Teknologi Kamuflase Aktif Sudah Dewasa (Bagian 2)
Masalah teknologi
Kamera
Beberapa sistem kamuflase aktif yang diusulkan memiliki kamera yang dipasang langsung pada objek yang disamarkan, dan beberapa sistem memiliki kamera IR jarak jauh. Jika skema sistem sedemikian rupa sehingga kamera harus dipasang langsung pada objek bertopeng, maka satu batasan diberlakukan - kamera harus disamarkan secara aktif atau berukuran cukup kecil. Banyak model kamera mikro saat ini tersedia untuk konsumen, beberapa kamera warna miniatur komersial mungkin cocok untuk jenis sistem kamuflase aktif tertentu.
Resolusi dan pencitraan
Saat menentukan resolusi tampilan yang diperlukan, jarak dari tampilan ke penampil harus diperhitungkan. Jika pengamat hanya berjarak 2 meter, maka resolusinya tidak boleh lebih tinggi dari detail penglihatan manusia pada jarak tersebut, yaitu sekitar 289 piksel per cm2. Jika pengamat berada lebih jauh (yang biasanya terjadi), maka resolusi dapat dibuat lebih rendah tanpa mengurangi kualitas penyamaran.
Selain itu, visualisasi harus memperhitungkan bagaimana bidang pandang pengamat berubah tergantung pada jarak mereka dari layar. Misalnya, seseorang yang melihat layar dari jarak 20 meter dapat melihat lebih banyak apa yang ada di belakang layar dibandingkan dengan orang yang berjarak 5 meter. Oleh karena itu, sistem harus menentukan dari mana pengamat melihat agar sesuai dengan gambar atau ukuran gambar dan menentukan tepinya.
Salah satu solusi visualisasi adalah pembuatan model digital 3-D dari ruang sekitarnya. Diasumsikan bahwa model digital akan dibuat secara real time, karena kemungkinan besar tidak praktis untuk memodelkan lokasi dunia nyata sebelumnya. Sepasang kamera stereoskopis akan memungkinkan sistem menentukan lokasi, warna, dan kecerahan. Sebuah proses yang disebut pencitraan sinar bepergian telah diusulkan untuk menerjemahkan model menjadi gambar 2-D pada layar.
Bahan anyaman nanokomposit baru dibuat menggunakan medan magnet dan listrik untuk mencapai posisi yang tepat dari partikel nano fungsional di dalam dan di luar serat polimer. Serat nano ini dapat disesuaikan untuk properti seperti pencocokan warna dan kontrol tanda tangan NIR untuk aplikasi kamuflase aktif.
Representasi skematis kamuflase aktif digunakan untuk menyamarkan seseorang yang berdiri di depan sekelompok orang
Menampilkan
Teknologi layar fleksibel telah dikembangkan selama lebih dari 20 tahun. Banyak metode telah diusulkan dalam upaya untuk membuat tampilan yang lebih fleksibel, tahan lama, dan berbiaya rendah yang juga memiliki resolusi, kontras, warna, sudut pandang, dan kecepatan penyegaran yang memadai. Saat ini, pengembang layar fleksibel sedang mempelajari kebutuhan konsumen untuk menentukan teknologi yang paling tepat, daripada menawarkan satu solusi terbaik untuk semua aplikasi. Solusi yang tersedia termasuk RPT (Teknologi Proyeksi Retro-reflektif), OLED (Organic Light Emitting Diodes), LCD (Liquid Crystal Displays), TFT (Thin Film Transistor) dan E-Paper .
Tampilan standar modern (termasuk yang fleksibel) dirancang hanya untuk tampilan langsung. Oleh karena itu, sebuah sistem juga harus didesain agar gambar dapat dilihat dengan jelas dari berbagai sudut. Salah satu solusinya bisa berupa tampilan berdasarkan susunan lensa setengah bola. Selain itu, bergantung pada posisi matahari dan pengamat, tampilan mungkin jauh lebih terang atau lebih gelap daripada area sekitarnya. Jika ada dua pengamat, diperlukan dua tingkat kecerahan yang berbeda.
Karena semua faktor ini, ada harapan yang tinggi untuk pengembangan nanoteknologi di masa depan.
Keterbatasan teknologi
Saat ini, banyak keterbatasan teknologi menghambat produksi sistem kamuflase aktif untuk sistem prajurit. Sementara beberapa keterbatasan ini secara aktif diatasi dengan solusi yang diusulkan dalam waktu 5 sampai 15 tahun (misalnya layar fleksibel), masih ada beberapa rintangan penting yang masih perlu diatasi. Beberapa di antaranya disebutkan di bawah ini.
Kecerahan layar. Salah satu keterbatasan sistem kamuflase aktif berbasis tampilan adalah kecerahan yang tidak memadai untuk pengoperasian di siang hari. Kecerahan langit cerah rata-rata adalah 150 W/m2 dan sebagian besar tampilan tampak kosong di siang hari penuh. Tampilan yang lebih terang (dengan pendaran yang mirip dengan lampu lalu lintas) akan diperlukan, yang tidak menjadi persyaratan di bidang pengembangan lainnya (misalnya, monitor komputer dan tampilan informasi tidak boleh terlalu terang). Oleh karena itu, kecerahan tampilan dapat menjadi arah yang menghambat perkembangan kamuflase aktif. Selain itu, matahari 230000 kali lebih terik dari langit di sekitarnya. Tampilan harus dirancang agar memiliki kecerahan yang sama dengan matahari sehingga ketika sistem lewat di depan matahari, tidak terlihat seperti kabut atau semacam bayangan.
Daya komputasi. Batasan utama manajemen gambar aktif dan pembaruannya yang konstan untuk terus memperbarui (tidak terlihat) di mata manusia adalah kebutuhan akan perangkat lunak yang kuat dan ukuran memori yang besar dalam mikroprosesor kontrol. Selain itu, mengingat kami sedang mempertimbangkan model 3-D yang harus dibuat secara real time berdasarkan metode memperoleh gambar dari kamera, perangkat lunak dan karakteristik mikroprosesor kontrol dapat menjadi batasan utama. Selain itu, jika kita ingin sistem ini mandiri dan dibawa oleh seorang prajurit, maka komputer jinjing harus ringan, kecil, dan cukup fleksibel.
Bertenaga baterai. Jika Anda mempertimbangkan kecerahan dan ukuran layar, serta daya pemrosesan yang diperlukan, baterai modern terlalu berat dan cepat habis. Jika sistem ini akan dibawa oleh seorang prajurit di medan perang, baterai yang lebih ringan dan berkapasitas lebih tinggi harus dikembangkan.
Posisi kamera dan proyektor. Mempertimbangkan teknologi RPT, batasan yang signifikan di sini adalah bahwa kamera dan proyektor harus ditempatkan terlebih dahulu, dan hanya untuk satu pengamat musuh, dan pengamat harus ditempatkan pada posisi yang tepat di depan kamera. Tidak mungkin semua ini akan diamati di medan perang.
Kamuflase menjadi digital
Untuk mengantisipasi teknologi eksotis yang akan memungkinkan pengembangan "tabir tembus pandang" sejati, kemajuan terbaru dan paling signifikan di bidang kamuflase adalah pengenalan pola digital (templat).
"Kamuflase digital" menggambarkan pola mikro (micropattern) yang dibentuk oleh sejumlah piksel persegi panjang kecil dengan berbagai warna (idealnya hingga enam, tetapi biasanya tidak lebih dari empat karena alasan biaya). Pola mikro ini dapat berbentuk heksagonal atau lingkaran atau segi empat, dan direproduksi dalam berbagai pola di seluruh permukaan, baik itu kain atau plastik atau logam. Berbagai permukaan pola mirip dengan titik-titik digital yang membentuk keseluruhan gambar dari foto digital, tetapi diatur sedemikian rupa untuk mengaburkan garis luar dan bentuk objek.
Marinir dalam Seragam Tempur MARPAT untuk Area Hutan
Secara teori, ini adalah kamuflase yang jauh lebih efektif daripada pola makro standar berdasarkan tambalan besar, karena meniru struktur beraneka ragam dan tepi kasar yang ditemukan di lingkungan alami. Ini didasarkan pada bagaimana mata manusia, dan oleh karena itu, otak, berinteraksi dengan gambar-gambar berpiksel. Kamuflase digital lebih mampu membingungkan atau mengelabui otak yang tidak melihat pola, atau membuat otak hanya melihat bagian tertentu dari pola sehingga garis besar tentara yang sebenarnya tidak terlihat. Namun, untuk pekerjaan nyata, piksel harus dihitung dengan persamaan fraktal yang sangat kompleks, yang memungkinkan Anda mendapatkan pola yang tidak berulang. Merumuskan persamaan semacam itu bukanlah tugas yang mudah dan oleh karena itu pola kamuflase digital selalu dilindungi oleh hak paten. Pertama kali diperkenalkan oleh Pasukan Kanada sebagai CADPAT dan Korps Marinir AS sebagai MARPAT, kamuflase digital sejak saat itu telah menguasai pasar dan telah diadopsi oleh banyak tentara di seluruh dunia. Sangat menarik untuk dicatat bahwa baik CADPAT maupun MARPAT tidak tersedia untuk ekspor, meskipun faktanya AS tidak memiliki masalah dalam menjual sistem persenjataan yang cukup canggih.
Perbandingan antara pola kamuflase konvensional dan digital untuk kendaraan tempur
Templat CAPDAT Kanada (versi hutan), templat MARPAT Korps Marinir (versi gurun) dan templat Singapura baru
Advanced American Enterprise (AAE) mengumumkan peningkatan "selimut" kamuflase aktif/adaptif yang dapat dikenakan (foto). Perangkat di bawah penunjukan Stealth Technology System (STS) tersedia dalam rentang spektrum inframerah yang terlihat dan dekat. Tetapi pernyataan ini, bagaimanapun, menyebabkan banyak skeptisisme.
Sekarang ada pendekatan lain... Para peneliti dari Renselayer dan Rice University telah mendapatkan materi tergelap yang pernah dibuat oleh manusia. Bahannya adalah lapisan tipis yang terdiri dari susunan tabung nano karbon yang disejajarkan secara longgar; ia memiliki pantulan keseluruhan 0,045%, artinya ia menyerap 99,955% cahaya yang jatuh di atasnya. Dengan demikian, materi tersebut sangat dekat dengan apa yang disebut objek "super hitam", yang mungkin hampir tidak terlihat. Foto ditampilkan sebagai bahan baru dengan reflektansi 0,045% (tengah), secara signifikan lebih gelap daripada standar reflektansi NIST 1,4% (kiri) dan potongan karbon kaca (kanan)
Keluaran
Sistem kamuflase aktif untuk prajurit infanteri dapat sangat membantu dalam operasi rahasia, terutama karena operasi militer di daerah perkotaan menjadi lebih lazim. Sistem kamuflase tradisional mempertahankan warna dan bentuk yang sama, namun di daerah perkotaan, warna dan pola yang optimal dapat terus berubah setiap menit.
Berjuang hanya untuk satu kemungkinan sistem kamuflase aktif tampaknya tidak cukup untuk melakukan pengembangan teknologi layar, daya komputasi, dan daya baterai yang diperlukan dan mahal. Namun, karena semua ini akan diperlukan dalam aplikasi lain, cukup dapat diprediksi bahwa industri dapat mengembangkan teknologi yang dapat dengan mudah diadaptasi untuk sistem kamuflase aktif di masa mendatang.
Sementara itu, sistem yang lebih sederhana dapat dikembangkan yang tidak menyebabkan tembus pandang sepenuhnya. Misalnya, sistem yang secara aktif memperbarui perkiraan warna akan lebih berguna daripada sistem kamuflase yang ada, baik gambar ideal ditampilkan atau tidak. Juga, mengingat bahwa sistem kamuflase aktif dapat dibenarkan ketika posisi pengamat diketahui dengan tepat, dapat diasumsikan bahwa dalam solusi paling awal, kamera atau detektor stasioner tunggal dapat digunakan untuk kamuflase. Namun, saat ini tersedia sejumlah besar sensor dan detektor yang tidak beroperasi dalam spektrum tampak. Mikrobolometer termal atau sensor sensitif, misalnya, dapat dengan mudah mengidentifikasi objek yang ditutupi kamuflase aktif visual.
Bahan-bahan yang digunakan:
Teknologi Militer
en.wikipedia.org
www.defensereview.com
www.uni-stuttgart.de
www.baesystems.com
Kamera
Beberapa sistem kamuflase aktif yang diusulkan memiliki kamera yang dipasang langsung pada objek yang disamarkan, dan beberapa sistem memiliki kamera IR jarak jauh. Jika skema sistem sedemikian rupa sehingga kamera harus dipasang langsung pada objek bertopeng, maka satu batasan diberlakukan - kamera harus disamarkan secara aktif atau berukuran cukup kecil. Banyak model kamera mikro saat ini tersedia untuk konsumen, beberapa kamera warna miniatur komersial mungkin cocok untuk jenis sistem kamuflase aktif tertentu.
Resolusi dan pencitraan
Saat menentukan resolusi tampilan yang diperlukan, jarak dari tampilan ke penampil harus diperhitungkan. Jika pengamat hanya berjarak 2 meter, maka resolusinya tidak boleh lebih tinggi dari detail penglihatan manusia pada jarak tersebut, yaitu sekitar 289 piksel per cm2. Jika pengamat berada lebih jauh (yang biasanya terjadi), maka resolusi dapat dibuat lebih rendah tanpa mengurangi kualitas penyamaran.
Selain itu, visualisasi harus memperhitungkan bagaimana bidang pandang pengamat berubah tergantung pada jarak mereka dari layar. Misalnya, seseorang yang melihat layar dari jarak 20 meter dapat melihat lebih banyak apa yang ada di belakang layar dibandingkan dengan orang yang berjarak 5 meter. Oleh karena itu, sistem harus menentukan dari mana pengamat melihat agar sesuai dengan gambar atau ukuran gambar dan menentukan tepinya.
Salah satu solusi visualisasi adalah pembuatan model digital 3-D dari ruang sekitarnya. Diasumsikan bahwa model digital akan dibuat secara real time, karena kemungkinan besar tidak praktis untuk memodelkan lokasi dunia nyata sebelumnya. Sepasang kamera stereoskopis akan memungkinkan sistem menentukan lokasi, warna, dan kecerahan. Sebuah proses yang disebut pencitraan sinar bepergian telah diusulkan untuk menerjemahkan model menjadi gambar 2-D pada layar.
Bahan anyaman nanokomposit baru dibuat menggunakan medan magnet dan listrik untuk mencapai posisi yang tepat dari partikel nano fungsional di dalam dan di luar serat polimer. Serat nano ini dapat disesuaikan untuk properti seperti pencocokan warna dan kontrol tanda tangan NIR untuk aplikasi kamuflase aktif.
Representasi skematis kamuflase aktif digunakan untuk menyamarkan seseorang yang berdiri di depan sekelompok orang
Menampilkan
Teknologi layar fleksibel telah dikembangkan selama lebih dari 20 tahun. Banyak metode telah diusulkan dalam upaya untuk membuat tampilan yang lebih fleksibel, tahan lama, dan berbiaya rendah yang juga memiliki resolusi, kontras, warna, sudut pandang, dan kecepatan penyegaran yang memadai. Saat ini, pengembang layar fleksibel sedang mempelajari kebutuhan konsumen untuk menentukan teknologi yang paling tepat, daripada menawarkan satu solusi terbaik untuk semua aplikasi. Solusi yang tersedia termasuk RPT (Teknologi Proyeksi Retro-reflektif), OLED (Organic Light Emitting Diodes), LCD (Liquid Crystal Displays), TFT (Thin Film Transistor) dan E-Paper .
Tampilan standar modern (termasuk yang fleksibel) dirancang hanya untuk tampilan langsung. Oleh karena itu, sebuah sistem juga harus didesain agar gambar dapat dilihat dengan jelas dari berbagai sudut. Salah satu solusinya bisa berupa tampilan berdasarkan susunan lensa setengah bola. Selain itu, bergantung pada posisi matahari dan pengamat, tampilan mungkin jauh lebih terang atau lebih gelap daripada area sekitarnya. Jika ada dua pengamat, diperlukan dua tingkat kecerahan yang berbeda.
Karena semua faktor ini, ada harapan yang tinggi untuk pengembangan nanoteknologi di masa depan.
Keterbatasan teknologi
Saat ini, banyak keterbatasan teknologi menghambat produksi sistem kamuflase aktif untuk sistem prajurit. Sementara beberapa keterbatasan ini secara aktif diatasi dengan solusi yang diusulkan dalam waktu 5 sampai 15 tahun (misalnya layar fleksibel), masih ada beberapa rintangan penting yang masih perlu diatasi. Beberapa di antaranya disebutkan di bawah ini.
Kecerahan layar. Salah satu keterbatasan sistem kamuflase aktif berbasis tampilan adalah kecerahan yang tidak memadai untuk pengoperasian di siang hari. Kecerahan langit cerah rata-rata adalah 150 W/m2 dan sebagian besar tampilan tampak kosong di siang hari penuh. Tampilan yang lebih terang (dengan pendaran yang mirip dengan lampu lalu lintas) akan diperlukan, yang tidak menjadi persyaratan di bidang pengembangan lainnya (misalnya, monitor komputer dan tampilan informasi tidak boleh terlalu terang). Oleh karena itu, kecerahan tampilan dapat menjadi arah yang menghambat perkembangan kamuflase aktif. Selain itu, matahari 230000 kali lebih terik dari langit di sekitarnya. Tampilan harus dirancang agar memiliki kecerahan yang sama dengan matahari sehingga ketika sistem lewat di depan matahari, tidak terlihat seperti kabut atau semacam bayangan.
Daya komputasi. Batasan utama manajemen gambar aktif dan pembaruannya yang konstan untuk terus memperbarui (tidak terlihat) di mata manusia adalah kebutuhan akan perangkat lunak yang kuat dan ukuran memori yang besar dalam mikroprosesor kontrol. Selain itu, mengingat kami sedang mempertimbangkan model 3-D yang harus dibuat secara real time berdasarkan metode memperoleh gambar dari kamera, perangkat lunak dan karakteristik mikroprosesor kontrol dapat menjadi batasan utama. Selain itu, jika kita ingin sistem ini mandiri dan dibawa oleh seorang prajurit, maka komputer jinjing harus ringan, kecil, dan cukup fleksibel.
Bertenaga baterai. Jika Anda mempertimbangkan kecerahan dan ukuran layar, serta daya pemrosesan yang diperlukan, baterai modern terlalu berat dan cepat habis. Jika sistem ini akan dibawa oleh seorang prajurit di medan perang, baterai yang lebih ringan dan berkapasitas lebih tinggi harus dikembangkan.
Posisi kamera dan proyektor. Mempertimbangkan teknologi RPT, batasan yang signifikan di sini adalah bahwa kamera dan proyektor harus ditempatkan terlebih dahulu, dan hanya untuk satu pengamat musuh, dan pengamat harus ditempatkan pada posisi yang tepat di depan kamera. Tidak mungkin semua ini akan diamati di medan perang.
Kamuflase menjadi digital
Untuk mengantisipasi teknologi eksotis yang akan memungkinkan pengembangan "tabir tembus pandang" sejati, kemajuan terbaru dan paling signifikan di bidang kamuflase adalah pengenalan pola digital (templat).
"Kamuflase digital" menggambarkan pola mikro (micropattern) yang dibentuk oleh sejumlah piksel persegi panjang kecil dengan berbagai warna (idealnya hingga enam, tetapi biasanya tidak lebih dari empat karena alasan biaya). Pola mikro ini dapat berbentuk heksagonal atau lingkaran atau segi empat, dan direproduksi dalam berbagai pola di seluruh permukaan, baik itu kain atau plastik atau logam. Berbagai permukaan pola mirip dengan titik-titik digital yang membentuk keseluruhan gambar dari foto digital, tetapi diatur sedemikian rupa untuk mengaburkan garis luar dan bentuk objek.
Marinir dalam Seragam Tempur MARPAT untuk Area Hutan
Secara teori, ini adalah kamuflase yang jauh lebih efektif daripada pola makro standar berdasarkan tambalan besar, karena meniru struktur beraneka ragam dan tepi kasar yang ditemukan di lingkungan alami. Ini didasarkan pada bagaimana mata manusia, dan oleh karena itu, otak, berinteraksi dengan gambar-gambar berpiksel. Kamuflase digital lebih mampu membingungkan atau mengelabui otak yang tidak melihat pola, atau membuat otak hanya melihat bagian tertentu dari pola sehingga garis besar tentara yang sebenarnya tidak terlihat. Namun, untuk pekerjaan nyata, piksel harus dihitung dengan persamaan fraktal yang sangat kompleks, yang memungkinkan Anda mendapatkan pola yang tidak berulang. Merumuskan persamaan semacam itu bukanlah tugas yang mudah dan oleh karena itu pola kamuflase digital selalu dilindungi oleh hak paten. Pertama kali diperkenalkan oleh Pasukan Kanada sebagai CADPAT dan Korps Marinir AS sebagai MARPAT, kamuflase digital sejak saat itu telah menguasai pasar dan telah diadopsi oleh banyak tentara di seluruh dunia. Sangat menarik untuk dicatat bahwa baik CADPAT maupun MARPAT tidak tersedia untuk ekspor, meskipun faktanya AS tidak memiliki masalah dalam menjual sistem persenjataan yang cukup canggih.
Perbandingan antara pola kamuflase konvensional dan digital untuk kendaraan tempur
Templat CAPDAT Kanada (versi hutan), templat MARPAT Korps Marinir (versi gurun) dan templat Singapura baru
Advanced American Enterprise (AAE) mengumumkan peningkatan "selimut" kamuflase aktif/adaptif yang dapat dikenakan (foto). Perangkat di bawah penunjukan Stealth Technology System (STS) tersedia dalam rentang spektrum inframerah yang terlihat dan dekat. Tetapi pernyataan ini, bagaimanapun, menyebabkan banyak skeptisisme.
Sekarang ada pendekatan lain... Para peneliti dari Renselayer dan Rice University telah mendapatkan materi tergelap yang pernah dibuat oleh manusia. Bahannya adalah lapisan tipis yang terdiri dari susunan tabung nano karbon yang disejajarkan secara longgar; ia memiliki pantulan keseluruhan 0,045%, artinya ia menyerap 99,955% cahaya yang jatuh di atasnya. Dengan demikian, materi tersebut sangat dekat dengan apa yang disebut objek "super hitam", yang mungkin hampir tidak terlihat. Foto ditampilkan sebagai bahan baru dengan reflektansi 0,045% (tengah), secara signifikan lebih gelap daripada standar reflektansi NIST 1,4% (kiri) dan potongan karbon kaca (kanan)
Keluaran
Sistem kamuflase aktif untuk prajurit infanteri dapat sangat membantu dalam operasi rahasia, terutama karena operasi militer di daerah perkotaan menjadi lebih lazim. Sistem kamuflase tradisional mempertahankan warna dan bentuk yang sama, namun di daerah perkotaan, warna dan pola yang optimal dapat terus berubah setiap menit.
Berjuang hanya untuk satu kemungkinan sistem kamuflase aktif tampaknya tidak cukup untuk melakukan pengembangan teknologi layar, daya komputasi, dan daya baterai yang diperlukan dan mahal. Namun, karena semua ini akan diperlukan dalam aplikasi lain, cukup dapat diprediksi bahwa industri dapat mengembangkan teknologi yang dapat dengan mudah diadaptasi untuk sistem kamuflase aktif di masa mendatang.
Sementara itu, sistem yang lebih sederhana dapat dikembangkan yang tidak menyebabkan tembus pandang sepenuhnya. Misalnya, sistem yang secara aktif memperbarui perkiraan warna akan lebih berguna daripada sistem kamuflase yang ada, baik gambar ideal ditampilkan atau tidak. Juga, mengingat bahwa sistem kamuflase aktif dapat dibenarkan ketika posisi pengamat diketahui dengan tepat, dapat diasumsikan bahwa dalam solusi paling awal, kamera atau detektor stasioner tunggal dapat digunakan untuk kamuflase. Namun, saat ini tersedia sejumlah besar sensor dan detektor yang tidak beroperasi dalam spektrum tampak. Mikrobolometer termal atau sensor sensitif, misalnya, dapat dengan mudah mengidentifikasi objek yang ditutupi kamuflase aktif visual.
Bahan-bahan yang digunakan:
Teknologi Militer
en.wikipedia.org
www.defensereview.com
www.uni-stuttgart.de
www.baesystems.com
- Alex Alekseev
- Teknologi Kamuflase Aktif Sudah Dewasa (Bagian 1)l
Teknologi Kamuflase Aktif Sudah Dewasa (Bagian 2)
informasi