OMREŽNO VOJSKOVANJE

Vojaški strokovnjaki precej razpravljajo o vojskovanju, usmerjenemu na omrežja. Izraz je na videz nov, vendar so zamisli o močnih omrežjih za izboljšanje izmenjave informacij in sodelovanja in s tem za boljšo obveščenost o stanju na bojiščih, prisotne še od začetkov vojskovanja. Razvoj visoko naprednih tipal, ki lahko odkrijejo akcije sovražnika na celotnem elektromagnetnem spektru, ter neverjetna računalniška oprema za zbiranje, skladiščenje, analiziranje in razpošiljanje ogromnih količin informacij, omogoča ameriški vojski usklajevanje operativne taktike in ukrepanje, še »preden lahko sovražnik začne delovati«. Formulacija spominja na »vojaško doktrino«, znano iz časov razpada Jugoslavije v slogu: »Najprej smo odgovorili na ogenj, potem pa je sovražnik začel na nas streljati.« V svojem komentarju o konceptu RAMP strokovnjaki za vojaško logistiko poudarjajo, da je ameriška vojska takšne sposobnosti prikazala v Iraku, najprej v »Puščavskem viharju« in potem v vojni, v kateri so odstavili Sadamov režim.

Za prenašanje ogromnih količin informacij bodo posebej koristne terahercne komunikacije, ki sodijo v področje med infrardečim sevanjem ter visokofrekvenčimi radijskimi valovi, ki jih zdaj uporabljajo mobilni telefoni in drugi brezžični komunikacijski sistemi. Terahercna omrežja bodo nekoč zamenjala brezžična krajevna in omrežja bluetooth, ki so zdaj zamenjava za žična omrežja kratkega dosega. Terahercne komunikacijske tehnologije so razmeroma nerazvite tudi na drugih potencialnih področjih uporabe, kot so slikovne tehnologije v biologiji in spektroskopija. Nadaljnja rast povpraševanja po širokopasovnih brezžičnih komunikacijah bo vsekakor pripeljala raziskovalce v področje še višjih, »tera« frekvenc. Vojska v ZDA izvaja različne terahercne programe, med njimi »terahercno operativno poseganje« (THOR), ki ga izvaja Agencija za napredne raziskovalne programe (DARPA) in »Terahercni svetlobni žarki« pod okriljem Nacionalnega laboratorija Brookhaven.

SILICIJ NA SAFIRJU

V prvem delu smo že omenjali metamateriale, to je umetne materiale z lastnostmi in reakcijami, ki so boljše kot pri naravnih materialih ali njihovih sestavinah. Funkcije metamaterialov izhajajo iz postranskih nehomogenosti oz. neenakomernih struktur, ki imajo različne oblike (praznine, delci, žice in sloji, na primer) ter zagotavljajo lastnosti, ki prekašajo tiste pri naravnih materialih ali njihovih sestavinah. Med njimi so še posebej zanimivi materiali PBG (Photonic Band Gap), ki bodo znatno izboljšali zanesljivost elektronskih komponent in pripeljali do učinkovitejših mikročipov. Med materiali PBG, ki bodo revolucionirali proizvodnjo elektronskih čipov in nalepk za radijsko identifikacijo, je silicij na safirju (SOS), ki kot prenosni medij uporablja svetlobo. Inženirji na univerzi John Hopkins so z uporabo silicija na podlagi iz umetnega safirja bistveno povečali hitrost gibanja signala v čipu. Vojska tehnologijo SOS proizvodnje integriranih čipov, »kaljenih« z obsevanjem, že uporablja v aerovesoljskih in drugih vojaških aplikacijah.

HP-jevi raziskovalci so pred polprevodniško industrijo postavili nov izziv. Svojo novo napravo so zasnovali na tehnologiji, ki naj bi nekoč zamenjala tranzistor kot osnovni gradnik vseh računalnikov. Naprava, ki so jo poimenovali »ključavnica s prečko« (crossbar latch), je tako majhna, da jih lahko postavijo na tisoče na človeškem lasu. »Ključavnica s prečko« bo predvidoma zanesljivejša od sedanjih tranzistorjev in bistveno manj podvržena napakam, omogočila pa naj bi gradnjo še manjših in cenejših računalnikov. V vojski preučujejo najrazličnejše materiale, ki bi lahko prinesli nove tehnološke možnosti, povezane tudi z logistiko. Med drugim raziskujejo piezoelektrične materiale,ki spreminjajo obliko pod vplivom električne napetosti in proizvajajo naelektrenost pri uporabi pritiska. Piezoelektrični mikrogeneratorji so že v uporabi pri prevažanju tovora ali premeščanju blaga, kjer proizvajajo energijo za delovanje vdelanih mikročipov za nadzor, zapisovanje in prenašanje informacij. Med drugim spremljajo in beležijo spremembe stanja tovora, kot so vibracije, udarci, temperature in vlažnost ter morebitne premike. Omogočajo vpogled v tovor znotraj škatel, palet in zabojev na transportnih platformah. Izjemna trajnost takšnega vira energije omogoča nadzor in obveščanje o tovoru ali zalogi v zelo dolgem obdobju.

HOLOGRAFSKO SKLADIŠČENJE

Pogoni za holografsko skladiščenje, ki že prihajajo v prodajo, lahko shranijo do desetkrat več podatkov od nove generacije pogonov za direktni video. Holografski pogoni imajo kapaciteto skladiščenja 200 GB podatkov – kar je ekvivalent 98 milijonom tiskanih strani ali okrog 200.000 fotografijam. Ta tehnologija bo pripeljala do proizvodnje 1,6-terabajtnega pogona v letu 2010. Privlačnost holografskega skladiščenja je v dejstvu, da se lahko shranjuje stotine ločenih hologramov, znanih kot strani, po celotni globini medija. V primerjavi z drugimi tehnologijami, pri katerih se shranjuje po en bit v enemu trenutku na površini diska, holografski pogon omogoča, da se zapiše ali prebere milijon bitov v enemu samem blesku svetlobe. To pomeni, da se lahko na mediju velikosti znamke zapiše 2 GB podatkov s stopnjo dostopa 20 Mb/s. Stroški tega medija bodo okrog 25 dolarskih centov, z arhitekturo, ki bo prinesla terabajtne diskovne pogone.

Gensko programiranje (GP) je samodejna metoda ustvarjanja delujočih računalniških programov. GP začenja s seznamom, kaj je treba narediti, in samodejno ustvari program, ki bo rešil problem. Kot ena od tehnologij genskega in evolucijskega računalništva GP vključuje tudi genske algoritme, strategije evolucije, gramatično programiranje in strojno gensko programiranje. Nadaljuje s skupino na tisoče naključno kreiranih programov, ki se potem progresivno razvijajo v nizu generacij. Evolucijsko iskanje vključuje Darwinovo načelo naravne selekcije in pandane različnih naravnih dogodkov. Med posameznimi programi so samodejna sinteza analognih električnih vezij, gonila, vzporedni sistemi, antene, mreže kemičnih reakcij in druga področja dizajna. Komercialno uporabne inovacije zajemajo uporabo GP-ja kot samodejnega »stroja za invencije«. Strojna inteligenca, ki se lahko primerja z človeškim strojem, je eno od razvijajočih se področij, tudi za GP.

NANOELETRONIKA IN NANOTRAVA

Eden produktov tehnologije RAMP je nanoelektronika, ki prinaša velike potenciale za tehnološki napredek. Med njimi so vseprisotne računalniške naprave, ki so lahko zelo majhne in celo nevidne golemu očesu ter lahko mobilne ali vdelane v praktično vsak predmet, ki ga lahko zamislimo, vključno z vozili, orodji in oblekami. Med drugim se lahko uporabijo za pametno opremo, superračunalništvo, kvantno računalništvo, umetno inteligenco, napredne zaslone, ki bi zamenjali tudi papir, izboljšano vnašanje podatkov v računalnike in druge IT-naprave, kvantno šifriranje s pošiljanjem podatkov prek fotonov in ne nazadnje omrežja izjemno velike hitrosti. Seznam nanotehnologij na različnih stopnjah koncepta, razvoja in komercializacije je vse večji in vse hitreje raste. Če se bodo sedanji trendi nanoznanosti in nanotehnologije nadaljevali, bo v bližji prihodnosti spremenjen vsak vidik vsakdanjega življenja. Tako bo na primer z zapisovanjem podatkov na nanotehnološki ravni mogoče vsebino na tisoče optičnih plošč »spakirati« v eno samo ročno uro.

Naprave za prenašanje elektromagnetnih signalov, vključno z radijskimi in laserskimi, bodo bistveno manjše, močnejše in cenejše. Vsaka oseba in vse drugo bo lahko povezano z vsem in povsod v vseobsegajočem informacijskem okolju. Strokovnjaki za področje vojaške logistike med nanotehnologijami omenjajo tudi »nanotravo« – nov razred struktur, do katerega so prišli raziskovalci, specializirani za nanoinžinerska dela na površini materialov. Nanotravo pridobivajo z novo metodo nadzora obnašanja majcenih kapljic tekočine pod vplivom električnih nabojev na posebej pripravljeni površini silicija, ki spominja na travo. Za novo tehniko upravljanja tekočin so že napovedali mnoge aplikacije, kot so termalno hlajenje integriranega vezja za močne računalnike, ustvarjanje novih fotonskih komponent za optične komunikacije in proizvodnja majhnih in poceni senzorskih »laboratorijev na čipu«. Druge možnosti vključujejo spreminjanje lastnosti nanotrave z ultrazvokom ali pa temperature z malimi spremembami napetosti. Uporaba ultrazvoka povzroča povečanje električnega polja na vrhovih nanotrave, kar spreminja vlažnost na trdni površini oz. »elektrovlaženje«.

GLOBALNO ZNANJE ZA GLOBALNO VOJNO

V skrajšanem povzetku pregleda vojaškega razmišljanja o RAMP-u oziroma »revoluciji v atomih, molekulah in fotonih« smo tako zaokrožili vojaškologistično zgodbo o raziskavah in razvoju na atomski, molekularni in fotonski ravni. Raziskave RAMP pomembno vplivajo na tri področja, ki so izjemnega pomena za ameriško vojsko in zlasti logistiko – energijo, materiale in komunikacije. Oskrbovanje z energijo na bojiščih bo še naprej ostalo izjemno pomembno za ameriško vojsko, razen če zmanjka samih bojišč, kar pa je težko verjeti. Raziskave na področju materialov tudi ostajajo v ospredju tehnološkega razvoja na področju sistemov in komponent ter tudi zanesljivosti delovanja. Tudi komunikacije so osrednjega pomena za vojaške strokovnjake kot pogoj za razvoj vojskovanja, osredotočenega na omrežja, ki povezuje zbiranje, skladiščenje, obdelavo in razpošiljanje informacij.

Znanstveniki in inženirji v ameriški vojski »razširjajo meje tehnologij ter razvijajo in uvajajo aplikacije, ki bodo vojakom zagotovile nenapovedljive informacijske in druge sposobnosti za doseganje odločilne zmage na vsakem bojišču«. RAMP je ključ do takšnih sposobnosti in zmag, ki seže na vsa področja današnjih raziskav. Danes tako državni sektor, zasebna podjetja, akademske ustanove in mednarodne organizacije vlagajo velika sredstva v raziskave in nadaljnji razvoj aplikacij, ki bodo pomembno povečale sposobnosti vojske in logistike v naslednjih letih. Vojaški logistiki postajajo vse bolj vključeni v raziskave in so pripravljeni takoj uporabiti dosežke RAMP-a za svoje cilje. Vseprisotno znanje na zahtevo v logistiki na globalni ravni, v skladu z vojaškologistično doktrino »revolucije v atomih, molekulah in fotonih« (RAMP) je tako vse bližje realnosti. Vojaški strokovnjaki pa že bodo nekako s tem povezali tudi doktrino o »globalni vojni proti terorizmu«.