и не давать им выйти. Индекс отражения таких трубок составляет всего 0,045 процента. До этого наименьшим считался индекс в 0,17 процента.

В Национальном институте стандартов и технологий США хранится черное вещество с индексом отражения 1,4 процента. Такие материалы в будущем могут получить широкое распространение как в военной, так и гражданской сфере. Их способность поглощать свет значительно снизит заметность техники и личного состава при выполнении ими задач ночью или в сумерках. Новые материалы могут использоваться совместно с технологиями малозаметности (Стелс), а также для сокрытия спутников-шпионов. Финансирование проекта ведется министерством энергетики США и американским исследовательским центом Focus Center.