Top 10 tiến bộ khoa học và công nghệ quân sự 2019

Trưởng nhóm các nhà khoa học của Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Phát triển khả năng chiến đấu của Bộ tư lệnh quân đội Mỹ, Tiến sĩ Alexander Kott đã chọn ra 10 thành tựu 2019.

10. Cơ nhân tạo làm từ nhựa

Trong tương lai, đội quân robot của Mỹ có thể cực kỳ đáng sợ, vì nó được trang bị cơ bắp nhân tạo làm từ nhựa. Các nhà nghiên cứu quân đội đã hợp tác với một giáo sư thỉnh giảng của Đại học Kỹ thuật Florida A & M-Đại học Florida để nghiên cứu cách các sợi nhựa phản ứng khi chúng bị xoắn và cuộn thành lò xo.

Các kích thích khác nhau làm cho các sợi co lại và dãn ra, bắt chước các cơ bắp tự nhiên. Cơ bắp nhân tạo có khả năng làm tăng hiệu suất của robot, cho phép các "binh sĩ" cơ khí trong tương lai mạnh hơn và linh hoạt hơn.

9. Cảm biến sinh học theo dõi sức khỏe
Các nhà nghiên cứu quân sự và học thuật đang xem xét cách theo dõi sức khỏe và hiệu suất của người lính trong thời gian thực, bằng cách phát triển các thụ thể nhận thức sinh học độc đáo. Những phản ứng sinh học trong tương lai này nhỏ, dễ sản xuất, không tốn kém và ít bị tác động bởi môi trường.

8. Pin chống cháy gốc nước

Sau khi được tích hợp bộ cảm biến sinh học, dữ liệu có thể được thu thập có chọn lọc từ một hỗn hợp phức tạp của các nguồn như máu, mồ hôi hoặc nước bọt. Quân đội của tương lai có thể sử dụng các cảm biến đeo được này để theo dõi các dấu hiệu sinh học môi trường và chẩn đoán sức khỏe, tất cả đều mang lại lợi ích lớn cho người lính.

Các nhà nghiên cứu quân đội và các đối tác của họ tại Đại học Maryland và Phòng thí nghiệm Vật lý Ứng dụng Johns Hopkins đã phát triển một loại pin mới, chống nước và chống cháy. Những pin lithium-ion dạng nước này thay thế chất điện phân rất dễ cháy trong pin lithium-ion. Pin mới sử dụng dung môi gốc nước không cháy, và cũng sử dụng muối lithium không nhạy cảm với nhiệt, cho phép lưu trữ và sử dụng pin nhiều và trong phạm vi nhiệt độ rộng hơn.

Cresce và nhóm nghiên cứu lần đầu tiên hợp tác với các nhà khoa học tại Đại học Maryland để nghiên cứu tính chất của một loại chất điện giải nước mới được gọi là chất điện giải nước trong muối và công bố phát hiện của họ trên tạp chí Science.

7. Tạo năng lượng từ nước

Hãy tưởng tượng nếu bạn có thể tạo ra năng lượng theo yêu cầu, chỉ cần sử dụng một "viên thuốc" và một ít nước. Các nhà nghiên cứu quân đội đang khám phá các ứng dụng tiềm năng cho một hợp kim nanogalvonic dựa trên nhôm có cấu trúc ổn định, phản ứng với bất kỳ chất lỏng gốc nước nào để tạo ra năng lượng hydro theo yêu cầu mà không cần chất xúc tác.

Hãy tưởng tượng một đội quân trong một cuộc tuần tra tầm xa xa căn cứ với pin chết và không biết làm gì để kích hoạt đài phát thanh của họ. Một trong những người lính tìm ra một viên kim loại và thả nó vào một thùng chứa rồi thêm nước hoặc một số chất lỏng có chứa nước như nước tiểu, ngay lập tức viên thuốc tan ra và hydro được giải phóng vào pin nhiên liệu, cung cấp năng lượng tức thời cho radio.

6. Thép siêu bền in 3-D

Một nhóm các nhà nghiên cứu của quân đội đã phát triển một cách để in các bộ phận kim loại siêu mạnh 3-D, bằng cách điều chỉnh một hợp kim ban đầu được Không quân phát triển thành dạng bột.
Với phương pháp có tên Powder Bed Fusion, máy in laser 3 chiều sẽ làm tan chảy bột thành một mô hình. Máy in sau đó phủ mô hình với các lớp bột bổ sung cho đến khi hoàn thành.
 
Kết quả cuối cùng là một miếng thép có cảm giác như được rèn theo truyền thống, nhưng có các đặc điểm thiết kế phức tạp mà không khuôn nào có thể tạo ra, và mạnh hơn khoảng 50% so với bất kỳ thứ gì có sẵn trên thị trường.

Thay vì lo lắng về việc chở quân dụng cồng kềnh bằng đoàn xe tải, hoặc đoàn xe chở hàng, miễn là bạn có nguyên liệu thô và máy in, bạn có thể làm bất cứ thứ gì bạn cần. Các nhà nghiên cứu cho biết khả năng này có khả năng thay thế các bộ phận của xe tăng hiện nay, hoặc hỗ trợ các hệ thống hiện đại trong tương lai.

5. Máy dò não người

Bạn đã bao giờ muốn đi vào trong một cái đầu của người lính chưa? Các nhà nghiên cứu quân đội đã phát triển một máy dò sự quan tâm của con người, có thể xác định nơi mọi người đang tìm kiếm và giải mã hoạt động não của họ.

Bằng cách theo dõi sóng não, các nhà nghiên cứu theo dõi các phản ứng thần kinh và đánh giá điều gì thu hút sự chú ý của lính trong vô số các kích thích trong môi trường đe dọa.
Các nhà nghiên cứu cho biết điều này sẽ dẫn đến nhận thức tình huống tốt hơn trên chiến trường, cho phép các chỉ huy đưa ra quyết định tốt hơn và cuối cùng cải thiện khả năng của người lính để hợp tác với các đặc vụ trí tuệ nhân tạo (AI) trong tương lai.

4. Dùng AI xác định vật liệu tiết kiệm nhiên liệu

Một hệ thống bot thuật toán mới có thể giải quyết những thách thức phức tạp nhất ngoài khả năng thử nghiệm của con người. Các nhà nghiên cứu do quân đội tài trợ tại Đại học Cornell đã phát triển một hệ thống có tên CRYSTAL để khám phá các vật liệu mới mang lại sức mạnh lâu dài cho người lính.

CRYSTAL dựa vào một tập hợp các bot thuật toán sàng lọc hàng trăm ngàn kết hợp và các phần tử, một số lượng lớn đến mức nó không thể truy cập được thông qua thử nghiệm truyền thống.

Hệ thống này có thể tuân theo các định luật vật lý và hóa học, nơi các phương pháp học máy hiện tại không thành công và có thể xác định thế hệ đột phá vật chất tiếp theo sẽ trang bị cho binh lính trên chiến trường tương lai.

3. Ăng ten giao tiếp định hướng

Một đội quân đã phát triển một cách mới để gửi tín hiệu vô tuyến định hướng trong môi trường phức tạp. Nhóm nghiên cứu đã thiết kế các nền tảng robot nhỏ với ăng ten tần số thấp và AI nhỏ gọn để tạo ra một hệ thống tự tổ chức một cách thích ứng thành một dải ăng ten định hướng.

Mặc dù bức xạ đa hướng không thể có ở tần số thấp, mảng này được cấu hình để phát ra một mẫu bức xạ đa hướng, tạo ra một liên kết định hướng theo yêu cầu.

Điều này cho phép giao tiếp không dây mạnh mẽ và được nhắm mục tiêu ở các phạm vi gia tăng thông qua các tòa nhà và trong các môi trường đô thị và dưới mặt đất.

2. Vật liệu tự phục hồi

Hãy tưởng tượng một vật liệu tổng hợp có thể tự chữa lành khi bị hư hại. Các nhà nghiên cứu quân đội và các đối tác của họ tại Texas A & M đã phát triển một loại epoxy liên kết ngang có thể đảo ngược, có thể in 3-D và tự phục hồi ở nhiệt độ phòng mà không cần thêm bất kỳ tác nhân kích thích nào.
Tính chất hóa học độc đáo của vật liệu thậm chí cho phép nó được lập trình thành hình dạng khi được kích thích bằng nhiệt độ.

Các nhà nghiên cứu quân đội đang khám phá liệu các vật liệu này có thể tạo ra các nền tảng quân đội có thể cấu hình lại trong tương lai có thể định hình theo yêu cầu hay không.

1. Đồng đội robot

Các nhà nghiên cứu quân đội đã phát triển các thuật toán và khả năng mới chưa từng thấy trong ngành công nghiệp cho phép các tác nhân tự hành như robot hoạt động trong những môi trường không xác định như chiến trường trong tương lai.

Các thuật toán này tạo ra bộ não của robot, để giúp chúng tương tác với các vật thể không lường trước và trong các tình huống không xác định, cuối cùng là khiến chúng sẵn sàng hợp tác với những người lính trên chiến trường tương lai, bất kể nó trông như thế nào.