Мой сайт

Руководитель инновационного центра Московского энергетического института Андрей Алексенко сообщил о ведущихся в России разработках нанооружия. По его словам, главное достоинство этого оружия в том, что "против него нет другой защиты кроме нанозащиты". 

О перспективах нового типа оружия Алексенко рассказал в среду на пресс-конференции в Москве. Суть работы над ним российских ученых он не стал уточнять, сославшись на секретность разработок.

России для обеспечения национальной безопасности необходимо заниматься разработкой нанотехнологий двойного назначения, отметил Алексенко. По его мнению, подобные разработки помогут в охране границ, а также защите от техногенных катастроф.

"Наконец, так называемая "умная пыль" - это полное обследование территории, но это возможно только при развитии современной микро- и наноэлектроники. В этой области у нас также идет работа", - цитирует Алексенко "Интерфакс".

Президент России особо подчеркнул, что государство "предоставляет большие деньги" на эти цели, и "нужно их вкладывать так, чтобы они использовались эффективно и давали отдачу". "Очень важно также знать цели", - отметил Путин и далее сам перечислил их: "Нанотехнология, безусловно, будет ключевой отраслью для создания сверхсовременного и сверхэффективного как наступательного, так и оборонительного вооружения, а также средств связи". 

Нанотехнологии

Нанотехнологии позволяют видоизменить вещества на уровне атомов и молекул и входят в число наиболее перспективных технологий XXI века. Именно нанотехнологии и результаты их применения будут определять прогресс и состояние дел практически во всех областях человеческой деятельности - от сельского хозяйства и медицины до космических исследований. Они способны изменить средства связи - новые транзисторы, оборону - новые виды оружия, борьбу с терроризмом - новые приборы слежения, медицину - новые лекарства и приборы, экологию - новые очистные устройства. С помощью таких технологий можно будет преобразовывать любые виды энергии с большим КПД и создать эффективные устройства для получения электроэнергии из солнечного излучения.

Деньги в пыль

Концепция "умной пыли" позаимствована из повести Станислава Лема "Непобедимый" и еще недавно рассматривалась как дело далекого будущего. В ее основе лежит идея микроробота - механизма, размер которого исчисляется миллиметрами, а то и микронами. Одиночный микроробот, как и один муравей, практически ни на что не способен. Однако множество их, собранных в одном месте, становится похожим на семью из миллиардов тропических муравьев, уничтожающих все живое на своем пути.

Один из возможных способов ее применения, который придумали американские военные, - поражение танков противника: облако микророботов, несущих заряд, окутывает бронированную машину и взрывается. Впрочем, у роботов могут быть и мирные задачи, например исследование околоземного пространства с помощью стаек микроспутников.

При этом возникает сложная проблема: как одновременно управлять множеством механизмов, пишет журнал "Наука и Жизнь". "Представим себе, что десятками тысяч роботов нужно управлять из одного центра, - говорит доктор технических наук Игорь Каляев из НИИ многопроцессорных вычислительных систем при Таганрогском государственном радиотехническом институте. - Там должен стоять мощный сверхкомпьютер, способный отследить положение каждого робота и дать ему инструкцию. Это требует огромных затрат времени, а кроме того, весьма небезопасно: управляющий центр может выйти из строя. Значительно проще дать возможность каждому роботу принимать самостоятельные решения и координировать свои действия с действиями соседей".

Исследователи из Таганрога построили математическую модель, позволяющую понять, как следует управлять облаками микророботов с тем, чтобы они одновременно двигались к разным целям. Эта работа была доложена на Международном симпозиуме по микророботам, микромашинам и микросистемам, который проходил в Москве, в Институте проблем механики РАН 24-25 апреля 2003 года.

Алгоритм действия, придуманный российскими исследователями, таков. Сначала роботы образуют единое облако. Ему сообщают координаты целей. Каждый робот, зная свои координаты и координаты целей, выбирает ближайшую цель и принимает решение, стоит ли к ней двигаться. Для этого он узнает, сколько роботов уже направилось к этой цели. Если их число вполне достаточно, он начинает искать другую цель или остается в резерве. Если - нет, принимает решение об атаке, о чем и оповещает соседей. Так облако весьма быстро распадается на фрагменты, кластеры, которые перемещаются к своим целям.

"Процесс кластеризации необходимо периодически возобновлять, - уточняет Игорь Каляев. - Это нужно, чтобы учесть изменения оперативной обстановки. Например, если какой-то робот выбыл из игры, облако должно об этом узнать и быстро заменить его резервным. Точно так же нужно учитывать изменения координат цели - она может слишком сильно удалиться от каких-то роботов кластера. Значит, нужно будет к нему подтянуть дополнительные силы".

Компьютерное моделирование показало, что предложенный подход очень эффективен, а алгоритм принятия решений микророботами столь прост, что его легко воплотить в маленьких электронных мозгах этих миниатюрных созданий. Кроме того, вся процедура оказывается чрезвычайно гибкой, способной быстро учитывать и потери микророботов, и изменения в поведении целей.

В Британии объединили в рой 50 устройств
Свои разработки в это области представили недавно британские ученые. Их научный интерес сосредоточился в области исследования иных планет: "умные" устройства размером с песчинку, которые будут разлетаться по ветру, могут помочь, в частности, в изучении Марса. 

Такие устройства будут представлять собой компьютерный микрочип, покрытый пластиковой оболочкой, которая сможет менять свою форму при подаче электрического импульса и таким образом двигаться в направлении, определенном оператором. Электронную "пыль" можно помещать в носовую часть космических зондов и выпускать в атмосфере других планет, где они будут разноситься ветром.

С результатами разработок в этой области эксперты из университета Глазго в Шотландии познакомили коллег на собрании Национальной ассоциации астрономов. Доктор Джон Баркер, профессор Центра исследований в области наноэлектроники в Глазго, говорит, что при помощи беспроводных сетей из таких микроустройств радиусом в миллиметр можно будет в случае необходимости формировать рои. По словам Баркера, чипы подходящего размера и устройства существуют уже сегодня.

Если при помощи определенного электрического заряда полимерную оболочку такого устройства "сморщить", то пылинка станет подниматься выше, а если расплющить, то она пойдет вниз. А беспроводные сети позволят сбивать микроустройства в "стаи", и доктор Баркер с коллегами создали математическую модель этого процесса.

"Мы убедились в том, что большинство частиц могут "разговаривать" только с ближайшими соседями, но когда их много, они могут общаться на куда больших расстояниях, - проводит BBC Russian объяснения ученого. - В ходе моделирования мы добились объединения 50 устройств в единый рой - и сумели это сделать, несмотря на сильный ветер".

Ученые уже продемонстрировали возможности "умной пыли", в которой - в объеме несколько кубических сантиметров - умещаются датчики, источники энергии, устройства цифровой связи и сетевые ячейки. Но если их применять для исследования других планет, то им нужны будут сенсоры, а нынешние химические сенсоры слишком велики, чтобы уместиться в летающую электронную "песчинку". Исследователи надеются, однако, что уже в ближайшие десятилетия появятся датчики куда меньших размеров.

Между тем, межпланетные исследования - далеко не единственная сфера применения "умной пыли". В числе других может быть использование микроустройств для сбора информации на поле боя или их внедрение в цемент с тем, чтобы изнутри наблюдать за "здоровьем" мостов, зданий и других сооружений.

США уже активно испытывают "умную пыль"

Разработками так называемой "умной пыли" занимаются и в США. Еще в 2002 году директор исследовательского отдела Intel в Калифорнийском университете в Беркли Ганс Малдер сообщил, что они представляют собой "микроскопические устройства-сенсоры с автономным питанием, обладающие функцией беспроводной связи". По его словам устройства уже существуют и более того, проходят испытания.

В будущем тысячи этих дешевых беспроводных сенсоров, размещенных в самых различных местах, будут самостоятельно объединяться в сети и работать от встроенных источников питания в течение нескольких лет. Пока же сенсорные сети могут состоять всего из нескольких сотен "пылинок", поскольку эти устройства остаются слишком дорогими, а длительность их работы исчисляется всего несколькими днями. По словам Малдера, главным препятствие к массовому распространению сенсорных сетей является дороговизна источников питания, которые обходятся примерно в $150.

Малдер сообщил, что американские ученые разработали несколько сенсорных сетей на принципе "умной пыли". Одна из них проходила "боевые" испытания в Афганистане, где вооруженные силы CША разместили несколько тысяч сенсоров с целью отслеживания передвижений боевой техники, сообщал тогда сайт "Афганистан.ру" . Другая сеть используется на острове Дикой утки в штате Мэн, где с ее помощью ученые изучают миграцию буревестников, еще одна - в составе системы симулятора землетрясений в Беркли.


Оригинал статьи размещен на http://txt.newsru.com/