dxdt.ru: занимательный интернет-журнал

В DARPA испытывают прототип экзоскелета, усиливающего возможности человека по переносу различного снаряжения. В принципе, эта штука – прямая основа для костюма с дополнительной бронёй: в ней тяжёлый пехотинец будущего может, сохранив мобильность, приобрести невиданную ранее защиту от стрелкового оружия. Естественно, такие бронекостюмы обязательно построят.

С подобной электромеханической техникой есть известная проблема: в случае повреждения аппаратуры костюма/экзоскелета, которое привело к тому, что он потерял подвижность, боец, привязанный к костюму, оказывается автоматически заблокирован. Поэтому главной функцией является функция быстрого сброса силового костюма. Естественно, в DARPA об этом знают. Правда, на картинке, сопутствующей проекту экзоскелета, среди его достоинств указана возможность размещения под униформой.

DARPA подыскивает технологии для создания радиоканалов с полосой 100 Gb/s. Планируют разработать, построить и испытать канал для радиосвязи воздушного базирования, обладающий пропускной способностью, эквивалентной волоконно-оптической линии, способный действовать сквозь облака. При этом требуется всепогодность (допускается, впрочем, снижение показателей при неблагоприятных атмосферных условиях). Дальность действия – 200 километров для каналов “воздух-воздух” и 100 километров для “воздух-поверхность”. Работает с высотной летающей платформы – то есть, дирижабль, как я думаю.

DARPA анонсирует состязание под названием Spectrum Challenge: участникам предлагается, используя одинаковую аппаратуру SDR (software-defined radio), реализовать протокол обмена радиосообщениями, обеспечивающий устойчивую связь в условиях, когда частоты используют другие радиоустройства, мешающие работе. Причём, этими “мешающими пользователями” будут разработки других участников – на то оно и состязание.

Вот, если бы это шасси ускорялось чуть быстрее, то уже могло бы танк или даже автомобиль перехватить. Человек-то, понятно, убежать не сможет, без вариантов – больше 28 миль в час максимальная скорость. Видео по ссылке.

DARPA сообщает, что собирается заказать у Boston Dynamics несколько антропоморфных роботов (андроидов, проще говоря), которые выступят в качестве платформы для разработчиков, участвующих в запланированном на декабрь 2013 года робототехническом состязании.

Состязание занятно само по себе: планируется исследовать практическую возможность использования андроидов для ликвидации последствий чрезвычайной ситуации. То есть, андроиды должны управлять автомобильной техникой, используя её для собственной транспортировки; преодолевать завалы, в том числе, разбирая их; входить в здания, открывая двери, окна; перекрывать всякие вентили, работать с типичными бытовыми и производственными механизмами; проделывать проходы в стенах при помощи ручных стандартных инструментов; бороться с огнём, а также решать многие другие непростые задачи, находясь в зоне бедствия.

При этом, выходит, на первых порах предполагают использовать стандартную механическую платформу. Мотивируется решение тем, что всё равно кроме Boston Dynamics никто изготовить подходящее “гуманоидное шасси” не может. Возможно, это так и есть, тема новая. Да и стандартизация платформы обычно идёт на пользу в подобных начинаниях. Boston Dynamics демонстрировали довольно продвинутый ходячий двуногий “аппарат”, это факт.

Получается, что различные решения, принимающие участие в состязании, будут касаться всего того, что монтируется на робототехническую платформу: сенсоров, систем связи, дополнительной бортовой электроники и программного обеспечения, которое осуществляет управление. (Там, кстати, предусматривается общее дистанционное управление, то есть, автономность роботов будет ограничена лишь некоторыми задачами.)

Посмотрим, что за результаты будут через пару лет.

DARPA проводило открытое мероприятие UAVForge. Примерно в течение года. Основная идея: построить практический демонстратор микробеспилотника, пригодного для транспортирования одним человеком и способного более или менее автономно выполнять простые задачи. Ключевая особенность: использование модного “краудсорсинга”, когда в оценке идей и формировании направлений разработки при помощи Интернета напрямую задействована большая группа людей, изъявивших желание принять участие в проекте. (Да, в принципе, Интернет тут не обязателен, но другой, сравнимой по эффективности, базовой коммуникационной технологии пока нет.)

Итоговое испытание включало в себя полёт по маршруту в заданный район, находящийся вне пределов видимости оператора, ведение видеосъёмки (с трансляцией) из заданной точки, возвращение обратно. Более подробное описание есть на сайте. Результат такой: ни одной из участвовавших команд не удалось выполнить требований итогового испытания, главный приз никто не выиграл, хотя все команды-лидеры предприняли несколько попыток.

С одной стороны, можно согласиться с мнением организаторов о том, что создание подобного летательного аппарата оказалось делом слишком сложным. С другой стороны, неутешительный результат может быть обсуловлен самим “краудсорсингом”: вовсе не факт, что для подобных высокотехнологичных областей такой метод решения задач годится – это ведь не логотип или слоган придумать. Ну а самая оптимистичная трактовка такая: это первое соревнование, качественных результатов можно ждать не раньше третьего подхода.

Помните известную идею про “незапертую консоль”? То есть, оставленный без присмотра компьютер, на котором только что был выполнен логин добросовестным пользователем – и теперь система доступна проходившему мимо злодею? Вот в DARPA озаботились постройкой инструмента, позволяющего непрерывно мониторить, кто там за компьютером работает: тот же человек, у которого есть соответствующий доступ, или уже другой человек.

Для решения задачи предлагается вычислять некую поведенческую (“когнитивную”, как вариант названия) сигнатуру. Без использования специальной аппаратуры, на первом этапе. Сигнатуру можно строить, основываясь, например, на наблюдении за вот такими характеристиками использования компьютера:

• работа с клавиатурой, мышью;
• движение взгляда по экрану (скорость, способ чтения);
• методика поиска информации (ключевые слова, построение запроса);
• методика отбора информации (выделение слов, терминов и так далее);
• структура методов коммуникации (электронная почта, всякие IM).

Ну и, очевидно, придумают ещё всяких признаков.

На основе анализа перечисленных особенностей определяется индивидуальная сигнатура пользователя, которую в DARPA называют биометрической. Анализ может проводить ПО, установленное на компьютере локально. Ну а сама сигнатура служит для аутентификации. Одно из применений – дополнение к паролям, используемым при входе в систему.

Ни чуть не менее интересна такая технология системам контекстной рекламы и банкам – для определения ботов, занимающихся всякого вида “фродом” (злонамеренной имитацией деятельности реальных пользователей с целью незаконного вывода денежных средств).

Кстати, данная технология является разновидностью давней идеи об обнаружении “офлайновых событий” с помощью удалённого анализа статистики использования компьютерной техники, я писал об этом некоторое время назад.

Понятно, что есть куча других, не менее интересных, практических направлений использования столь замечательной технологии, если она будет создана. Пока что DARPA публикует только сообщение о том, что такие разработки требуются агентству. Исходный документ с описанием задачи – доступен на сайте FBO.

Занятное состязание DARPA провело осенью прошлого года: участникам предлагалось восстановить информацию, содержащуюся в порезанных шредером записках (и зарисовках), сделанных от руки. То есть, основная идея там в том, чтобы показать, что при помощи современных информационных технологий и, связанных с ними, методов совместной работы, можно восстановить сведения из “уничтоженных” документов. Очевидно, шредер – один из типичных инструментов уничтожения бумаг. Как обычно, условия соревнования изящны: предлагалось не просто прочитать исходный текст, а решить некоторые задачи, использовав информацию из восстановленного документа в качестве исходных данных. Например, требовалось определить географическое положение места, описанного в документе, и так далее.

Состязание началось 27 октября, а ответы на все пять головоломок от команды-победителя были получены 2 декабря. Недолго, если учитывать, что как минимум две задачи выглядят довольно сложными из-за тщательности “уничтожения” исходного документа. В общем, очередной раз подтвердился хорошо известный факт: для уничтожения бумажного документа – его нужно дотла сжигать в камине (ну или в особой бочке, ага). Да. И тщательно измельчать образовавшийся пепел.

Подробности и исходные задачи – на специальном сайте.

В новостях DARPA пишут об экспериментальных разработках сверхминиатюрных навигационных устройств, автономных, для инерциальной навигации. В основе – “атомные гироскопы” (или ядерные – как хотите называйте). Это, если в двух словах, особым образом “настроенное” вещество: газ, где роль гироскопов выполняют отдельные атомы, с поляризованными спинами (то есть, с упорядоченными в одном направлении). Такую поляризацию проводят специальной “накачкой” среды, теория там не самая простая, судя по всему, а вообще придумали такую экзотическую схему гироскопа давно – ещё в 60-х годах прошлого века.

Интерес же тут вот в чём: сейчас подобная “спинотроника” очень популярна в прикладной физике, поэтому наработанные достижения позволяют изготовить добротные атомные гироскопы небольшого размера, в масштабах миллиметров. В принципе, схема должна быть устойчивой к ускорениям, вопрос в том, хватит ли этой устойчивости, чтобы подобную гировертикаль использовать в пуле. Размеры и энергопотребление – вполне подходящие. Датчики ускорений – отдельным элементом. Но, в случае с пулей, уже и подобная гировертикаль даёт кучу информации для системы управления.

Ну и понятно, что у миниатюрных гироскопов-на-чипе есть множество других применений, потому что автономная навигация, – скажем, для микробеспилотника, – гораздо важнее GPS-а. Автономная бортовая система эффективнее, проще и работает под землей или внутри зданий. В общем, миниатюрная навигация – это второй ключевой элемент для миниатюрных беспилотных систем. Первый- источники энергии, конечно.

На прошлой неделе полетел тестовый образец X-51A, это боинговский перспективный гиперзвуковой летательный аппарат с воздушно-реактивным двигателем. В пресс-релизе пишут, что полёт длился около трёх минут и X-51A достиг скорости M=5. Понятно, что это такие очень приблизительные числа, так как нет информации по ускорению. Но, предположим, что аппарат все три минуты летел “на 5 махах”, тогда получается расстояние около 450 километров (высота полёта – ~15000 метров, так сообщает “Боинг”). Вроде бы, не далеко улетел. Тем более, что это оценка сверху. Но это ведь первый успешный полёт, и раньше подобные аппараты на такие расстояния не летали. Да и гиперзвуковая скорость, это более “пяти махов”.

С другой стороны, обнаружить небольшой летательный аппарат с расстояния 450-500 километров – это тоже себе задача. Да, пока такие аппараты летают на высотах более 10 км всё ещё не так сложно: штатно работают наземные РЛС. Когда высоту снизят до минимальных значений, массовые наземные РЛС сантиметрового диапазона окажутся за горизонтом и вообще ничего не увидят, в принципе. При этом, понятно, что если даже обнаружили аппарат, то времени на перехват традиционными средствами нет. Во-первых, три минуты это вообще очень мало. Во-вторых, даже если в воздухе уже находятся одиночные перехватчики, то не факт, что они успеют встретить скоростной аппарат. В-третьих, поднять в воздух что-то, кроме хорошо подготовленной ракеты – времени опять же нет. Остаются только сверхсовременные комплексы ПВО/ПРО, которых должно быть много, действовать они должны автоматически, и, в случае с маловысотными целями, потребуется ещё и наведение с воздуха (плюс поддержка загоризонтными наземными РЛС). Проблем много, да. (Кстати, истребитель пятого поколения, очевидно, тут не поможет, потому что нужно длительное патрулирование.)

Фото модели аппарата (U.S. Air Force):

В развитие темы про самые благоприятные перспективы дирижаблестроения (у дирижаблей, кстати, есть много поклонников – они уже могут радоваться): DARPA на днях заказало “Локхид Мартин” опытный образец “радарного” дирижабля по программе ISIS.

Планируют построить дирижабль, в структуру которого будет интегрирована (конформная) антенна с электронным формированием апертуры (собственно, АФАР; сам радар, видимо, будет строить Raytheon, фигурирующая в качестве “субподрядчика”). Так как антенна непосредственно интегрирована в конструктивную схему дирижабля, то эта антенна может получиться очень большой, потому что и дирижабль будет просто гигантским. Правда, первый экспериментальный образец обещают изготовить в уменьшенном масштабе (100 и 600 квадратных метров на антенны разных диапазонов). Зато если всё пойдёт по плану, то полнофункциональный вариант, как обещают, будет нести “на борту” антенну площадью около 6000 квадратных метров. Не мало. Радиотелескоп, практически.

К пущей радости любителей дирижаблей проект DARPA подразумевает, что воздухоплавательное изделие будет годами автономно патрулировать в стратосфере. Электропитание, возможно, система сможет получать от солнечных батарей. Правда, придётся использовать особенные энергосберегающие электронные схемы на “всех направлениях”, в том числе и сверхэкономные приёмопередающие модули антенны. Тут, кстати, интересно вспомнить про ставшие популярными несколько лет назад “экологичные” схемотехнические решения, экономящие энергию в ширпотребной электронике-электротехнике (ну там мониторы/утюги/компьютеры/холодильники и т.п.) – догадываетесь, откуда на самом деле “ноги растут”? (Ага, бытовую микроволновую печь, между прочим, тоже придумали в радарном подразделении Raytheon.)

Так что в будущем экономичный и футуристичный дирижабль патрулирует в стратосфере годами и наблюдает с помощью радара многие тысячи квадратных километров земной поверхности. Понятно, что на борту будут и оптические сенсоры. На эту роль возьмут сложный телескоп с суперсовременными пластиковыми линзами (лёгкие и имеют нужные оптические свойства) и сверхлёгкими зеркалами, оборудованный огромной цифровой светочувствительной матрицей гигапиксельного разрешения.

Дирижабли возвращаются. Так-то.