Thiết bị không người lái lấy cảm hứng từ thiên nhiên

12:38 29/06/2021
Hải quân Mỹ đang tìm cách phát triển "các hệ thống lấy cảm hứng từ sinh học" bắt chước hoặc tận dụng các đặc điểm của thế giới tự nhiên để hoàn thành nhiệm vụ của lực lượng Hải quân.

Cụ thể, các yêu cầu ngân sách cho Năm tài chính 2022 của Hải quân Mỹ gần 30 triệu USD để phát triển công nghệ "Biocentric", có thể tạm dịch "Lấy cảm hứng từ sinh học" như các phương tiện không người lái dưới nước (UUV) có thể di chuyển, hòa hợp với môi trường xung quanh và cảm nhận môi trường theo cách tương tự như sinh vật biển.

Đáng chú ý nhất, nghiên cứu được nêu trong tài liệu ngân sách của Hải quân bao gồm nhiều kế hoạch rất tham vọng để phát triển phương tiện tự hành lấy cảm hứng từ sinh học có thể hoạt động cả trên không và dưới nước, đồng thời chuyển đổi liền mạch giữa hai phương tiện này. 

Một trong những mục tiêu đáng quan tâm nhất đối với khoản đầu tư vào năm tài chính 2022 của Hải quân vào loại phương tiện độc đáo này là thực hiện "nghiên cứu ứng dụng về phương tiện xuyên miền lấy cảm hứng từ sinh học để đổ bộ và chuyển đổi đường biển/đường không". 

Các khái niệm về máy bay lặn có khả năng hoạt động cả trên không và dưới nước đã được Hải quân xem xét trong quá khứ, nhưng không chú trọng đến những thiết kế lấy cảm hứng từ sinh học và công nghệ không người lái. 

Cơ quan Nghiên cứu Hải quân (ONR) mô tả phạm vi nghiên cứu Hệ thống tự trị lấy cảm hứng từ sinh học của họ trên trang web của chương trình, viết rằng mục đích chung là "mở rộng phạm vi hoạt động" của Hải quân Mỹ.

UUV có hình dạng giống một con cá, được gọi là WANDA.

Nhiều thiết kế lấy cảm hứng từ sinh học khác nhau đã được Bộ Quốc phòng Mỹ (DOD) và đặc biệt là Hải quân theo đuổi trong một thời gian. Năm 2014, ONR giới thiệu dự án GhostSwimmer của mình nhằm tìm cách phát triển UUV có thể tự hành động như một con cá và có thể hoạt động ở độ sâu đến hơn 100 mét. 

Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Hải quân (NRL) trước đây đã xem xét việc phát triển UUV có hình dạng giống một con cá, được gọi là WANDA, để phát hiện dấu hiệu hóa học ở các vùng nước nông. NRL cũng đã cố gắng phát triển phương tiện gọi là "Flimmer" có thể bay trong không khí cũng như "bơi" dưới nước. 

DARPA và ONR thậm chí đã nghiên cứu "máy đi bộ dưới nước" nhỏ giống như tôm hùm và có thể bò dọc theo đáy các vùng nước. "Trường" của các UUV nhỏ hoạt động như trường cá sẽ đại diện cho một khả năng mới mang tính cách mạng cho các hoạt động bí mật dưới nước, đặc biệt là trong cảm biến phân tán. 

Trong khi động vật biển như cá voi và cá heo  được lực lượng hải quân sử dụng ở các mức độ thành công khác nhau, thì việc hải quân tập trung vào việc kết hợp thiên nhiên với công nghệ đại diện cho một cách mới để tận dụng thế giới tự nhiên để sử dụng trong các hoạt động quân sự.

Triển khai các UUV hòa hợp tốt hơn với sinh vật biển có thể là một cách để thay thế các cảm biến và hệ thống khác mà không thu hút quá nhiều sự chú ý. 

Rốt cuộc, hệ thống cảm biến dưới nước ngày nay tinh vi hơn nhiều so với những năm trước, có nghĩa là kỹ sư phải làm việc chăm chỉ hơn nhiều để phát triển phương tiện có thể vượt qua mạng lưới cảm biến của kẻ thù mà không bị phát hiện. 

Tuy nhiên, thiết kế lấy cảm hứng từ sinh học có thể bị nhầm với đồ thật có thể cung cấp một cách giảm khả năng bị phát hiện khi thực hiện nhiều vai trò khác ngoài việc sử dụng các cảm biến - đặc biệt là với thành phần trung gian có thể chuyển đổi từ biển sang không khí hoặc ngược lại. Một hệ thống như vậy có thể cung cấp một số chức năng giám sát hoặc thực hiện cuộc tấn công.

Phương tiện "Flimmer" có thể bay trên không cũng như "bơi" dưới nước.

Thành phần trên không rất thú vị vì nó có thể cho phép hệ thống tự triển khai trên đường chân trời trước khi sử dụng sự an toàn trên mặt nước để xâm nhập sâu hơn vào khu vực mục tiêu nơi nó có thể thực hiện nhiệm vụ cốt lõi của mình. 

Nó cũng có thể bay lên không trung một lần nữa tại khu vực mục tiêu để thu thập dữ liệu quan trọng hoặc để thực hiện một cuộc tấn công, trước khi lặn trở lại mặt nước để lọc vùng mục tiêu ngay lập tức. Sau đó, nó có thể bay đến khu vực phục hồi cách đó một khoảng an toàn. 

Kết hợp khả năng như vậy với những lợi ích vốn có mà bầy đàn mang lại, khả năng phục hồi và hoặc khả năng thực hiện nhiều nhiệm vụ được đặt ra cùng một lúc trên một khu vực rộng lớn, và rõ ràng để hiểu lý do tại sao Hải quân đang hướng về mẹ thiên nhiên để lấy cảm hứng.

Điều vẫn chưa được biết chính xác là "phương tiện xuyên miền lấy cảm hứng từ sinh học để đổ bộ và chuyển tiếp trên biển/trên không" của Hải quân sẽ trông như thế nào khi được phát triển. 

Trong khi những thiết kế trước đó như máy bay không người lái "Flimmer" của NRL được thiết kế để thực hiện chuyển đổi trên không/trên biển và được lấy cảm hứng từ hành vi lặn của chim biển, sự tập trung tăng cường vào chuyển động cụ thể "lấy cảm hứng từ sinh học" và "động cơ tàng hình, bay cao mà không cần chân vịt" trong yêu cầu ngân sách mới nhất của Hải quân Mỹ làm cho nó có vẻ như thể một sự khởi đầu triệt để trong thiết kế phương tiện có thể sớm được thực hiện.

Diên San (Tổng hợp)