میدان نبرد در حال تبدیل شدن به دیجیتال است و نیروهای زمینی به طور فزاینده ای به رایانه هایی که سربازان از آنها استفاده می کنند یا در خودروها جاسازی شده اند ، متکی هستند. این سیستم ها باید شرایط سختی را تحمل کنند در حالی که بهترین راه حل های طراحی را از دنیای غیرنظامی ادغام می کنند
رایانه های خودرو برای کارهای مختلفی از آگاهی از موقعیت گرفته تا جمع آوری داده ها و نظارت ، از ارتباطات تا ردیابی نیروهای خود استفاده می شوند. بسیاری از این سیستم ها ، که در رک های استاندارد نصب شده اند ، مستقل از کاربر به طرق مختلف عمل می کنند. آنها اغلب به هیچ وجه شبیه به رایانه هایی با صفحه نمایش و صفحه کلیدهای عادی نیست.
استانداردها
به گفته برایان رینهارت ، CTO برای پروژه های ویژه در گروه کریستال ، تامین کننده رایانه های تعبیه شده و محصولات مرتبط برای برنامه های مهم ماموریت ، تعدادی از مشکلات چالش برانگیز در تعبیه رایانه در خودروها وجود دارد. به عنوان مثال ، بسیاری از برنامه های کاربردی باید در محیطی کار کنند که به تکنولوژی خنک کننده سنتی اجازه نمی دهد ، به این معنی که "ما باید سیستمی ایجاد کنیم که بتواند در دمای بالا بدون کمک فن ها زنده بماند." علاوه بر این ، رایانه ها اغلب باید در مکان هایی قرار بگیرند که با ابعاد استاندارد سرور EIA-310 (482.6 میلی متر) مطابقت ندارد ، که به عنصری آشنا در دنیای رایانه های تجاری تبدیل شده است. این بدان معناست که شرکت هایی مانند کریستال باید سیستم هایی با اندازه معین یا "فاکتور فرم" ایجاد کنند که بتوانند در مقدار محدودی فعالیت کنند. "آنها باید به گونه ای شکل شوند که با هر حجم موجود روی سکو متناسب باشد ، خواه گلگیر یا محفظه موتور یک وسیله نقلیه. آنها را می توان در کف ماشین یا در کنار مخزن سوخت قرار داد."
بعلاوه ، "برخی از سیستم های هوابرد باید با ولتاژهای ورودی کمتر از حد معمول کار کنند ،" به منظور برآوردن MIL-STD-1275 ، یکی از مجموعه استانداردهای نظامی وزارت دفاع ایالات متحده که طراحی و ساخت را تعریف می کند. سیستم های ". این بدان معناست که شرکت ها باید منابع انرژی را برای مطابقت با این استانداردها طراحی کنند. اگر هیچ فناوری تجاری مناسب برای استفاده در شرایط نامساعد وجود نداشته باشد ، "ما خودمان را توسعه داده و به کار می گیریم و آن را در کارهای مورد نیاز خود ادغام می کنیم."
فن آوری ارشد شرکت آمریکایی General Micro Systems ، که محصولات کوچک جاسازی شده ، صفحه نمایش های هوشمند مقاوم ، رک سرور و سایر سیستم های رایانه ای تولید می کند و در تعدادی شرکت می کند ، خاطرنشان کرد: امروزه رایانه ها نقش مهمی در عملکرد بیشتر وسایل نقلیه زمینی ایفا می کنند. از برنامه های بزرگ ، به عنوان مثال ، محصولات خود را برای وسایل نقلیه زرهی از خانواده Stryker ارتش آمریکا تأمین می کند. به عنوان مثال ، او سیستم هایی را ذکر کرد که به اپراتور اجازه می دهد با مشاهده مانیتورها ، دستگاه را در تاریکی مطلق در زمان واقعی کنترل کند. این رایانه ها در بلوک های کوچک و مقاوم قرار گرفته اند. »
دیوید یدیناک ، مدیر ارشد فناوری در Curtiss-Wright ، که رایانه های تعبیه شده برای وسایل نقلیه زمینی و نمایشگرهای ناهموار را تأمین می کند ، می گوید: "این فناوری به همراه چند فناوری دیگر در سالهای اخیر منفجر شده است."او توجه رو به رشد "پردازش داده های توزیع شده" را جلب کرد ، جایی که رایانه ها بطور فزاینده ای به هم متصل می شوند تا اینکه به عنوان سیستم جداگانه کار کنند. برنامه هایی مانند GVA انگلستان (معماری وسایل نقلیه عمومی) یا معادل آمریکایی Victory این روند را تقویت می کند و در نتیجه منجر به "کاهش اندازه ، وزن ، مصرف انرژی و هزینه از طریق توزیع داده ها" می شود. یدیناک به تعدادی از مسیرهای توسعه دیگر اشاره کرد ، به ویژه به پیشرفتهای فناوری پردازش داده اشاره کرد. به طور کلی ، یکی از بزرگترین چالش های نظامی که شرکت هایی مانند Curtiss-Wright با آن روبرو هستند ، چالش مدرنیزاسیون است: لازم است فناوری های جدید رایانه ای را تعبیه کنیم ، در حالی که می دانیم آنها در کنار سایر سیستم های قدیمی کار خواهند کرد. یک دهه دیگر "چگونه این دو جهان را به هم نزدیک می کنید؟"
شرایط نامساعد
رایانه های مقاوم طوری طراحی شده اند که شرایط سخت را تحمل می کنند و بنابراین باید تعدادی از استانداردهای سختگیرانه را رعایت کنند. علاوه بر استاندارد MIL-STD-1275 ، وزارت دفاع ایالات متحده همچنین دارای استاندارد MIL-STD-810 است که الزامات مقاومت در برابر ضربه و ارتعاش را تعیین می کند و MIL-STD-461 ، که تعیین کننده ایمنی در برابر تابش الکترومغناطیسی مایک ساوت ورث ، مدیر پروژه رایانه های مقاوم و کوچک در Curtiss-Wright ، می گوید: "این سه استاندارد در قلب همه آزمایش ها قرار دارند ، اگرچه آزمایش های خاصی نیز وجود دارند که در صورت نیاز اجرا می شوند." او معتقد است که با افزایش تقاضا برای خودمختاری ، رایانه های نظامی به طور فزاینده ای از یادگیری ماشین و سایر اشکال هوش مصنوعی استفاده خواهند کرد. وی پیش بینی ظهور رایانه های جاسازی شده با "هوش قابل ملاحظه قوی تر" ، با ظرفیت جمع آوری بیشتر داده ها را دارد. ساختار محکم و قابل اعتماد نیز یکی از ویژگی های اصلی نمایشگرهایی است که برای ارائه تصاویر و اطلاعات به خدمه خودرو استفاده می شود. آرگون چندین نمونه از این قبیل را در مجموعه خود دارد و به تازگی آزمایش سه محصول جدید را تکمیل کرده است که قصد دارد به زودی به تولید انبوه برساند.
رینهارت اظهار داشت که انتظار می رود سطح بالاتری از امنیت را در رایانه ها مشاهده کند ، به ویژه که آنها بخشی از یک شبکه گسترده تر می شوند. "با افزایش پهنای باند شبکه ، نیاز به افزایش امنیت آن وجود دارد." وی همچنین توجه گسترده به استفاده از درایوهای حالت جامد یا درایوهای فلش (English Solid State Drive، SSD) را جلب کرد. برخلاف هارد دیسک های معمولی ، آنها هیچ قطعه متحرکی ندارند و باعث آسیب پذیری کمتر آنها در برابر آسیب های شدید ناشی از افتادن می شود. SSD ها در ابتدا از قیمت بالاتری برخوردار بودند ، اما قیمت ها در سال های اخیر کاهش قابل توجهی داشته است ، زیرا خود درایوها کوچکتر شده و ظرفیت آنها افزایش یافته است. وی افزود: "این امر برای برنامه هایی مانند جمع آوری و ذخیره اطلاعات بسیار مهم است." SSD همچنین بخشی جدایی ناپذیر از رایانه ها و رایانه های لوحی لپ تاپ است که در حال حاضر ابزار اصلی سرباز پیاده شده است و همچنین می تواند در وسایل نقلیه ادغام شود. بسیاری از تولیدکنندگان بزرگ رایانه های شخصی نیز برای ارتش توسعه می یابند. به عنوان مثال ، دل طیف وسیعی از رایانه های مقاوم Latitude Rugged را در اشکال و اندازه های مختلف ارائه می دهد. Umang Patel ، مدیر Dell Rugged ، با اشاره به اینکه SSD ها در مقاومت محیطی و عملکرد برتر قوی هستند ، گفت: "در پنج تا ده سال گذشته ، صنعت پیشرفت های زیادی در زمینه SSD داشته است." انرژی کمتری مصرف می کند و برنامه ها را سریعتر راه اندازی می کند."
هنگام ساخت دستگاه های محاسباتی ناهموار ، موارد مختلفی نیز باید در نظر گرفته شود.پاتل به مشکلات دائمی مرتبط با دما اشاره کرد. نصب یک فن برای خنک کردن یک سیستم کامپیوتری باعث ایجاد منبع آلودگی و قطعات متحرک مکانیکی می شود که سیستم برای کار به آن متکی است. بنابراین ، تولیدکنندگان رایانه های ناهموار باید راه های دیگر خنک کننده سیستم را در نظر بگیرند ، از جمله سیستم های غیرفعال ، و همچنین فن های قوی تر که برای محیط های سخت طراحی شده اند. "من باید سیستم را خنک کنم ، اما در عین حال باید از آن در برابر گرد و غبار ، آب و سایر عوامل مضر محافظت کنم. من باید این را برای مدت زمان بسیار طولانی با قابلیت اطمینان بیشتر ارائه دهم. " به گفته جکسون وایت ، مدیر Getac که تبلت ها ، لپ تاپ ها و سایر سیستم های مقاوم را تولید می کند ، قبل از در نظر گرفتن هر وسیله ای برای استفاده نظامی ، باید مشخص شود که آیا استانداردهای خاصی را دارد یا خیر. "بدون شک حفاظت از داده ها در اولویت است ، اما قابلیت اطمینان و انعطاف پذیری نیز برای مقاومت در برابر شرایط سخت یا حتی شدید محیطی ، به علاوه سازگاری با سایر فناوری های ضروری مورد استفاده توسط پرسنل مورد نیاز است. عوامل دیگری مانند هزینه ، سهولت استفاده ، مناسب بودن برای استفاده موردنظر و در نهایت عمر مفید وجود دارد."
وایت معتقد است که دستگاه های مقاوم باید نه تنها در برابر قطرات ، شوک ها ، ارتعاشات ، آب و مواد شیمیایی ، بلکه در برابر سناریوهای شدید مانند صحرا با دمای سوزان مقاومت کنند. او اعلام کرد که محصولات شرکتش IP67 (نشان حفاظت بین المللی) یا بالاتر است. این بدان معناست که "آنها با استانداردهای نظامی آزمایش شده اند و قادر به تحمل افت و دمای مشخص شده توسط مشتری نظامی هستند." وی به جنبه های دیگر این فناوری مربوط به کاربران نظامی اشاره کرد. به عنوان مثال ، سربازان پیاده اغلب نیاز به پوشیدن لباس های محافظ از جمله دستکش دارند ، بنابراین صفحه های لمسی باید نسبت به آنها حساس باشند. علاوه بر این ، صفحه نمایش باید در شرایط نوری مختلف به وضوح قابل مشاهده باشد یا با عینک دید در شب سازگار باشد. وایت به جهات متعددی اشاره کرد که در آن تکنولوژی در سال های اخیر پیشرفت کرده است. به عنوان مثال ، در سال های اخیر ، نوآوری های زیادی در دستگاه های غیرنظامی وارد شده است ، راه حل های موفقیت آمیزی اجرا شده است ، و بنابراین "ارتش می خواهد صنعت در سیستم های توسعه یافته برای آنها از همه اینها جسورانه تر استفاده کند تا تعامل بهتر و افزایش کارآیی در شرایط جنگی."
تکنولوژی باتری
در همین حال ، باتری ها قوی تر می شوند ، هشت تا ده ساعت دوام می آورند ، در عین حال اتصال را نیز بهبود می بخشند ، و به گفته وایت ، "با فرکانس های مختلف و روش های اتصال در دسترس ، پرسنل می توانند با سطح بالاتری از امنیت سریعتر به داده ها دسترسی پیدا کرده و آنها را وارد کنند.”. پیشرفت هایی در زمینه فناوری صفحه لمسی وجود دارد و استفاده از پلاستیک کامپوزیت به شما این امکان را می دهد "ضخامت و وزن دستگاه ها را با حفظ ویژگی های استحکام به میزان قابل توجهی کاهش دهید."
جان تاکر ، رئیس اروپایی پاناسونیک ، خاطرنشان کرد که آنها از انواع مختلفی از مواد مانند آلیاژهای منیزیم برای خط لپ تاپ و نوت بوک های سخت Toughbook خود استفاده می کنند. آنها 20 برابر قوی تر از پلاستیک ABS (ABS ، اکریلونیتریل بوتادین استایرن - آکریلونیتریل بوتادین استایرن) هستند ، اما نسبتاً سبک هستند. علاوه بر این ، موادی وجود دارد که برای کاهش بارهای ضربه ای طراحی شده اند. در میان آنها ، او یک پلیمر الاستومری نامگذاری کرد ، که به عنوان مثال ، بیشترین ضربه را هنگام افتادن جذب می کند. تولیدکنندگان همچنین توجه زیادی به داخلی سیستم های خود دارند.به عنوان مثال ، آنها برای جلوگیری از زنگ زدگی رطوبت زیاد و سایر مشکلات از اتصالات روکش طلا استفاده گسترده ای می کنند. حتی اگر از سیستم های خود در دماهای پایین و بالا ، رطوبت زیاد ، باران و برف استفاده کنید ، نباید کوچکترین خوردگی داشته باشید."
سخنگوی تولید کننده تبلت Xplore گفت شرایط جنگی نیاز به قابلیت اطمینان و مقاومت در برابر شدید دما ، باران و گرد و غبار را تعیین می کند. وی همچنین طیف وسیعی از وظایفی را که قرص نظامی باید حل کند نام برد. او تقریباً باید هر کاری را که تصور می کنید ، مانند حمل و نقل ، تدارکات و ساخت و ساز انجام دهد. " در سال های اخیر ، مشتریان نظامی به دنبال دستگاه های کوچکتر و کاربردی تر بوده اند. با نگاهی رو به جلو ، "آنها قرص ها و سایر دستگاه های محاسبه پوشیدنی را در یک سیستم ارتباطی و اطلاعاتی یکپارچه ادغام می کنند." در این زمینه ، تاکر به ظهور مفهوم "سرباز متصل" و این واقعیت که پاناسونیک در این راستا با چندین ساختار نظامی اروپایی کار می کند ، اشاره کرد. در حقیقت ، این امر به فرماندهان اجازه می دهد تا اطلاعات کاملی در مورد منطقه جنگی ، تا وضعیت سلامت هر سرباز داشته باشند. این می تواند تقاضا برای فناوری های پوشیدنی و حتی صوتی را افزایش دهد.
یکی از جهات اصلی در توسعه سیستم های رایانه ای نظامی استفاده از فناوری های تجاری مدرن است ، البته در عین حفظ قابلیت اطمینان مورد نیاز در میدان جنگ. به عنوان مثال ، سهولت استفاده از تلفن های هوشمند ، لپ تاپ و تبلت ، که یک سرباز می تواند در زندگی غیرنظامی خود استفاده کند ، مهم است. تاکر گفت که نوعی تبادل بین حوزه های نظامی و غیرنظامی وجود دارد ، اگرچه امروزه ، در بسیاری از موارد ، فناوری به بخش دفاعی سرازیر می شود. وی گفت: "استفاده از فناوری های رایج در حوزه غیرنظامی و مناسب سازی آنها برای کارهای نظامی بسیار مهم است. با این حال ، این روند باید بسیار معنی دار باشد. به نظر می رسد که از اتصال USB (Universal Serial Bus) استفاده می شود. چه ویژگی خاصی دارد؟ اما ارتش به اتصالات USB قابل اعتماد ، ضد گرد و غبار و ضد آب نیاز دارد."
فراتر از هزینه
Getac راحتی و عملکرد سیستم های تجاری را در همه دستگاه های تلفن همراه مقاوم خود ادغام می کند. وایت خاطرنشان کرد: "این یکی از نیازهای اصلی مشتریان نظامی هنگام انتخاب تأمین کنندگان آنها است." او گفت که تعادل لازم است ، زیرا دستگاه های غیرنظامی "ناگزیر از استحکام و دوام کافی برای پاسخگویی به خواسته های سربازان پیاده شده یا شرایطی که آنها باید در آن کار کنند برخوردار نیستند". از سوی دیگر ، برخی از دستگاه های خاص با حاشیه ایمنی زیاد ممکن است بسیار سنگین و دست و پا گیر باشند. "برای تطبیق واقعی وظایف عملیاتی نظامی (وظایف فرماندهی و کنترل) و اهداف فنی تجهیزات مجدد ، تدارکات دفاعی باید بر خرید سخت افزار و نرم افزار تجاری جدید و حتی برنامه های کاربردی مانند اینترنت اشیا تمرکز کند (توانایی برقراری ارتباط بین دستگاه های الکترونیکی بدون مشارکت رایانه ها). نسل جدید دستگاه های تجاری خارج از قفسه با قابلیت اطمینان بیشتر می تواند تعادل مناسبی را ایجاد کند زیرا سبک ، قدرتمند ، آسان برای استفاده و استانداردهای سختگیرانه امنیتی و انتقال داده ها را برآورده می کند."
