stringtranslate.com

Активный камуфляж

Фотография замаскированной каракатицы
Головоногие моллюски, такие как эта каракатица, могут быстро менять цвет для подачи сигнала или в соответствии с окружающим фоном .

Активный камуфляж или адаптивный камуфляж — это камуфляж , который адаптируется, часто быстро, к окружению объекта, например животного или военной машины. Теоретически активный камуфляж может обеспечить идеальную маскировку от визуального обнаружения. [1]

Активный камуфляж используется несколькими группами животных, включая рептилий на суше, головоногих моллюсков и камбалу в море. Животные достигают активного камуфляжа как за счет изменения цвета , так и (среди морских животных, таких как кальмары) за счет контр-освещения с использованием биолюминесценции .

Военный контр-световой камуфляж был впервые исследован во время Второй мировой войны для использования в морской пехоте. Более поздние исследования были направлены на достижение криптосохранения с помощью камер для обнаружения видимого фона и управления панелями Пельтье или покрытиями, которые могут изменять свой внешний вид.

У животных

Рисунок, демонстрирующий принцип работы противосветовой маскировки кальмара
Противосветовой камуфляж светлячкового кальмара Watasenia scintillans использует биолюминесценцию для соответствия яркости и цвету морской поверхности над ним.

Активный камуфляж используется несколькими группами животных, включая головоногих моллюсков, [2] рыб, [3] и рептилий. [4] У животных существует два механизма активного камуфляжа: изменение цвета [4] и контросвещение . [2]

Контр-освещение

Контр-освещение — это камуфляж, использующий производство света для слияния с освещенным фоном. В море свет падает с поверхности, поэтому, когда морские животные видны снизу, они кажутся темнее фона. Некоторые виды головоногих, такие как кальмар -вспышка и кальмар-светлячок , производят свет в фотофорах на нижней стороне, чтобы соответствовать фону. [2] Биолюминесценция распространена среди морских животных, поэтому контр-освещение может быть широко распространено, хотя свет имеет и другие функции, включая привлечение добычи и подачу сигналов. [5] [6]

Изменение цвета

Фотографии рыб, меняющих окраску в соответствии с фоном
Четыре кадра павлиньей камбалы демонстрируют ее способность подбирать окраску под морское дно вокруг и под ней.

Изменение цвета позволяет маскироваться на разных фонах. Многие головоногие, включая осьминогов , каракатиц и кальмаров , а также некоторые наземные амфибии и рептилии, включая хамелеонов и анолисов, могут быстро менять цвет и рисунок, хотя основными причинами этого являются сигнализация , а не только маскировка. [7] [4] Активная маскировка головоногих стимулировала военные исследования в Соединенных Штатах. [8]

Активный камуфляж путем изменения цвета используется многими донными камбалами , такими как камбала , морской язык и камбала , которые активно копируют узоры и цвета морского дна под ними. [3] Например, тропическая камбала Bothus ocellatus может сопоставлять свой узор с «широким диапазоном фоновых текстур» [9] за 2–8 секунд. [9] Аналогично, рыба кораллового рифа , морская собачка-собачка, может сопоставлять свою окраску с окружающей средой. [10]

В исследовании

Активный камуфляж обеспечивает маскировку, делая объект не просто в целом похожим на свое окружение, но и фактически невидимым с «иллюзорной прозрачностью» посредством точной мимикрии и изменения внешнего вида объекта по мере того, как происходят изменения на его фоне. [1]

Ранние исследования

Иллюстрация принципа действия огней Иегуди, активного камуфляжа самолетов Второй мировой войны с использованием направленных вперед огней переменной яркости
Прототип фар Yehudi повысил среднюю яркость Grumman Avenger с темной фигуры до уровня неба.

Военный интерес к активному камуфляжу берет свое начало в исследованиях контр-освещения во время Второй мировой войны . Первым из них был так называемый камуфляж с рассеянным освещением, испытанный на корветах ВМС Канады, включая HMCS  Rimouski . За ним последовал проект воздушных огней Yehudi в ВВС США и испытания на кораблях Королевского флота и ВМС США . [11] Проект огней Yehudi предусматривал размещение синих огней низкой интенсивности на самолетах. Поскольку небо яркое, неосвещенный самолет (любого цвета) может стать видимым. Излучая небольшое, измеренное количество синего света, средняя яркость самолета лучше соответствует яркости неба, и самолет может подлететь ближе к цели, прежде чем его обнаружат. [12] Компания Bell Textron подала заявку на патент от 28.01.2021 № 17/161075 «Активная система визуальной маскировки самолета», в которой предлагается использовать электролюминесцентную краску вместе с активной системой камер для проецирования и управления схемой люминесцентной окраски, чтобы совместить внешнюю структуру самолета с небом.

Возможные технологии

Активный камуфляж теперь может развиваться с использованием органических светодиодов и других технологий, которые позволяют проецировать изображения на поверхности неправильной формы. Используя визуальные данные с камеры, объект, возможно, может быть замаскирован достаточно хорошо, чтобы избежать обнаружения человеческим глазом и оптическими датчиками, когда он неподвижен. Камуфляж ослабевает при движении, но активный камуфляж все еще может сделать движущиеся цели более трудными для обнаружения. Однако активный камуфляж лучше всего работает в одном направлении за раз, требуя знания относительного положения наблюдателя и скрываемого объекта. [1]

Иллюстрация принципа иллюзорной прозрачности камуфляжа
Плащ -невидимка с использованием активного камуфляжа от Susumu Tachi. Слева: Ткань, видимая без специального устройства. Справа: Та же ткань, видимая через полузеркальную проекционную часть Retro-Reflective Projection Technology

В 2003 году исследователи из Токийского университета под руководством Сусуму Тачи создали прототип активной камуфляжной системы с использованием материала, пропитанного световозвращающими стеклянными шариками. Зритель стоит перед тканью, рассматривая ее через прозрачную стеклянную пластину. Видеокамера за тканью снимает фон за тканью. Видеопроектор проецирует это изображение на стеклянную пластину, которая расположена под углом так, что действует как частичное зеркало, отражая небольшую часть проецируемого света на ткань. Световозвращатели в ткани отражают изображение обратно к стеклянной пластине, которая, будучи лишь слабо отражающей, позволяет большей части световозвращаемого света проходить сквозь нее, чтобы быть увиденной зрителем. Система работает только при просмотре под определенным углом. [13]

Фазированная оптика будет реализовывать активный камуфляж, не создавая двумерное изображение фонового пейзажа на объекте, а с помощью вычислительной голографии, чтобы создать трехмерную голограмму фонового пейзажа на скрываемом объекте. В отличие от двумерного изображения, голографическое изображение будет казаться фактическим пейзажем позади объекта независимо от расстояния наблюдателя или угла зрения. [14]

Военные прототипы

Фотографии бронированной машины, сделанные через инфракрасный ночной прицел, предположительно демонстрирующие использование активных камуфляжных панелей.
Бронеавтомобиль, оснащенный инфракрасными боковыми панелями Adaptiv , выключенный (слева) и включенный для имитации большого автомобиля (справа) [15]

В 2010 году израильская компания Eltics создала ранний прототип системы плиток для инфракрасной маскировки транспортных средств. В 2011 году BAE Systems анонсировала свою технологию инфракрасной маскировки Adaptiv . Adaptiv использует около 1000 шестиугольных панелей Пельтье для покрытия бортов танка. Панели быстро нагреваются и охлаждаются, чтобы соответствовать либо температуре окружающей среды транспортного средства, либо одному из объектов в «библиотеке» системы тепловой маскировки, например, грузовику, автомобилю или большому камню. [16] [15] [17]

В художественной литературе

Технология активного камуфляжа, как визуальная, так и иная, является широко используемым сюжетным приемом в научно-фантастических рассказах. Франшиза Star Trek включила концепцию («маскирующее устройство»), а Star Trek: Voyager изображает людей, использующих «био-демпферы», чтобы проникнуть в куб Борга, не осознавая, что антагонисты там находятся. [18] Одноименные антагонисты в фильмах Predator также используют активный камуфляж. [19] Во многих видеоиграх, таких как серия Halo , [20] [21] [22] Deus Ex: Human Revolution , [23] и серия Crysis , [24] игроки могут получить и использовать маскировочные устройства. [24] В фильме о Джеймсе Бонде 2002 года « Умри, но не сейчас» Aston Martin V12 Vanquish Бонда оснащен активной камуфляжной системой. [25]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ abc McKee, Kent W.; Tack, David W. (2007). "Активный камуфляж для применения в головных уборах пехоты" (PDF) . HumanSystems: iii. Архивировано из оригинала 7 октября 2012 г. {{cite journal}}: Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  2. ^ abc "Midwater Squid, Abralia veranyi". Смитсоновский национальный музей естественной истории . Получено 28 ноября 2011 г.
  3. ^ ab Самнер, Фрэнсис Б. (май 1911 г.). «Приспособление камбал к различным фоновым условиям: исследование адаптивного изменения цвета». Журнал экспериментальной зоологии . 10 (4): 409–506. doi :10.1002/jez.1400100405.
  4. ^ abc Валлин, Маргарета (2002). Палитра Naturens | Hur djur och manniskor for färg [ Nature's Palette | Как животные, в том числе люди, производят цвета ] (PDF) (на шведском языке). Том. 1. Bioscience-explained.org. стр. 1–12. Архивировано из оригинала (PDF) 24 июня 2020 года . Проверено 9 января 2017 года .
  5. ^ Young, RE; Roper, CF (1976). «Биолюминесцентная контртеневая реакция у животных средней глубины: свидетельства, полученные на примере живых кальмаров». Science . 191 (4231): 1046–1048. Bibcode :1976Sci...191.1046Y. doi :10.1126/science.1251214. PMID  1251214.
  6. ^ Хэддок, СХД ; и др. (2010). «Биолюминесценция в море». Annual Review of Marine Science . 2 : 443–493. Bibcode : 2010ARMS....2..443H. doi : 10.1146/annurev-marine-120308-081028. PMID  21141672.
  7. ^ Форбс, Питер. Ослепленные и обманутые: мимикрия и камуфляж . Йель, 2009.
  8. ^ Рейд, Аманда (2016). Головоногие моллюски Австралии и субантарктических территорий. CSIRO. стр. 7. ISBN 978-1-486-30393-9. Неудивительно, что этот аспект биологии головоногих моллюсков стал предметом исследований военных США, и в настоящее время миллионы долларов вкладываются в изучение маскировки головоногих моллюсков.
  9. ^ ab Ramachandran, VS; CW Tyler; RL Gregory; и др. (29 февраля 1996 г.). «Письма к природе». Быстрая адаптивная маскировка у тропических камбал . 379 (6568): 815–818. Bibcode : 1996Natur.379..815R. doi : 10.1038/379815a0. PMID  8587602. S2CID  4304531.
  10. ^ Бестер, Кэтлин. «Морская собачка». Ихтиология . Музей естественной истории Флориды. Архивировано из оригинала 20 сентября 2015 г. Получено 6 января 2015 г.
  11. ^ "Военно-морской музей Квебека". Рассеянное освещение и его использование в заливе Шалёр . Королевский канадский флот. Архивировано из оригинала 22 мая 2013 года . Получено 19 января 2012 года .
  12. ^ Буш, Ванневар; Конант, Джеймс; Харрисон, Джордж (1946). «Камуфляж самолетов морского поиска» (PDF) . Исследования видимости и некоторые применения в области камуфляжа . Управление научных исследований и разработок, Национальный комитет оборонных исследований. стр. 225–240. Архивировано из оригинала (PDF) 23 октября 2013 г. . Получено 12 февраля 2013 г. .
  13. ↑ «Свет и тьма: Человек-невидимка». Журнал Time. 18 ноября 2003 г. Архивировано из оригинала 18 ноября 2003 г. Получено 8 января 2022 г.
  14. ^ Wowk, Brian (1996). «Оптика фазированной решетки». В BC Crandall (ред.). Молекулярные размышления о глобальном изобилии . MIT Press . стр. 147–160. ISBN 978-0-262-03237-7. Получено 18 февраля 2007 г.
  15. ^ ab "Adaptiv-A Cloak of Invisibility". BAE Systems. 2011. Получено 13 июня 2012 .
  16. ^ Шехтер, Эрик (1 июля 2013 г.). «Что случилось с контринфракрасным камуфляжем?». Popular Mechanics . Получено 19 февраля 2017 г.
  17. ^ "BBC News Technology". Танки испытывают инфракрасный невидимый плащ . BBC. 5 сентября 2011 г. Получено 27 марта 2012 г.
  18. ^ Ласбери, Марк Э. (24 августа 2016 г.). Реализация технологий Star Trek: наука, а не вымысел, за мозговыми имплантатами, плазменными щитами, квантовыми вычислениями и многим другим. Швейцария: Springer International Publishing. стр. 39. ISBN 978-3-319-40912-2. OCLC  950954032 . Получено 30 мая 2021 г. .
  19. ↑ Робли, Лес Пол (декабрь 1987 г.). « Хищник : Специальные визуальные эффекты». Cinefantastique .
  20. ^ Halo 4: The Essential Visual Guide . Dorling Kindersley . 2013. стр. 136. ISBN 978-1-4654-1159-4.
  21. ^ Рэдклифф, Дуг (2003). Halo: Combat Evolved, официальные стратегии и секреты Sybex . Sybex . стр. 27. ISBN 978-0-7821-4236-5.
  22. ^ Дуг Уолш; Филлип Маркус; Рич Хансингер; Sea Snipers (2010). Halo: Reach, Signature Series Guide . BradyGames . стр. 20, 253. ISBN 978-0744012323.
  23. ↑ Eidos Montréal (23 августа 2011 г.). Deus Ex: Human Revolution ( Windows , PlayStation 3 , Xbox 360 , Wii U , Mac OS X ). Square Enix .
  24. ^ ab "Crysis 3: Adaptive Warfare". Crysis.com . Crytek . Архивировано из оригинала 13 августа 2016 г. . Получено 28 июля 2016 г. . СКРЫТИЕ: исчезните среди бела дня с помощью активного камуфляжа.
  25. ^ «Технологии во вселенной Джеймса Бонда». Today's Engineer (январь). 2006. Получено 14 декабря 2021 .

Внешние ссылки