stringtranslate.com

Активный камуфляж

Фотография замаскированной каракатицы.
Головоногие моллюски, такие как эта каракатица, могут быстро менять цвет для подачи сигнала или для соответствия своему фону .

Активный камуфляж или адаптивный камуфляж — это камуфляж , который часто быстро адаптируется к окружению объекта, такого как животное или военная машина. Теоретически активный камуфляж может обеспечить идеальную маскировку от визуального обнаружения. [1]

Активный камуфляж используется у нескольких групп животных, в том числе у рептилий на суше, головоногих моллюсков и камбал в море. Животные достигают активной маскировки как за счет изменения цвета , так и (среди морских животных, таких как кальмары) за счет встречного освещения с использованием биолюминесценции .

Военный противосветовой камуфляж был впервые исследован во время Второй мировой войны для использования на море. Более поздние исследования были направлены на достижение крипсиса с помощью камер для определения видимого фона и управления панелями Пельтье или покрытиями, которые могут изменять их внешний вид.

У животных

Рисунок, показывающий принцип противосветового камуфляжа кальмара.
Противосветовой камуфляж кальмара-светлячка Watasenia scintillans использует биолюминесценцию , чтобы соответствовать яркости и цвету морской поверхности над головой.

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

Противоосвещение

Контриллюминация — это маскировка, при которой свет сливается с освещенным фоном. В море свет падает с поверхности, поэтому, когда морских животных видно снизу, они кажутся темнее фона. Некоторые виды головоногих моллюсков, такие как кальмар-глазок и кальмар-светлячок , излучают свет в фотофорах на нижней стороне, чтобы он соответствовал фону. [2] Биолюминесценция распространена среди морских животных, поэтому встречное освещение может быть широко распространено, хотя у света есть и другие функции, включая привлечение добычи и передачу сигналов. [5] [6]

Изменение цвета

Фотографии рыбы, меняющей окраску в соответствии с фоном.
Четыре кадра павлиньей камбалы демонстрируют ее способность соответствовать окраске морского дна вокруг и под ней.

Изменение цвета позволяет маскироваться на разном фоне. Многие головоногие моллюски, включая осьминогов , каракатиц и кальмаров , а также некоторые наземные амфибии и рептилии, включая хамелеонов и анолисов, могут быстро менять цвет и рисунок, хотя основные причины этого включают передачу сигналов , а не только маскировку. [7] [4] Активный камуфляж головоногих стимулировал военные исследования в Соединенных Штатах. [8]

Активный камуфляж путем изменения цвета используется многими донными камбалами, такими как камбала , камбала и камбала , которые активно копируют узоры и цвета морского дна под ними. [3] Например, тропическая камбала Bothus ocellatus может сопоставить свой рисунок с «широким спектром фоновых текстур» [9] за 2–8 секунд. [9] Точно так же коралловая рифовая рыба, водорослевая собачка, может подбирать окраску под окружающую среду. [10]

В исследованиях

Активный камуфляж обеспечивает маскировку, делая объект не просто похожим на его окружение, но и эффективно невидимым с «иллюзорной прозрачностью» за счет точной мимикрии , а также изменяя внешний вид объекта по мере изменения его фона. [1]

Ранние исследования

Иллюстрация принципа действия огней Иегуди, активный камуфляж самолетов времен Второй мировой войны с использованием направленных вперед фонарей переменной яркости.
Прототип фар Yehudi поднял среднюю яркость Grumman Avenger с темной формы до уровня неба.

Интерес военных к активной маскировке берет свое начало в исследованиях противоосвещения во время Второй мировой войны . Первым из них стал так называемый камуфляж с рассеянным освещением, опробованный на корветах ВМС Канады, включая HMCS  Rimouski . За этим последовал в ВВС США проект бортовых фонарей Yehudi , а также испытания на кораблях Королевского флота и ВМС США . [11] В рамках проекта Yehudi Lights на самолетах были установлены синие огни низкой интенсивности. Поскольку небо яркое, неосвещенный самолет (любого цвета) может оказаться видимым. Излучая небольшое количество синего света, средняя яркость дрона лучше соответствует яркости неба, и дрон может подлететь ближе к цели, прежде чем его обнаружат. [12] Компания Bell Textron подала заявку на патент 28 января 2021 г., № 17/161075 Активная система визуальной маскировки самолета, в которой предлагается использовать электролюминесцентную краску вместе с системой активной камеры для проецирования и управления схемой люминесцентной окраски, чтобы смешать внешний вид самолета. структура с небом.

Возможные технологии

Активный камуфляж теперь может разрабатываться с использованием органических светодиодов и других технологий, которые позволяют проецировать изображения на поверхности неправильной формы. Используя визуальные данные с камеры, объект, возможно, можно было бы замаскировать достаточно хорошо, чтобы избежать обнаружения человеческим глазом и оптическими датчиками в неподвижном состоянии. Камуфляж ослабляется из-за движения, но активный камуфляж все равно может затруднить обнаружение движущихся целей. Однако активный камуфляж лучше всего работает в одном направлении, требуя знания относительного положения наблюдателя и скрытого объекта. [1]

Иллюстрация принципа маскировки иллюзорной прозрачности
Плащ -невидимка с использованием активного камуфляжа от Susumu Tachi. Слева: ткань без специального приспособления. Справа: та же ткань, видимая через полузеркальный проектор, являющийся частью технологии ретро-отражающего проецирования.

В 2003 году исследователи из Токийского университета под руководством Сусуму Тачи создали прототип системы активного камуфляжа, используя материал, пропитанный световозвращающими стеклянными шариками. Зритель стоит перед тканью и рассматривает ткань через прозрачную стеклянную пластину. Видеокамера за тканью фиксирует фон за тканью. Видеопроектор проецирует это изображение на стеклянную пластину, расположенную под углом так, что она действует как частичное зеркало , отражающее небольшую часть проецируемого света на ткань. Световозвращатели в ткани отражают изображение обратно к стеклянной пластине, которая, будучи слабо отражающей, позволяет большей части отраженного света проходить сквозь нее и быть видимым зрителем. Система работает только при взгляде под определенным углом. [13]

Оптика с фазированной решеткой будет реализовывать активный камуфляж не путем создания двумерного изображения фонового пейзажа на объекте, а с помощью вычислительной голографии для создания трехмерной голограммы фонового пейзажа на объекте, который необходимо скрыть. В отличие от двухмерного изображения, голографическое изображение будет выглядеть как реальный пейзаж позади объекта, независимо от расстояния до зрителя или угла обзора. [14]

Военные прототипы

Фотографии бронетехники, сделанные через инфракрасный ночной прицел, предположительно демонстрирующие использование панелей активного камуфляжа.
Бронированный автомобиль с инфракрасными боковыми панелями Adaptiv , выключенный (слева) и включенный, имитирующий большой автомобиль (справа) [15]

В 2010 году израильская компания Eltics создала ранний прототип системы плиток для инфракрасного камуфляжа транспортных средств. В 2011 году BAE Systems анонсировала свою технологию инфракрасного камуфляжа Adaptiv . Для покрытия стенок резервуара используется около 1000 шестиугольных панелей Пельтье . Панели быстро нагреваются и охлаждаются, чтобы соответствовать температуре окружающей среды транспортного средства или одного из объектов в «библиотеке» системы тепловой маскировки, например грузовика, автомобиля или большого камня. [16] [15] [17]

В фантастике

Технология активного камуфляжа, как визуального, так и иного, является широко используемым сюжетным приемом в научно-фантастических рассказах. Франшиза «Звездный путь» включила эту концепцию, а «Звездный путь: Вояджер» изображает людей, использующих «биогасители», чтобы проникнуть в куб Боргов , при этом антагонисты не осознают, что они там. [18] Одноименные антагонисты в фильмах «Хищник» 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 получать и использовать маскировочные устройства. [24] В фильме о Джеймсе Бонде 2002 года «Умри, но не сейчас» автомобиль Бонда Aston Martin V12 Vanquish оснащен системой активного камуфляжа. [25]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ abc Макки, Кент В.; Тэк, Дэвид В. (2007). «Активный камуфляж для головных уборов пехоты» (PDF) . Человеческие системы: iii. Архивировано из оригинала 7 октября 2012 года. {{cite journal}}: Требуется цитировать журнал |journal=( помощь )
  2. ^ abc "Разноводный кальмар, Abralia veranyi". Средневодный кальмар, Abralia veranyi (с фотографией) . Смитсоновский национальный музей естественной истории . Проверено 28 ноября 2011 г.
  3. ^ аб Самнер, Фрэнсис Б. (май 1911 г.). «Приспособление камбал к разному фону: исследование адаптивного изменения цвета». Журнал экспериментальной зоологии . 10 (4): 409–506. дои : 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. ^ Янг, RE; Ропер, CF (1976). «Биолюминесцентное затенение у средневодных животных: данные о живых кальмарах». Наука . 191 (4231): 1046–1048. Бибкод : 1976Sci...191.1046Y. дои : 10.1126/science.1251214. ПМИД  1251214.
  6. ^ Хэддок, SHD ; и другие. (2010). «Биолюминесценция в море». Ежегодный обзор морской науки . 2 : 443–493. Бибкод : 2010ARMS....2..443H. doi : 10.1146/annurev-marine-120308-081028. ПМИД  21141672.
  7. ^ Форбс, Питер. Ослепленный и обманутый: мимикрия и камуфляж . Йель, 2009.
  8. ^ Рид, Аманда (2016). Головоногие моллюсков Австралии и Субантарктических территорий. ЦСИРО. п. 7. ISBN 978-1-486-30393-9. Неудивительно, что этот аспект биологии головоногих стал предметом военных исследований США, и в настоящее время миллионы долларов тратятся на исследования камуфляжа головоногих моллюсков.
  9. ^ аб Рамачандран, В.С.; К.В. Тайлер; Р.Л. Грегори; и другие. (29 февраля 1996 г.). «Письма к природе». Быстрый адаптивный камуфляж тропических камбал . 379 (6568): 815–818. Бибкод : 1996Natur.379..815R. дои : 10.1038/379815a0. PMID  8587602. S2CID  4304531.
  10. ^ Бестер, Кэтлин. «Водорослевая собачка». Ихтиология . Флоридский музей естественной истории. Архивировано из оригинала 20 сентября 2015 года . Проверено 6 января 2015 г.
  11. ^ "Военно-морской музей Квебека". Рассеянное освещение и его использование в бухте Шалёр . Королевский канадский флот. Архивировано из оригинала 22 мая 2013 года . Проверено 19 января 2012 г.
  12. ^ Буш, Ванневар; Конант, Джеймс; Харрисон, Джордж (1946). «Камуфляж самолетов морского поиска» (PDF) . Исследования видимости и некоторые приложения в области камуфляжа . Управление научных исследований и разработок, Комитет национальных оборонных исследований. стр. 225–240. Архивировано из оригинала (PDF) 23 октября 2013 года . Проверено 12 февраля 2013 г.
  13. ^ «Свет и тьма: Человек-невидимка». Журнал Тайм. 18 ноября 2003 г. Архивировано из оригинала 18 ноября 2003 г. Проверено 8 января 2022 г.
  14. ^ Ваук, Брайан (1996). «Оптика фазированной решетки». В Британской Колумбии Крэндалл (ред.). Молекулярные спекуляции о глобальном изобилии . МТИ Пресс . стр. 147–160. ISBN 978-0-262-03237-7. Проверено 18 февраля 2007 г.
  15. ^ ab «Адаптив-Плащ-невидимка». БАЕ Системс. 2011 . Проверено 13 июня 2012 г.
  16. ↑ Шехтер, Эрик (1 июля 2013 г.). «Что случилось с противоинфракрасным камуфляжем?». Популярная механика . Проверено 19 февраля 2017 г.
  17. ^ "Новостные технологии BBC". Танки испытывают инфракрасный плащ-невидимку . Би-би-си. 5 сентября 2011 года . Проверено 27 марта 2012 г.
  18. ^ Ласбери, Марк Э. (24 августа 2016 г.). Реализация технологий «Звездного пути»: наука, а не фантастика, лежащая в основе мозговых имплантатов, плазменных щитов, квантовых вычислений и многого другого. Швейцария: Международное издательство Springer. п. 39. ИСБН 978-3-319-40912-2. OCLC  950954032 . Проверено 30 мая 2021 г.
  19. ^ Робли, Лес Пол (декабрь 1987 г.). « Хищник : Специальные визуальные эффекты». Синефантастика .
  20. ^ Halo 4: Основное визуальное руководство . Дорлинг Киндерсли . 2013. с. 136. ИСБН 978-1-4654-1159-4.
  21. ^ Рэдклифф, Дуг (2003). Halo: Combat Evolved, официальные стратегии и секреты Sybex . Сайбекс . п. 27. ISBN 978-0-7821-4236-5.
  22. ^ Дуг Уолш; Филипп Маркус; Рич Хансингер; Морские снайперы (2010). Руководство по Halo: Reach, Signature Series . БрейдиИгры . стр. 20, 253. ISBN. 978-0744012323.
  23. ^ Эйдос Монреаль (23 августа 2011 г.). Deus Ex: Human Revolution ( Windows , PlayStation 3 , Xbox 360 , Wii U , Mac OS X ). Сквер Эникс .
  24. ^ ab «Crysis 3: Адаптивная война». Crysis.com . Крайтек . Архивировано из оригинала 13 августа 2016 года . Проверено 28 июля 2016 г. ЗАдействован плащ: исчезните средь бела дня с активным камуфляжем.
  25. ^ «Технологии во вселенной Джеймса Бонда». Сегодняшний инженер (январь). 2006 год . Проверено 14 декабря 2021 г.

Внешние ссылки