Problemas tecnológicos
Cámaras
Algunos de los sistemas de camuflaje activo propuestos tienen cámaras instaladas directamente en el objeto camuflado y algunos sistemas tienen cámaras infrarrojas remotas. Si el esquema del sistema es tal que la cámara debe instalarse directamente en el objeto que se va a enmascarar, entonces se impone una restricción: la cámara debe camuflarse activamente o ser lo suficientemente pequeña. Actualmente existen muchos modelos de microcámaras disponibles para los consumidores, de las cuales algunas cámaras en color en miniatura comerciales pueden ser adecuadas para ciertos tipos de sistemas de camuflaje activo.
Resolución e imagen
Al determinar la resolución de pantalla requerida, se debe tener en cuenta la distancia entre la pantalla y el espectador. Si el observador está a solo 2 metros de distancia, entonces la resolución no debería ser mucho mayor que el detalle de la visión humana a esa distancia, es decir, aproximadamente 289 píxeles por cm2. Si el observador está más lejos (que suele ser), entonces la resolución puede reducirse sin comprometer la calidad del enmascaramiento.
Además, la visualización debe tener en cuenta cómo cambia el campo de visión de los observadores en función de la distancia a la que se encuentran de la pantalla. Por ejemplo, una persona que mira una pantalla a 20 metros de distancia puede ver más de lo que hay detrás de la pantalla en comparación con una persona a 5 metros de distancia. Por lo tanto, el sistema debe determinar desde dónde está mirando el observador para ajustar la imagen o el tamaño de la imagen y determinar sus bordes.
Una de las soluciones de visualización es la creación de un modelo digital en 3D del espacio circundante. Se supone que el modelo digital se generará en tiempo real, ya que probablemente no sea práctico modelar las ubicaciones del mundo real antes de lo previsto. Un par de cámaras estereoscópicas permitirá que el sistema determine la ubicación, el color y el brillo. Se propone un proceso llamado imagen de rayos viajeros para traducir el modelo en una imagen 2-D en una pantalla.
Se crean nuevos materiales nanocompuestos tejidos utilizando campos magnéticos y eléctricos para lograr un posicionamiento preciso de las nanopartículas funcionales dentro y fuera de las fibras poliméricas. Estas nanofibras se pueden adaptar para proporcionar propiedades como la combinación de colores y el control de firma NIR para aplicaciones de camuflaje activo.
Representación esquemática del camuflaje activo utilizado para camuflar a una persona parada frente a un grupo de personas
Muestra
Las tecnologías de visualización flexibles se han desarrollado durante más de 20 años. Se han propuesto numerosos métodos en un intento por crear una pantalla más flexible, duradera y económica que también tenga una resolución, contraste, color, ángulo de visión y frecuencia de actualización adecuados. Actualmente, los diseñadores de pantallas flexibles están estudiando los requisitos de los consumidores para determinar la tecnología más adecuada en lugar de ofrecer la mejor solución para todas las aplicaciones. Las soluciones disponibles incluyen RPT (tecnología de proyección retrorreflectante), diodos emisores de luz orgánicos (OLED), pantallas de cristal líquido (LCD), transistores de película fina (TFT) y papel electrónico …
Las pantallas estándar modernas (incluidas las pantallas flexibles) son solo para visualización directa. Por lo tanto, también debe diseñarse un sistema para que la imagen se pueda ver claramente desde diferentes ángulos. Una solución sería una pantalla de matriz de lentes hemisférica. Además, dependiendo de la posición del sol y del observador, la pantalla puede ser significativamente más brillante o más oscura que el área circundante. Si hay dos observadores, se requieren dos niveles de brillo diferentes.
Debido a todos estos factores, existen altas expectativas en el desarrollo futuro de la nanotecnología.
Limitaciones tecnológicas
Actualmente, numerosas limitaciones tecnológicas restringen la producción de sistemas de camuflaje activo para sistemas de soldados. Si bien algunas de estas limitaciones se están superando activamente con una solución sugerida dentro de 5 a 15 años (por ejemplo, pantallas flexibles), todavía hay algunos obstáculos notables que aún deben superarse. Algunos de ellos se mencionan a continuación.
El brillo de las pantallas. Una de las limitaciones de los sistemas de camuflaje activo basados en pantallas es la falta de brillo para trabajar en condiciones de luz diurna. El brillo medio de un cielo despejado es de 150 W / m2 y la mayoría de las pantallas aparecen en blanco a plena luz del día. Se necesitará una pantalla más brillante (con una luminiscencia cercana a la de un semáforo), lo que no es un requisito en otras áreas de desarrollo (por ejemplo, los monitores de computadora y las pantallas de información no deben ser tan brillantes). En consecuencia, el brillo de las pantallas puede ser la dirección que frene el desarrollo del camuflaje activo. Además, el sol es 230.000 veces más intenso que el cielo circundante. Las pantallas con el mismo brillo que el sol deben diseñarse de modo que cuando el sistema pase frente al sol, no se vea brumoso ni tenga sombras.
Poder computacional. Las principales limitaciones del control activo de la imagen y su actualización constante con el propósito de una actualización continua (invisibilidad) para el ojo humano son que se necesitan un software potente y un gran tamaño de memoria en los microprocesadores de control. Además, dado que estamos considerando un modelo 3-D, que debe construirse en tiempo real en base a métodos de obtención de imágenes de cámaras, el software y las características de los microprocesadores de control pueden convertirse en una gran limitación. Además, si queremos que este sistema sea autónomo y lo lleve un soldado, entonces el portátil debe ser lo suficientemente ligero, pequeño y flexible.
Bateria cargada. Cuando se tiene en cuenta el brillo y el tamaño de la pantalla, así como la potencia de procesamiento requerida, las baterías modernas son demasiado pesadas y se agotan rápidamente. Si el soldado va a llevar este sistema al campo de batalla, será necesario desarrollar baterías más ligeras con mayor capacidad.
Posición de cámaras y proyectores. Teniendo en cuenta la tecnología RPT, la limitación significativa aquí es que las cámaras y los proyectores deberán colocarse con anticipación, y solo para un observador enemigo, y que este observador deberá colocarse en una posición exacta frente a la cámara. Es poco probable que todo esto se observe en el campo de batalla.
El camuflaje se vuelve digital
Anticipándose a tecnologías exóticas que permitirán desarrollar un verdadero "manto de invisibilidad", el último y significativo avance en el campo del camuflaje es la introducción de los llamados patrones digitales (plantillas).
El “camuflaje digital” describe un micropatrón (micropatrón) formado por una serie de pequeños píxeles rectangulares de diferentes colores (idealmente hasta seis, pero normalmente por motivos de coste no más de cuatro). Estos micropatrones pueden ser hexagonales, redondos o cuadrangulares, y se reproducen en varias secuencias sobre toda la superficie, sea de tela, de plástico o de metal. Varias superficies estampadas son similares a los puntos digitales, que forman una imagen completa de una fotografía digital, pero están organizadas de tal manera que difuminan el contorno y la forma del objeto.
Infantes de marina con uniformes de combate MARPAT para bosques
En teoría, este es un camuflaje mucho más efectivo que el camuflaje estándar basado en manchas grandes, debido al hecho de que imita las estructuras abigarradas y los bordes rugosos que se encuentran en entornos naturales. Esto se basa en cómo el ojo humano, y por tanto el cerebro, interactúa con las imágenes pixeladas. El camuflaje digital es más capaz de confundir o engañar al cerebro que no nota el patrón, o de hacer que el cerebro vea solo una cierta parte del patrón de modo que el contorno real del soldado no sea discernible. Sin embargo, para el trabajo real, los píxeles deben calcularse mediante ecuaciones de fractales muy complejos que le permitan obtener patrones no repetidos. Formular estas ecuaciones no es una tarea fácil y, por lo tanto, los patrones de camuflaje digital siempre están protegidos por patentes. Introducido por primera vez por las Fuerzas Canadienses como CADPAT y el Cuerpo de Marines de los EE. UU. Como MARPAT, el camuflaje digital ha tomado el mercado por sorpresa y ha sido adoptado por muchos ejércitos de todo el mundo. Es interesante notar que ni CADPAT ni MARPAT están disponibles para la exportación, a pesar de que Estados Unidos no tiene problemas para vender sistemas de armas sofisticados.
Comparación entre patrones de camuflaje de vehículos de combate regulares y digitales
Plantilla CAPDAT canadiense (versión forestal), plantilla MARPAT para la Infantería de Marina (versión del desierto) y nueva plantilla de Singapur
Advanced American Enterprise (AAE) anunció mejoras en su manta portátil de camuflaje activo / adaptativo (en la foto). El dispositivo, denominado Stealth Technology System (STS), está disponible en los modos visible y NIR. Pero esta afirmación, sin embargo, suscita una gran cantidad de escepticismo.
Actualmente, hay otro enfoque … Investigadores de Rensselier y Rice University han obtenido el material más oscuro jamás creado por el hombre. El material es una fina capa de matrices descargadas de nanotubos de carbono poco alineados; tiene una reflectancia global del 0, 045%, es decir, absorbe el 99, 955% de la luz incidente. Como tal, el material se acerca mucho al objeto llamado "super negro", que puede ser virtualmente invisible. La foto muestra un material nuevo con una reflectancia del 0.045% (centro), significativamente más oscuro que el estándar de reflectancia NIST del 1.4% (izquierda) y una pieza de carbono vítreo (derecha)
Producción
Los sistemas de camuflaje activo para soldados de infantería podrían ser de gran ayuda en operaciones encubiertas, especialmente dado que las operaciones militares en el espacio urbano son cada vez más frecuentes. Los sistemas de camuflaje tradicionales conservan el mismo color y forma, sin embargo, en el espacio urbano, los colores y patrones óptimos pueden cambiar constantemente cada minuto.
Buscar solo un posible sistema de camuflaje activo no parece lo suficientemente adecuado para emprender el necesario y costoso desarrollo de la tecnología de visualización, la potencia informática y la energía de la batería. Sin embargo, debido al hecho de que todo esto será necesario en otras aplicaciones, es bastante predecible que la industria pueda desarrollar tecnologías que se adapten fácilmente a los sistemas de camuflaje activo en el futuro.
Mientras tanto, se pueden desarrollar sistemas más simples que no den como resultado una invisibilidad perfecta. Por ejemplo, un sistema que actualiza activamente el color aproximado será más útil que los sistemas de camuflaje existentes, independientemente de si se muestra la imagen ideal. Además, dado que el sistema de camuflaje activo puede estar más justificado cuando se conoce con precisión la posición del observador, se puede suponer que en las primeras soluciones se podría usar una sola cámara o detector estacionario para el camuflaje. Sin embargo, actualmente se encuentran disponibles una gran cantidad de sensores y detectores que no funcionan en el espectro visible. Un microbolómetro térmico o un sensor sensible, por ejemplo, puede identificar fácilmente un objeto enmascarado por un camuflaje activo visual.
