En videnskabsmand og en forsvarsentreprenør er 'voksende' droner

Forestil dig en drone, der kan flyve i hastigheder tæt på at bryde lydbarrieren, gå uopdaget af radar og udføre opgaver autonomt uden menneskelig kontrol. En sådan drone findes allerede. Det hedder Taranis efter den keltiske tordengud.

Taranis blev udviklet af BAE Systems, et af verdens største multinationale forsvars-, sikkerheds- og luftfartsselskaber, og blev beskrevet for FN som et af de mest hemmeligholdte fly, der nogensinde er udviklet. Ifølge det britiske forsvarsministerium er det også det mest avancerede.

Taranis-drone udviklet af BAE Systems.

BAE Systems er ikke fremmed for at producere droner. Det skabte Mantis-overvågningsdronen og Herti-dronen, et fly i mellemhøjde oprettet til Storbritanniens forsvarsstyrker. Herti udfører en kombination af efterretnings-, overvågnings-, rekognoserings- og målopkøbstransaktioner. For godt mål udviklede BAE også en 3D-slagmarkvisionsteknologi, der straks identificerer fjendtlige, neutrale og venlige styrker i kamp. Når det kommer til virksomheder som BAE og udtrykket science fiction, begynder "fiktion" -delen at sprede sig.

Alligevel lyser disse bestræbelser i sammenligning med virksomhedens mest ambitiøse virksomhed: ”voksende” droner.

Ubemandede luftbiler (UAV'er), ofte kaldet droner, er ikke længere nye. Flere lande og ikke-statslige aktører, såsom ISIS, bruger droner til både militær og overvågningsformål. De har også gennemsyret hverdagen og bliver brugt af virksomheder som Amazon til levering af pakker og af gennemsnitlige borgere til rekreative formål. Der er endda droneporno. Ja, drone porno.

Fremskridt med droner har været hurtig. I slutningen af ​​sidste år testede De Forenede Stater 103 svermdroner over China Lake, Californien. Da de autonome fodlange UAV'er blev droppet fra maven på en jagerfly, udførte de forskellige opgaver i koordinering og organiserede deres komplementære flyvemønstre og handlinger uden at mennesker kontrollerede hver enkelt drone. I mellemtiden udvikler Kina et ambitiøst droneprogram kaldet Divine Eagle, som opdager stealth-fly.

Selvom der har været store fremskridt inden for drone-kapaciteter, er avancerede produktionsmetoder ikke steget i samme takt. BAE Systems håber at ændre det ved at "vokse" UAV'er ved hjælp af en enhed kaldet Chemputer. Hvis det lykkes, vil det i høj grad ændre den måde, vi tænker på avanceret fremstilling.

BAE Systems gengivelse af, hvordan Chemputer-processen ville se ud, mens den

Lee Cronin, Regius-professor ved University of Glasgow og grundlægger og direktør for Cronin Group PLC, skabte Chemputer-konceptet i sit laboratorium. Enheden kombinerer hardware (maskiner og udstyr), software (det digitale program) og vådt udstyr (kemiske væsker og reagensglas) til kemi. Ved hjælp af en computerkode, der fungerer som en plan, kombinerer Chemputer de kemiske kemikalier korrekt og fremstiller digitalt molekyler og materialer.

Cronins originale koncept begyndte at undersøge, hvordan et standard sæt kemikalier kan bruges til at skabe en række forskellige molekyler, med det oprindelige mål at skabe farmaceutiske stoffer hurtigt, billigt og efter behov. Konceptet tiltrækkede opmærksomheden hos virksomheder som BAE, der er interesseret i at bruge Chemputers metoder til at skabe unikke og sjældne materialer, såsom et metal, der afviser vand, samt mere avancerede strukturer som droner. Mens en 3D-printer kun konverterer en kode til et plastikgenstand, kan Chemputer digitalt styre samlingen af ​​en række komplekse molekyler og materialer.

Ved hjælp af Chemputer arbejder BAE Systems for at "vokse" UAV'er i store laboratorier, begyndende med et enkelt molekyle og derefter bygge opad. Virksomheden mener, at Chemputer kunne bruges til at "støtte militære operationer, hvor et antal små UAV'er med en kombination af teknologier, der tjener et specifikt formål, kan være nødvendigt hurtigt."

Processen er lidt som at fremstille en kompleks madretter uden stjernekokken. Den digitale plan gør det muligt for Chemputer at fremstille molekyler gennem kemi og derefter omdanne disse molekyler til fuldt udbyggede strukturer og genstande. Målet er at fremstille komplekse systemer eksternt og efter behov. Mens Cronin anerkender en sådan skabelse er utroligt vanskelig, mener BAE, at det kan gøres inden for dette århundrede.

Forestil dig svermdroner, men individuelt designet og dyrket til en unik militær operation, skabt til at være usynlig for radar, mens du giver dækning til en jagerfly eller brugt under vand til en havmission. Chemputer kunne også bruges til at fremstille multifunktionelle dele til store bemande fly, sagde BAE i en erklæring, da dens partnerskab med Cronin blev annonceret i 2016. Har et fly taget et slag til vingen i kamp? I stedet for at bestille en ny fløj og vente på dens levering via en hård erhvervelsesproces, kunne militære styrker på jorden vokse en på stedet. Processen ville give konstruktionen af ​​UAV'er mulighed for at tage uger snarere end år.

"Denne digitale kode bruges sammen med råmaterialet til at fremstille et objekt," sagde Cronin om, hvordan Chemputer fungerer. Chemputer tager en digital kode fra kemi og tillader, at den komplekse, detaljerede orienterede kemi-proces er fuldt automatiseret, hvilket betyder, at den kan producere komplekse objekter i en meget mere nøjagtig og bæredygtig tidsramme end mennesker kan.

Dette adskiller sig fra traditionel produktion og 3D-udskrivning. I traditionelle fremstillingsmodeller er genstande som droner konstrueret med kompositmaterialer (forstærket plast) ved at tilføje lag over tid. For eksempel, sagde Cronin, ville dronefabrikanten tilføje funktion og styrke lag for lag. For en drone eller et fly kan dette omfatte tilføjelse af radarmaskeringsevne, termisk genkendelse og solcellepaneler.

Cronin sammenlignede sin proces med automatiseret højhastigheds-mekanisk udvikling. ”Evolution kan finde bestemte livsformer, der har egenskaber, såsom overlevelse i salt eller kulde,” siger han. ”Det er en lignende type tilgang, som vi bruger for at opdage, hvordan man selv samler komplekse materialer fra atomet op.”

Professor Nick Colosimo, BAE Systems verdensomspændende ingeniørmedarbejder, mødte Cronin i 2013. Da han lærte om Chemputer, blev Colosimo ramt af det, han så som dets enormt forstyrrende potentiale - ikke kun inden for den farmaceutiske sektor, men også inden for opdagelse og syntese af materialer samt fremtidig fremstilling af "selvmontering".

BAE Systems gengivelse af en drone dyrket i et vat gennem Chemputing-processen.

"Chemputing, der anvendes til forsvar, repræsenterer en betydelig forstyrrelse, en transformativ teknologi," sagde Colosimo. ”Gevinstene er meget høje, men det er udfordringen - især for nogle anvendelser som opdagelsen og syntese af nanopartikler, der er i stand til selv at samle sig til noget i stor skala, som en flydel.”

Udfordringerne er det dog værd, sagde Colosimo, da han forestiller sig, hvad Chemputer er i stand til. Han sagde, at en flydel, der er produceret af Chemputer, for eksempel kunne være utroligt stærk og let eller endda være i stand til at bøje lys omkring sig selv og gøre det usynligt for det menneskelige øje.

Lad det synke et øjeblik. Nedefra kan Chemputer være i stand til at vokse en drone, hvis meget molekyler er i stand til at bøje lys omkring sig selv for at gøre det usynligt for det blotte øje.

BAEs største interesser i Chemputer drejer sig om materialesyntese eller kunstig oprettelse af materialer og opdagelsen af ​​nye materialer, der ikke findes naturligt, såvel som hvad Colosimo kaldte "ultimativ fremstilling." Når det kommer til materialesyntese og opdagelse, ønsker BAE at opdage materialer, der har usædvanlige og anvendelige egenskaber, og derefter være i stand til at skabe dem efter behov, specielt hvis materialerne ikke opbevares godt. Ifølge Colosimo kan dette være en speciel hydrofob belægning (afviser vand), der ville forhindre is i at dannes på flyvinger.

Cronin og BAE mener, at Chemputers-installationen en dag til at videresende driftsbaser i konfliktzoner vil ændre, hvordan udstyr fremstilles på slagmarken. Og selvom denne metode muligvis ikke altid er den hurtigste til at oprette komplekse objekter, er den meget hurtigere end den naturlige udvikling af komplekse systemer og ville give militærerne en større række indviklede objekter, de kunne skabe. Cronin mener, at når flere mennesker arbejder med Chemputer, vil der blive oprettet flere digitale tegninger til genstande og materialer. Gemt på Internettet kunne enhver hypotetisk downloade et design baseret på deres tilgængelige materialer. Ved hjælp af Chemputer ville de derefter oprette designet, uanset hvor de var i verden. Cronin mener, at store adoptioner og oprettelse som dette kunne skabe et helt netværk af design tilgængelige overalt. Brug for en drone? Et fly? Et nyt dæk til et MRAP? Der ville være et design til det.

Så selvom BAE og Cronin anerkender, at ”at vokse” en drone eller fly i fuld skala kan være år væk, kommer fremtiden.

”Der er en hel del forskning, der bygger rundt i verden på sådanne processer, men Lee Cronins arbejde er enestående i alle henseender,” fortalte Colosimo mig. ”Derfor fortsætter han med at lede banen og vil gøre i lang tid fremover.”

Forsvarsentreprenører fortsætter med at skubbe længere end endda nogle militærer er villige til, når det kommer til videnskab, teknologi og våben. Chemputer åbner en ny grænse inden for produktionsområdet. Når de er perfekt, ændrer det ikke kun, hvordan militære og forsvarsfirmaer tænker på fremstilling, men også hvad de er i stand til at producere i første omgang.