Чувствующие опасность

Новости науки и техники
№42 (338)

Видеть, что скрывается за высоким холмом или сплошной стеной, слышать самые слабые, не доступные человеческому слуху звуки и шорохи, на расстоянии ощущать запах спрятанной под землей мины - это ли не мечта для сражающегося солдата? Сейчас такие военные организации, как Управление исследовательских работ военно-морского флота (Office of Naval Research) и Управление перспективного планирования оборонных научно-исследовательских работ (Defense Advanced Recearch Projects Agency - DARPA), воплощают эту мечту в реальность. Созданные ими искусственные «уши», «глаза» и «носы» уже испытываются в боевых условиях или готовятся к передаче в действующую армию. Хочется надеяться, что их обоняние, слух и зрение помогут сохранить немало жизней в борьбе с террористами всех мастей.
Обоняние
Как известно, у саперов есть два верных помощника: механический - металлоискатель и живой - специально обученная собака. Многие из ста миллионов разбросанных по всему миру противопехотных мин имеют пластиковую оболочку, на которую металлодетектор не реагирует. И в таких случаях обнаружить затаившуюся под землей смерть может только натасканный на запах взрывчатых веществ четвероногий друг. Однако ведущие такой поиск собака и ее проводник постоянно рискуют жизнью и нередко, прокладывая дорогу другим, сами складывают головы на минном поле.
Чтобы уменьшить эти потери, пять лет назад DARPA ассигновало 25 миллионов долларов на разработку искусственного «собачьего носа», чувствующего взрывчатку. Заказ выполнили компания Nomadics из города Стиллуотер в штате Оклахома и ее партнеры из Массачусетского технологического института. Они создали прибор Fido, реагирующий на свечение полимерных материалов под действием ультрафиолетового облучения. Когда просыпавшееся из мины взрывчатое вещество попадает на пластиковую оболочку, ее люминесценция тускнеет. Это ослабление свечения измеряется связанным с миниатюрным компьютером чувствительным элементом и включает звуковой сигнал опасности.
Fido хорошо показал себя на испытательном полигоне Форт Леонард Вуд в штате Миссури и сейчас проходит «проверку боем» на минных полях в Хорватии. Правда, один серьезный недостаток у нового прибора все же имеется: так же, как на взрывчатку, он реагирует и на некоторые другие химические вещества, вызывая ложную тревогу. Избавить искусственный нос от этого дефекта пытаются ученые Медицинской школы университета Тафта. В своем варианте прибора они стремятся как можно ближе подойти к воплощению биологических принципов обоняния.
И животные, и люди различают множество запахов, используя сравнительно небольшое число видов нервных волокон. Это возможно потому, что каждый запах воздействует на свойственную только ему комбинацию нервов. Наш нос не имеет специфического рецептора, определяющего, скажем, запах розы. Вместо этого он реагирует на особую смесь сладкого, кисловатого и цветочного ароматов, которую мозг и распознает как запах розы. Аналогично работает и прибор изобретателей из университета Тафта. Он воспринимает люминесценцию 16 различных веществ, комбинируя из них соответствующий запах мины. К сожалению, по сравнению с Fido этот прибор получился менее чувствительным, хотя и не таким «путаником». На последних испытаниях искусственный нос Тафта определял взрывчатку в десять раз лучше, чем средняя собака, но он еще пропускает некоторые мины, особенно в плохую погоду. «Пока что мы еще весьма далеки от того, чтобы пройти через минное поле с закрытыми глазами», - говорит один из разработчиков университета Тафта. В результате оба прибора годны сейчас скорее для того, чтобы определять границы минных полей, чем точное место расположения каждого отдельного «сюрприза».
Зрение
Было похоже, что эти трое мужчин выбрались на зеленую лужайку у места слияния Потомака и реки Святой Марии в Южном Мэриленде, чтобы немного поразвлечься. Быстро собрав из принесенных в рюкзаке отдельных частей модель двухмоторного самолета, они запустили ее в небо. Однако сами приехавшие хорошо знали, что участвуют не в игре, а в испытаниях новейшего разведывательного оборудования.
«Глаз дракона» - так называется маленький, весящий всего пять фунтов летательный аппарат - действительно, представляет собой нечто вроде «выносного» органа зрения для воюющих солдат и офицеров. Поднимаясь к облакам и паря над землей в течение часа, он позволяет видеть спрятавшегося за соседним горным хребтом врага, отмечать его перемещения и таким образом разгадывать его планы. «С его помощью мы можем наблюдать за скрытыми от нас объектами противника, не подвергая разведчиков ненужному риску», - говорит майор морской пехоты Джон Кейн, который курирует программу по созданию «Глаза дракона».
Благодаря камерам ночного видения, «глаз» этот может видеть и в темноте, а также фиксировать тепловое инфракрасное излучение от запускаемых двигателей вражеской техники. Чтобы следовать строго по заданному маршруту, маленький самолет использует сигналы спутниковой навигационной системы, но в случае необходимости остающийся на земле «пилот» с помощью переносного компьютера и беспроволочного модема может внести изменения в программу его движения. Этим летом Корпус морской пехоты приступил к испытаниям первых образцов аппарата и планирует с той же целью заказать еще 40 машин по 5000 долларов за каждую.
Вместе с беспилотными воздушными разведчиками помогать армии будут и наземные роботы, предназначенные для передачи изображений из пещер, различных строений и узких переулков. Благодаря особым механическим «рукам», построенные компанией iRobot из Сомервилля в штате Массачусетс, переносные роботы PackBot умеют перебираться через такие, недоступные для других автоматов препятствия, как скалы и лестницы, и даже могут вернуть себя в рабочее положение после опрокидывания. Как сообщили создатели робота, пять их машин уже работают в Афганистане, помогая вести поиск прячущихся от преследования членов "Аль-Каеды". А конструкторы стараются уменьшить вес своего детища и сделать его более маневренным. В будущем они собираются оснастить робот оружием, чтобы, кроме глаз, он имел еще и зубы.
Слух
Возможность слышать самые слабые звуки неоценима в вооруженном противостоянии. Только два примера: по легкому шороху можно обнаружить вражескую засаду, а по едва уловимому дыханию - спасти потерявшего сознание раненого товарища. Именно такими способностями обладает созданный в Техническом исследовательском институте штата Джорджия радар Flashlight. В скором времени этот слышащий сквозь стены прибор собираются поставить на службу военным, полицейским и парамедикам. «Существует около 25 различных сценариев, где он мог бы очень пригодиться», - говорит Билл Декк из Национального технического центра, обслуживающего правоохранительные органы и исправительные заведения. Этот центр, работающий в городе Чарльстон, штат Южная Каролина, помогает испытывать Flashlight, изначально предназначенный для дистанционной оценки жизненных проявлений у раненых солдат на полях сражений.
Здесь уместно сказать, что речь идет не о слухе как таковом, а о связанных с производством малейшего шума микродвижениях. Поэтому прибор может оказаться полезным и для полиции. «Например, когда полицейский офицер собирается обезвредить прячущегося в квартире вооруженного преступника, ему будет не лишним узнать, что тот стоит за дверью и тяжело дышит, - говорит Декк. - Ведь наш прибор среагирует на движения его грудной клетки».
Flashlight, который весит всего 7 фунтов и выглядит странным гибридом электродрели и карманного фонаря, направляют на дверь или глухую стену и нажимают на «спусковой крючок». При этом он начинает обстреливать препятствие проникающими сквозь него электромагнитными импульсами и принимать сигналы, отраженные предметами, находящимися в соседнем помещении. Анализирующий эти данные встроенный компьютер позволяет уловить даже столь незначительные движения, как колебания грудной клетки дышащего за стеной человека. «Даже если преступник будет знать о наличии у нас этого прибора, - говорит один из его разработчиков Джен Гринекер, - он сможет стоять или сидеть неподвижно, но никак не сможет не дышать».
Так и будет, если стена, за которую пытается проникнуть Flashlight, будет выстроена из дерева, кирпича, бетона, даже стекла. Но только не из железа или стали. Такую преграду прибору не преодолеть. Есть у «гибрида дрели и фонарика» и еще один недостаток: уловить еле заметные движения за стеной он сможет, а вот определить, что же там движется, - извините! С равной долей вероятности это может быть и вражеский солдат, и пленный товарищ по оружию, и... случайно заскочившая в дом кошка. Так что изобретателям еще есть над чем поработать.
Пожелаем же им успеха.