Военные нанотехнологии -
ISBN 5-94836-096-2
Скачать (прямая ссылка):
Очень малые размеры рассматриваемых роботов сильно ограничивают возможности их нагрузки, что создает серьезные проблемы особенно в отношении энергоснабжения и связи, поскольку такие устройства, естественно, могут поглощать и/ил и аккумулировать, например, очень малые количества энергии и вещества. Уменьшение размеров создает особые сложности при конструировании сверхмалых датчиков, так как они оказываются способными регистрировать лишь очень малые порции вещества и излучения, что компенсируется лишь в редких случаях (например, при детектировании некоторых химических соединений) повышением чувствительности самих на-ноэлементов. Естественно, например, что использование миниатюрных антенн резко ограничивает их способность регистрировать ра- ff" 160 Глава 4. Потенциальные возможности военных применений HT
диосигналы и формировать сигналы излучения при передаче сообщений (расходимость или ширина пучка излучения из-за дифракции увеличивается пропорционально отношению размера антенны к длине волны излучения, т.е. обратно пропорциональна размерам самой антенны). Кроме этого, подвижность микроскопических механических устройств также естественно уменьшается, поскольку силы трения (вязкость среды) при миниатюризации объектов относительно возрастают, что иірает очень важную роль при движении микрочас тиц в воздушной или водной среде. Физический анализ особенностей движения микророботов содержится в работе [Solem, I994J.
Ограничения в нагрузке, чувствительности и дальности передачи сигналов могут частично компенсироваться небольшим расстоянием устройств от цели или друг от друга (последнее условие может подразумевать использование очень большого количества микророботов), а ограничения в скорости передвижения и дальности действия могут быть преодолены применением дополнительных, более крупных систем, которые могут, например, доставлять микроустройства к месту назначения и распределять по заданной программе. Транспортировку к месту боевых действий или других операций можно осуществлять самолетами (включая маленькие беспилотные аппараты), ракетами, артилл ер и йс ки м и снарядами и другими носителями, а самые миниатюрные микророботы, возможно, будут просто распыляться в воздухе при подходящем направлении ветра.
Ходовая часть (двигательная установка) миророботов может быть сконструирована на основе уже известных технических принципов (колеса и гусеницы для наземных устройств, винты — для движения в водной среде, пропеллеры и ракетные двигатели - в воздушной и гл.). Конечно, при создании самых миниатюрных устройств конструкторы могут использовать биомиметические или совершенно иные принципы передвижения. Например, микроустройства могут передвигаться подобно насекомым (для чего их «щупальца», возможно, должны будут обладать повышенной липкостью, позволяющей перемещаться по вертикальным или даже нависающим поверхностям) или передвигаться прыжками, пользуясь выдвижными «конечностями-стержнями» с импульсным или взрывным механизмом действия. Для перемещения в водной среде такие микророботы можно будет «оборудовать» вращающимися жгутиками или подвижными плавниками, а те из них, которые предназначаются для работы в разных средах, могут быть, подобно крабам или ракам, снабжены клешнями и ножками. В воздушной среде микророботы могут перемещаться подобно насекомым, взмахи- 4.1. Военные приложения HT | 188
вая крылышками и т.д. | Biodivcrsed and Bioinspired Materials: DARPA Budget, 2003" 205-2081- Разумеется, в будущем для создания приводов в таких устройствах могут быть изучены и применены биомиметические принципы, используемые самой природой при работе мышечных систем самых разнообразных живых организмов.
По понятным причинам совершенно особые требования предъявляются к отдельному классу микророботов, уже получивших широкую известность и ставших популярными благодаря литературе, кино и средствам масс-медиа. Речь идет о крошечных устройствах, специально создаваемых для перемещения и рабогы внутри человеческого организма. Медицинские микророботы в виде крошечных «субмарин», плавающие по кровеносной системе человека, становятся в последние годы все более распространенными, а в будущем они, конечно. найдут широкое применение в военной медицине.
Даже «невооруженные» мини- и микророботы явно представляют огромный интерес для военных кругов (в качестве средств наблюдения и разведки, исследования возможных маршрутов следования, детектирования химических и биологических агентов, систем связи и управления, создания локальных помех для радиосвязи противника и т.п.), что нашло отражение во многих проектах DARPA [ DARPA Budget, 2003: 178, 179; 186-189, 341-346(. В качестве средств наведения они могут использоваться также совместно с более крупными системами вооружений. Малые размеры микророботов не являются, кстати, препятствием для их прямого применения в боевых действиях, так как во многих случаях точность воздействия оказывается важнее его мощности. Миниатюрные роботы могут, например, разыскать требуемый объект, проникнуть в заданную точку и там механически или направленным взрывом уничтожить важный узел установки противника, выделить токсические вещества и т.п. Даже очень небольшие объекты, обладающие достаточно высокой скоростью и кинетической энергией, могут нанести опасные или смертельные повреждения не защищенному от улара человеку14.
