Teadlane ja kaitsetöövõtja kasvatavad droone

Kujutage ette drooni, mis suudab lennata helitõkke murdmiseks lähedase kiirusega, radarit märkamatuks jääda ja teostada missioone autonoomselt, ilma inimese juhtimiseta. Selline droon on juba olemas. Selle nimi on keldi äikesejumala järgi Taranis.

Taranis, mida töötas välja üks maailma suurimaid rahvusvahelisi kaitse-, julgeoleku- ja kosmosetööstusettevõtteid BAE Systems, kirjeldati ÜRO-le kui ühte kõige salajasemat lennukit, mis eales välja töötatud. Suurbritannia kaitseministeeriumi sõnul on see ka kõige arenenum.

Taranise droon, mille on välja töötanud BAE Systems.

BAE Systems pole droonide tootmisel võõras. See lõi Suurbritannia kaitsejõudude jaoks loodud valvemoona Mantis ja drooni Herti. Herti teostab luure-, seire-, luure- ja sihtmärgi omandamise operatsioone. Hea mõõtmise huvides töötas BAE välja ka 3D lahinguvälja nägemistehnoloogia, mis tuvastab kohe lahingus vaenulikud, neutraalsed ja sõbralikud jõud. Kui rääkida sellistest ettevõtetest nagu BAE ja mõiste ulme, siis hakkab ilukirjanduse osa hajuma.

Isegi siis on need jõupingutused kahvatud võrreldes ettevõtte kõige ambitsioonikama ettevõtmisega: droonide “kasvatamisega”.

Mehitamata õhusõidukid (UAV), mida tavaliselt nimetatakse droonideks, pole enam uudne. Mitu riiki ja valitsusvälised osalejad, näiteks ISIS, kasutavad droone nii sõjalisel kui ka jälitustegevuse eesmärkidel. Nad on läbi löönud ka igapäevase elu, neid kasutavad korporatsioonid nagu Amazon pakkide kättetoimetamiseks ja tavalised kodanikud meelelahutuslikel eesmärkidel. Seal on isegi droonipornot. Jah, droonipornot.

Droonide edenemine on olnud kiire. Eelmise aasta lõpus katsetasid USA Californias asuva Hiina järve kohal 103 sülemisronimist. Kui autonoomsed jalapikkused UAV-id hävituslennuki kõhu alt maha pandi, täitsid nad erinevaid ülesandeid koordineeritult, korraldades üksteist täiendavaid lennumudeleid ja toiminguid, ilma et inimesed kontrolliks iga drooni. Vahepeal arendab Hiina ambitsioonikat drooniprogrammi nimega Divine Eagle, mis tuvastab salajased lennukid.

Kuigi droonivõimetes on tehtud suuri edusamme, pole tipptasemel tootmismeetodid kasvanud sama kiirusega. BAE Systems loodab seda muuta, suurendades UAV-sid, kasutades seadet nimega Chemputer. Kui see õnnestub, muudab see suuresti mõtteviisi arenenud tootmisest.

BAE Systems loob selle, milline näeks välja Chemputeri protsess droonide

Glasgow ülikooli Regiuse professor ning Cronin Group PLC asutaja ja direktor Lee Cronin lõi oma laboris Chemputeri kontseptsiooni. Seade ühendab keemia tegemiseks riistvara (masinad ja seadmed), tarkvara (digitaalprogramm) ja märgvahendeid (keemilised vedelikud ja katseklaasid). Kasutades arvutikoodi, mis toimib kavandina, ühendab Chemputer õigesti käes olevad kemikaalid, valmistades digitaalselt molekule ja materjale.

Cronini algse kontseptsiooni eesmärk oli uurida, kuidas saaks kasutada standardset kemikaalikomplekti mitmesuguste molekulide loomiseks, eesmärgiga luua ravimid kiiresti, odavalt ja nõudmisel. Kontseptsioon äratas selliste ettevõtete nagu BAE tähelepanu, kes on huvitatud Chemputeri meetodite kasutamisest ainulaadsete ja haruldaste materjalide, näiteks vett tõrjuva metalli, aga ka keerukamate struktuuride nagu droonide loomiseks. Kui 3D-printer teisendab koodi lihtsalt plastobjektiks, saab Chemputer digitaalselt juhtida keerukate molekulide ja materjalide massiivi kokkupanekut.

Chemputeri abil töötab BAE Systems UAV-ide "kasvatamiseks" suuremahulistes laborites, alustades ühe molekuliga ja seejärel ülespoole üles ehitades. Ettevõtte arvates võiks Chemputerit kasutada sõjaliste operatsioonide toetamiseks, kui kiiresti võib vaja minna hulgaliselt väikeseid UAV-sid koos konkreetse eesmärki teenivate tehnoloogiate kombinatsiooniga.

Protsess sarnaneb keeruka toidunõu tootmisega ilma staarimeheta. Digitaalne joonis võimaldab keemil molekulide abil keemiat valmistada ja seejärel muuta need molekulid täieõiguslikeks struktuurideks ja objektideks. Eesmärk on keerukate süsteemide tootmine kaugjuhtimisega ja nõudmise järgi. Ehkki Cronin tunnistab, et selline looming on uskumatult keeruline, usub BAE, et selle saab selle sajandi jooksul ära teha.

Kujutage ette sülle droone, kuid need on individuaalselt loodud ja kasvatatud ainulaadseks sõjaliseks operatsiooniks, mis on loodud radari jaoks nähtamatuks, pakkudes samal ajal hävituslennuki katet või mida kasutatakse veealuseks meremissiooniks. Chemputerit võiks kasutada ka suurte mehitatud lennukite multifunktsionaalsete osade tootmiseks, ütles BAE oma avalduses, kui 2016. aastal kuulutati välja tema koostöö Croniniga. Kas lennuk tabas lahingus tiiba? Selle asemel, et tellida uus tiib ja oodata selle kohaletoomist vaevalise omandamisprotsessi kaudu, võiksid kohapeal olevad sõjaväeüksused kasvatada kohapeal ühe. Protsess lubaks UAV-de ehitamiseks võtta aastaid, mitte nädalaid.

"Seda digitaalset koodi kasutatakse koos toormaterjaliga objekti tootmiseks," rääkis Cronin Chemputi toimimise kohta. Chemputer võtab keemiast digitaalse koodi ja võimaldab keemia keerulist, detailidele orienteeritud protsessi täielikult automatiseerida, see tähendab, et see võib toota keerulisi objekte palju täpsemas ja jätkusuutlikumas ajaraamistikus, kui inimesed suudavad.

See erineb tavapärasest tootmisest ja 3D-printimisest. Traditsioonilistes tootmismudelites ehitatakse sellised objektid nagu droonid komposiitmaterjalidest (tugevdatud plastist) kihtide lisamisega aja jooksul. Näiteks Cronini sõnul lisab droonitootja funktsiooni ja tugevuse kihtide kaupa. Drooni või lennuki puhul võib see hõlmata radari maskeerimise võime, termilise äratundmise ja päikesepaneelide lisamist.

Cronin võrdles oma protsessi automatiseeritud kiire mehaanilise evolutsiooniga. "Evolutsioon võib leida teatud eluvorme, millel on omadusi, näiteks ellujäämine soolas või külmas," ütleb ta. "See on sarnast tüüpi lähenemisviis, mille abil avastame, kuidas keerukaid materjale aatomist üles koguda."

Professor Nick Colosimo, BAE Systems'i ülemaailmne insenerikaaslane, kohtus Croniniga 2013. aastal. Kui ta sai teada Chemputerist, tabas Colosimo seda, mida ta nägi selle tohutult hävitava potentsiaalina - mitte ainult farmaatsiasektoris, vaid ka materjalide avastamisel ja sünteesil. , aga ka tulevane ise monteeriv tootmine.

BAE Systems vaadis kasvatatud drooni renderdamine Chemputingi käigus.

"Kaitseks rakendatud kammimine kujutab endast olulist häirijat, ümberkujundavat tehnoloogiat," ütles Colosimo. "Kasum on väga suur, kuid see on ka väljakutse - eriti mõne rakenduse puhul, näiteks selliste nanoosakeste avastamine ja süntees, mis suudavad ise kokku koguda midagi suurt, näiteks lennuki osa."

Kuid väljakutsed on seda väärt, ütles Colosimo, kui ta näeb ette, milleks Chemputer on võimeline. Ta ütles, et näiteks Chemputeri toodetav õhusõiduki osa võib olla uskumatult tugev ja kerge või isegi võimeline enda ümber valgust painutama, muutes selle inimsilmale nähtamatuks.

Laske sellel hetkeks sisse vajuda. Lõppkokkuvõttes võiks Chemputer olla võimeline kasvatama drooni, mille väga molekulid on võimelised enda ümber valgust painutama, et muuta see palja silmaga nähtamatuks.

BAE peamised huvid Chemputeris on seotud materjalide sünteesi ehk materjalide kunstliku loomise ja looduslikult mitte eksisteerivate uute materjalide leidmisega, samuti sellega, mida Colosimo nimetas „ülimaks tootmiseks“. Materjalide sünteesi ja avastamise osas soovib BAE leida materjale, millel on ebaharilikud ja rakendatavad omadused, ning seejärel saaks neid vajaduse korral luua, eriti kui materjalid ei ladusta hästi. Colosimo sõnul võib see olla spetsiaalne hüdrofoobne kate (tõrjub vett), mis peataks jää moodustumise lennuki tiibadele.

Cronin ja BAE usuvad, et ühel päeval muudab Chemputersi saatmine operatsioonibaaside edasiandmiseks konfliktitsoonides seda, kuidas varustust lahinguväljal valmistatakse. Ja kuigi see meetod ei pruugi alati olla kiireim keerukate objektide loomiseks, on see palju kiirem kui keerukate süsteemide loomulik areng ja annaks sõjavägedele suurema valiku keerukaid objekte, mida nad saaksid luua. Cronin usub, et kuna rohkem inimesi töötab Chemputeriga, luuakse rohkem objektide ja materjalide digitaalseid jooniseid. Internetis talletatud saidid kõik saadaolevate materjalide põhjal hüpoteetiliselt alla laadida. Chemputerit kasutades lõid nad kujunduse kõikjal maailmas. Cronin usub, et selline suuremahuline lapsendamine ja loomine võiks luua terve disainilahenduste võrgu, kuhu pääseb kõikjal. Kas vajate drooni? Lennuk? Kas uus rehv MRAP-i jaoks? Selle jaoks oleks olemas kujundus.

Ehkki BAE ja Cronin tunnistavad, et täismõõdus drooni või lennuki „kasvatamiseks” võib aastaid minna, on tulevik käes.

"Kogu maailmas on selliste protsesside ülesehitamiseks palju ette nähtud, kuid Lee Cronini töö on igas mõttes erandlik," rääkis Colosimo. "Seetõttu jätkab ta väljaku juhtimist ja teeb seda veel pikka aega."

Kaitsetöövõtjad jõuavad edasi veelgi kaugemale, kui isegi mõned sõjaväelased on valmis teaduse, tehnoloogia ja relvade osas. Chemputer avab tootmise valdkonnas uue piiri. Täiustatud kujul muudab see mitte ainult seda, kuidas armeed ja kaitseettevõtted mõtlevad tootmisele, vaid ka seda, mida nad on kõigepealt võimelised tootma.