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
00:03 2 декабря 2016

В Россию вернулся «Прогресс»

Кто виноват в падении «Прогресса» и почему это — приговор космической отрасли
00:03 Сегодня

Карающее воспитание

За что здоровых детей отправляли в сумасшедший дом
В Россию вернулся «Прогресс»
Кто виноват в падении «Прогресса» и почему это — приговор космической отрасли
Карающее воспитание
За что здоровых детей отправляли в сумасшедший дом
Четыре мужика в одной палатке
Какие прелести таит продолжение японской культовой ролевой игры Final Fantasy XV
Чужими молитвами
В Лос-Анджелесе наградили лучшие видеоигры и показали будущие бестселлеры
BEVERLY HILLS, CA - OCTOBER 04:  Internet personality Casey Neistat accepts the First Person award onstage the 6th annual Streamy Awards hosted by King Bach and live streamed on YouTube at The Beverly Hilton Hotel on October 4, 2016 in Beverly Hills, California.  (Photo by Mike Windle/Getty Images for dick clark productions)Закрой канал, я ухожу
Почему интернет-звезды отказываются от миллионов и завязывают с YouTube
«Это кот или кошка в мешке. Надо вживую на людей смотреть»
Как найти себе пару и не стать жертвой мошенников на сайтах знакомств
Владимир Познер«Я за сопротивление хамству, бескультурью и мракобесию»
Владимир Познер о духовных скрепах, байкере Хирурге и поиске национальной идеи
Дмитрий МедведевПо секретным каналам
Где раскрываются тайны российской политики
Не просто терминал
Самые красивые аэропорты мира
Дешево, но не сердито
Как выглядят лучшие хостелы России
Характер нордический
В Эстонию за салакой, немецкой стариной и наследием Российской империи
Вот так фокус
Победители народного выбора фотоконкурса Wildlife Photographer of the Year
«Вы приехали»
Длительный тест Toyota Camry с «Яндекс.Навигатором»
Безумные трюки грузовиков Volvo
Самые необычные видеоролики с грузовиками Volvo
Выбираем лучший компактный седан
Длительный тест Octavia, Elantra, Corolla и Mazda3
Как полиция перехватывает машины
Полицейские лайфхаки или 8 инновационных способов остановить преступника
Конец близок
Уходящий 2016 год может стать последним для ипотеки
Лестница в ад
Неприглядная правда об интеллигентных обитателях центра Москвы
Да он упоротый просто
Самые странные дома мира в фотографиях из Instagram
Худо будет
Москвичи тратят миллионы на квартиры, в которых невозможно жить