На грани фантастики

О химических роботах и других перспективных технологиях Пентагона

T-1000. Кадр из фильма "Терминатор 2: Судный день"

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
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
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
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 центром Focus Center.

Обсудить
Наука и техника
 — 
00:02 19 апреля 2017
Никола Лемери выступает с публичной лекцией по химии

Достали

Зачем простой аптекарь объявил войну могущественным алхимикам
Оставить мир
Как протекает жизнь в глухом монастыре, куда редко доезжают туристы и паломники
«В Крыму будет инвестиционный бум»
Председатель правления фонда ЯМЭФ Андрей Назаров — о развитии бизнеса
Владимир Путин «Кому-то нужно голову пересадить»
Как Путин отчитывал губернаторов и что с ними потом стало
Петр Лидов-Петровский: «Население стало действительно беднеть»
Почему томский пенсионер отправил Медведеву свою пенсионную надбавку
Борис Ельцин«Он умел делать так, чтобы было видно его недовольство»
Что Ельцин считал своими главными ошибками
Северная полярная область Меркурия характеризуется резкими перепадами температур (50-400 кельвинов) и наличием в кратерах водяного льдаОсталось недолго
Как умирает ближайшая к Солнцу планета
Никола Лемери выступает с публичной лекцией по химииДостали
Зачем простой аптекарь объявил войну могущественным алхимикам
Стань травкой
Как жуткие подземные существа превращаются в растения
Другая Катынь
В 1919-1922 годах в польском плену погибло около 30 тысяч красноармейцев
Деньги из мусорки
Пока люди смотрят порно, мошенники зарабатывают на них миллионы
«Ахи-вздохи, малолетки-дуры»
Зачем MTV возвращает в эфир шоу, взорвавшее мозг целому поколению
Билл О'Рейли«Он называл ее горячей шоколадкой и кряхтел как кабан»
За что уволили американского журналиста, оскорбившего Путина
«YouTube держит нас за баранов»
Почему блогеров лишают денег, а россиян заставляют смотреть турецкие видео
People dance on the opening day of the Coachella Valley Music and Arts Festival in Indio, California, U.S. April 14, 2017. Беззаботно раздеты
Как проходит Коачелла — один из самых модных фестивалей в мире
«Американцы — радостный народ»
Рассказ москвича, переехавшего в США
Заработала на шпильки
Предприимчивые австралийки стали богаче на миллионы благодаря «женскому» бизнесу
Мохнатый рейх
Все о движении фурри — любителях носить костюмы зверей
Зверские пикапы
Пикапы, которые подготовлены для жесточайшего бездорожья
Мещанская прокрастинация
Тест-драйв Toyota LC 200
15 самых продаваемых машин в мире
Самые популярные автомобили 2017 года, и в первой тройке — кроссовер!
Премиальные машины непремиальных брендов
Вспоминаем модели непремиальных марок, которые конкурировали с Mercedes и BMW
Чудеса селекции
Что получится, если скрестить квартиру с дачей: опыт россиян
Шведы поневоле
Исповедь россиянина, живущего в групповой семье
Добро пожаловать в рай
Жилье в Крыму: новую квартиру на полуострове можно купить за миллион рублей
Сносное настроение
Демонтаж жилых домов в Москве: что нужно знать
Вышка светит
Как выглядит частный особняк, побивший мировой рекорд этажности