Чтение онлайн

Миниатюризация, которую предлагают нам нанотехнологии, — источник таких угроз. Системы слежения и контроля вовсе не обязаны ограничиваться стационарной видеокамерой или жучком на вашем телефоне. Все может быть значительно «интересней».

Насекомые, оснащенные мискоскопическими датчиками, могли бы вести разведку в тех местах, в которые человек не способен попасть. Например, в здания, отравленные вредными химическими веществами, щели бетонных плит рухнувших зданий, чтобы искать людей под обломками после землетрясений. И, по информации Journal of the American Chemical Society,первый шаг к созданию таких гибридов уже сделан. Эти миниатюрные устройства, имплантируемые таракану, используют его энергию — углевод, получаемый организмом тараканов при переработке питательных веществ и поступающий в его кровь. Так сказать, радиостанция на крови.

Но ползающие насекомые [99] — не предел. Ведутся работы по изучению и контролю движения летающих насекомых различных видов. Вместо того чтобы конструировать микросамолет, длина которого не превышала бы несколько сантиметров, можно воспользоваться преимуществами, которые приобрели насекомые за сотни миллионов лет эволюции.

Именно так поступили исследователи аэродинамической лаборатории в университете Хайфы (Израиль). Конечной целью их работы является превращение мух, кузнечиков и стрекоз в биороботов, способных к выполнению боевых задач [100] . Глава проекта, профессор Даниэль Вайхс, недавно работавший генеральным директором израильского министерства науки и технологий, объясняет это так. Сенсоры, вживленные в разные части тела насекомого, передавали электрические сигналы, получаемые во время полета в аэродинамической трубе. Это позволило выявить и расшифровать все импульсы, связанные с полетом. После этого ученые «перевели» движения насекомого во время полета на язык кода, состоящего из электронных сигналов. Пользуясь этим кодом, можно посылать сигналы мускулам насекомого и принуждать его к движению в желаемом направлении.

Такие исследования — результат совпадения интересов военных и ученых. Военные хотят командовать армией киборгов-насекомых для слежки за вражескими шпионами. А биологи мечтают влезть в нервную систему насекомых, чтобы понять, как же они летают.

Агентство передовых оборонных исследовательских проектов Министерства обороны США (DARPA) ведет работы по программе создания насекомо-машинного интерфейса уже много лет. Для этого, в частности, необходим уникальный нейрозонд, подключаемый к нервной системе насекомого, что и обеспечивают нанотехнологии. Сопротивления электродов и нервной ткани насекомых, как и другие электрохимические характеристики, должны совпадать. Новый зонд, разработанный исследовательской группой из Массачусетского технологического института, изготовлен из полимидного полимера, заключенного в «рубашку» из золотых и углеродных нанотрубок, полное сопротивление которых значительно ближе к показателям нервной ткани [101] .

Общий вес устройства, включающего зонд, беспроводной стимулятор со встроенными радиоприемником, аккумулятором и микрогенератором электрических импульсов, — менее полуграмма и вполне по силам крупной бабочке. В экспериментах использовали табачного бражника (Manduca sexta)с размахом крыльев около 10 см. Эксперименты показали, что при подаче определенного импульса бабочка летит вправо, противоположного — влево.

Это замечательный биологический эксперимент. DARPA, разумеется, видит все это под другим углом; цель агентства — создание управляемых насекомых, несущих микрокамеру и звукопередающее устройство, другими словами, насекомых-шпионов.

Нанотехнологии позволяют не только использовать возможности организма насекомого, но и полностью имитировать их, создавая их механические подобия.

И первые здесь — дроны с машущим крылом, мимикрирующие под мелких птиц. Военные нуждаются в беспилотных летательных аппаратах, которые будут не просто похожи на птиц, но и летать так же тихо и маневренно, как настоящие. Такие механизмы называют орнитоптерами.

Одно из главных препятствий для орнитоптеров — высокая жесткость крыла при его малой массе — для микроаппаратов с применением наноматериалов сегодня уже не проблема.

Самая маленькая птичка, которую пытаются сымитировать в первую очередь, — колибри [102] . Дрон, разрабатываемый компанией Aerovironment,носит наименование Hummingbird,что и означает «Колибри». Колибри взята за прообраз не просто так: при пикировании птичка пролетает за секунду до 400 длин своего корпуса (среди боевых самолетов ничего такого пока нет), способна летать назад без разворота и имеет самую большую скорость воздушного торможения — как в природе, так и среди искусственных летунов. Размах крыльев и масса Hummingbird— 16,5 сантиметров и 19 грамм. Сюда входит вес всех полетных систем и опционального почти невесомого обтекателя в форме тела колибри, призванного придать аппарату сходство с птичкой.

«Колибри» способна весьма быстро ускоряться и останавливаться и даже летать назад без разворота корпуса, при этом транслируя видео через встроенную камеру. Кроме того, дрон может в течение двух минут зависать в условиях бокового ветра со скоростью 2,1 метра в секунду без сноса, пролетать сквозь двери, а его максимальная скорость ограничена 18 километрами в час.

Правда, вызывает сомнение, что в условиях средней полосы «Колибри» могла бы быть столь же неприметной, как воробей, — скорее она выступает по разряду «заблудившегося попугая», способного привлечь внимание каждого. Да и весит она не 2 грамма, как настоящая колибри. Но заметим — это только демонстрационная версия, и результаты еще впереди.

Дроны-насекомые — также важное направление создания систем слежения и, возможно, оружия. При этом технология производства роботов-насекомых, недавно созданная в Гарвардской лаборатории мини-роботов, носит массовый характер, т. е. применяется не отдельный робот-пчела, а пчелиный рой дронов [103] . Это настоящая нанотехнология с печатью электроники прямо на робопчелах, словно на обычных печатных платах. Это технология сборки МЭМС/НЭМС — с ее использованием может быть собрано любое электромеханическое устройство в промышленном масштабе.

На работе и в банке, в компьютерной и в сотовой телефонной сети вы оставляете свои следы, мы под контролем. Возможно, мы захотим забыть об этом. Выключим телефон — и на рыбалку, туда, где только мы и нетронутая природа. И нам невдомек, что стрекоза, присевшая на минуту на стебель травы, смотрит своими фасетчатыми глазами неспроста. Увы — и здесь мы не одни!

А если эти насекомые жалят? Их жало может быть оснащено любым смертельным ядом. Их рой — верная смерть.

Дроны могут быть разработаны для различных сред и ландшафтов: от пустынь до влажных лесов Амазонки. Одиночество не гарантируется и дайверу, плавающему в глубинах различных морей. Инженеры Политехнического университета Виргинии (США) разработали подводный дрон, который выглядит и плавает, как медуза [104] . При этом он использует инновационную систему движения, в которой нет места электричеству: искусственные мышцы на основе сплавов с «памятью формы» сокращаются под действием тепла. «Мышцы» робомедузы представляют собой многослойные углеродные нанотрубки (диаметром 1,6 миллиметров), покрытые наночастицами платины и завернутые в никель-титановую оболочку. Когда топливо — смесь кислорода и водорода — поступает в трубки, происходящая в них экзотермическая реакция активирует никель-титановые поверхности мышц, и они сокращаются.

В качестве возможной сферы применения подводного дрона авторы называют подводные поисково-спасательные и исследовательские операции. Однако финансирование разработки, ведущейся по программе MURI Отдела исследований ВМС США, показывает, что у робота, копирующего распространенную медузу и не производящего при движении шума (ни моторов, ни винтов, выхлоп — вода), могут быть и иные, не столь мирные приложения.

Коллективное поведение — как это было в случае дронов-пчел — основание для создания дронов, эмитирующих неживые объекты. Так, инженеры Массачусетского технологического института разработали алгоритм взаимодействия автономных миниатюрных модулей — дронов, которые авторы назвали «умный песок» [105] . Алгоритм позволяет модулям копировать форму внешних объектов, не прибегая к централизованному управлению. Устройство-прототип сегодня довольно большое — 10 миллиметров в поперечнике. Однако исследователи намерены дойти до наномасштабов.

Такой «умный песок», или даже более мелкий, называемый «умной пылью», будет в состоянии эмитировать различные ландшафты и скрывать то, что действительно за ним находится. Это обеспечит незаметность большую, чем у хамелеона или камбалы, копирующих на своих кожных покровах раскраску внешней среды.

Вам хорошо знакомо понятие «мираж»? Но речь идет не о таком, который можно руками потрогать, а о мираже смертельно опасном — неожиданно распадающемся на рой смертельно жалящих дронов.