打造“金钟罩”,保舰载电子设备“百毒不侵”

2022-05-14 15:14:35 文章来源:网络

来源:科技日报

【军中典型】

近日,大漠戈壁,国防科技大学电子科学学院副教授查淞带着团队正在进行电磁防护装置的外场试验。随着设备显示屏上的信号趋于稳定,欢呼声响彻戈壁滩。

“这次外场试验的成功,将把典型舰载电子信息设备的防护能力提升10倍以上。”看着试验结果,海军相关领导给予了高度认可。

站在寒风凛冽的戈壁滩,查淞感慨万千:“部队需要什么就创新什么,无论什么样的难关,只要把拳头攥紧,坚持不懈走下去,一定能将其攻破。”

2010年,正在攻读**士学位的查淞在**刘培国教授指导下,结合所学专业和部队所需,向着电磁防护这一研究领域发起冲锋。

“锲而不舍,必有所得。12年来,刘培国教授的这句话一直激励着我。”查淞说。

念念不忘,定有回响。半年前,查淞团队接到一个特殊的任务——为某军舰舰载电子信息设备设计“金钟罩”。

该舰电子信息设备缺乏电磁防护装置,一旦强电磁信号“乘虚而入”,便会影响电子设备的正常运行。军舰上的电子设备是舰船**感知和控制功能的核心,一旦被破坏,将直接影响军舰的作战能力,并威胁舰上官兵的生命安全。为了避免该情况发生,部队找到了查淞所在的电磁防护团队。

时间紧、任务重,但查淞还是毅然签下了“军令状”。“那就给他们的电子设备做一个‘金钟罩’,让它‘百毒不侵’。”查淞说。

项目方案讨论会上,团队成员各抒己见,根据以往经验提出方案,争论激烈。查淞建议,设计电磁防护装置时要对不同的电子设备“量体裁衣”,让“金钟罩”既具备防护能力,同时也不能影响设备正常工作**能。

由于军舰是“高价值”**,因此无法上舰进行效应测试和数据采集,成为他们需要攻克的**道难关。

没有实测数据,他们就到生产厂家和部队单位收集数据,并根据少量实测效应数据进行建模评估,从而得到装备实际防护能力。同时协调具有强电磁测试条件的单位,“模拟”威胁环境进行测试。经过上百次的仿真和试验,他们**终找到了**优的防护方案,并在不影响设备**能的前提下实现了自适应防护。

虽然技术层面已经突破,但如何将技术变成实际装备呢?

“下工厂自己做!”查淞心一横,带着团队一起从零开始,下到工厂,全流程学习加工工艺与制作过程。他们在工厂与工人同吃住20多天,将技术变成了成品,**是迈过了**后一道难关。

外场试验的日子到了。戈壁滩上,查淞与示波器、频谱仪、功率计等设备挤在一个不到10平方米的方仓中,在电磁辐照环境下测试了近半个月。

**终,查淞团队的研究成功突破了自适应电磁防护的核心关键技术,原创了能量选择电磁防护理论,并成功将科研成果转化为电磁防护装置。目前,“金钟罩”已经顺利通过海军某重大演习的检验。

“干我们这行,**幸福的事就是研究成果被应用,并转化为实实在在的战斗力。”回首12年的科研路,查淞深有感悟。

“元宇宙”概念炙手可热,自2021年“元宇宙”概念横空出世,一时间似乎进入“万物皆可元宇宙”的时代,军事领域也难以免俗,军事“元宇宙”开始进入人们的视野。

目前,**军成立没几年的新军种——天军正利用数字技术创建军事专用“元宇宙”,用于提升天军的作战能力。

恩格斯曾说,一旦技术上的进步可以用于军事目的并且已经用于军事目的,它们便立刻几乎强制地,而且往往是违反指挥官的意志而引起作战方式上的改变甚至变革。那么,元宇宙在军事领域有什么用途?对未来作战又有何影响?

**国陆军虚拟技术进行训练。军事“元宇宙”受关注

“元宇宙”一词源于尼尔·斯蒂芬森(Neal Stephenson)在1992年出版的反乌托邦科幻小说《雪崩》(Snow Crash),主人公戴上VR(虚拟现实)头盔,进入了“元世界”,他的化身在那里生活、工作、聚会,偶尔还会参与剑术格斗。

尽管在流行文化和**媒体上一时间风头无二,但“元宇宙”这个词汇仍没有一个明确的定义。为了理解“元宇宙”在防务领域的作用与潜力,首先需要对其概念做出清晰的界定。

新**国安全中心的詹妮弗·麦卡德尔(Jennifer Mcardle)和凯特琳·多尔曼(Caitlin Dohrman)3月在**国军事网站“战争困境”上发表文章认为,“元宇宙”是一系列互相联系且身临其境的虚拟世界,并通过媒介和渲染与用户互动。元宇宙还具备开放架构的特点,人们应当可以像过去创建个人网页一样创建自己的“元宇宙”。

其实,**国军队实际上在数年前就已经开始使用“元宇宙”技术。1980年,**国军方开发了“模拟网络技术”SIMNET并将其用于大规模训练与演习,这是模拟技术首次在国防工业领域的应用。在过去20年中,类似“分布式互动模拟”与先进架构这样的技术发展使得军方得以在演习中通过各种人工手段更好的模拟战争迷雾和战场环境。但是,尽管过去的模拟训练有不少成效,但这种简单的联合训练模拟远谈不上**,因为许多模拟训练模式较为单一,几乎无法修改训练科目或与新的技术装备进行整合。

训练是战斗效能的重要支撑,而“元宇宙”在防务领域的首要用途便是作为模拟训练重要的“赋能器”。

如今,当“元宇宙”被置于军事领域中讨论时,往往被简单地理解为一种训练项目,或者被认为是一种开展训练的手段。然而,随着日新月异的技术发展,“元宇宙”“元宇宙”的用途与影响早已不可同日而语。据介绍,**国国防高级研究项目局(DARPA)正在尝试研发的“目标导向支持的自动化多形态吸收”(AMIGOS)项目就是一个例子。该项目旨在通过“感官赋能的任务指导”来完成学习认知能力上的突破,帮助士兵对完全不熟悉的新型武器系统进行维修保**,处理**扎之前未实际操作过的人体创伤。

军事“元宇宙”除了可以运用于训练领域,还可以军人教育方面发挥作用。詹妮弗·麦卡德尔和凯特琳·多尔曼指出,职业军事教育正面临着一场激进的变革。自从2018年国防战略指出**国正处于“滞胀”阶段以来,参谋长联席会议就在寻求从根本上重塑各军种的备战,训练与培训方式。而“元宇宙”可以让军队中的职业培训摆脱阶段**培训的特点,成为“便携的”受教育机会。

据称,“元宇宙”概念可以和**国国防部的“先进分布式学习倡议”相整合,该项目旨在寻求利用虚拟技术根据士兵的能力,部署地点与时间量身定制高质量的、碎片化的学习体验。“元宇宙”可以参与到这一数字化的教育计划中,增强受训者的体验感,促进理解能力与学习的可持续**。

随着**技术的发展,越来越多**开始重视征兵过程利用军事**吸引年轻人。自从2004年投资开发**人称射击**“**国陆军”以来,**国陆军就一直使用电子**和其他传统手段,如提高奖金或薪酬,来吸引人才进入军队。对于**军而言来说,电子竞技已经成为一种特别有效的招募途径,现在,**国海陆空三军各自拥有一支电子竞技战队参与国内外各项赛事。

“元宇宙”还被**国国防部用于改进采购流程。据文章介绍,**国国防部采用了新的数字工程方法,特别是基于模型的系统工程方法,来帮助提高了武器系统的设计研发速度。例如,**国空军的新**洲际导弹项目——“陆基战略威慑项目”就使用了基于模型的系统工程方法来对数十亿个可能的场景进行快速评估,帮助采购部门确定弹药在核导弹发射井中的设计方法和部署方式。目前,这一方法已经成为了**国空军所有重大采购项目的**流程。

**国空军利用虚拟技术训练飞行员。**天军高调发展“元宇宙”

当下,“元宇宙”及其代表的一系列虚拟技术吸引了防务界关注,也成为众多防务会议的核心主题之一。作为新成立的军种,**国天军就对这一技术颇为关注。

**国天军技术与创新主管丽莎·科斯塔(Lisa Costa)今天2月在军用通信与电子协会天军信息技术会议(AFCEA)上高调宣布,天军正利用数字技术创建军事专用“元宇宙”,以协同作战、训练、执行任务。

科斯塔说,“元宇宙”对天军尤其有吸引力是因为天军官兵通常要依靠太空疆域的数字再现来工作。海军要到海上学习海战,陆军则要到野外练习作战技能,而天军除非成为**国宇航局的航天员,才有机会到太空。科斯塔表示,“天军人员并不能亲自上太空,他们体验自身作战疆域的**途径就是视觉数据显示”“虚拟现实环境会为他们提供态势感知,并了解自己的选项,以便做出决策。”

科斯塔说,军人们可在军事元宇宙情境下协作、训练和开展任何数量的活动。她指出,**国空军和天军年龄介于18到34岁的人员中有85%自认为是**玩家。她说,“我们怎样才能利用哪些技能?”

构成“元宇宙”的技术**括把数字和现实世界结合到一起的虚拟现实以及增强现实。科斯塔举例说,天军官兵可以数字方式设计制造卫星和建立新的空间作战能力。她说,天军接下来要做的就是对人员进行相关训练,并利用企业所做的投资。

**国天军试水“元宇宙”后,未来将作为试点项目推广至其他军种应用。科斯塔介绍说,各军种都可从这项技术中受益,而天军由于规模小可先行先试,看看其是否能拓展到供**军所有军种使用。

“元宇宙”对天军尤其有吸引力是因为天军官兵通常要依靠太空疆域的数字再现来工作。

但随着“元宇宙”的**火,质疑的声音也随之而来。这种质疑有概念上的,也有技术上的。一些“元宇宙”的反对者指出,想要实现元宇宙,仍然存在大量有待解决的技术问题。例如,4D扫描技术所需要的芯片,从三维到光场再到全息显示技术,基于图像和视频的搜索技术,几何处理专用芯片,类似于图像处理的3D点云处理**等都还有待整合。另一方面,对“元宇宙”的概念之争也在持续进行。有人指出,虚拟现实技术、增强现实技术与“元宇宙”概念不应被混淆。“元宇宙”一词正面临着过度口语化与被滥用的危险。

正因为“元宇宙”存在很多争议,**国军方的总体态度还是比较谨慎。Anduril工业公司创始人、也是**受欢迎的虚拟现实头盔Oculus的创始人帕尔默·勒基(Palmer Luckey)接受**国“防务快讯”采访时表示,在元宇宙问题上,军方比商业公司更清醒。

帕尔默·勒基指出:“实际上,我没有在军方看到我在企业界看到的那种疯狂的胡言乱语。军方知道VR如何解决他们20年、30年、40年来一直在思考的问题。随着技术的进步,他们能够将其用于越来越多的事情。”

勒基预测,“真实质量的虚拟现实(VR)”可能还需要10到15年的时间,而能够准确地模拟一个活动,比如模拟冲浪的感觉可能还需要30到40年。不过,**国国防部多年来一直在致力于构建用于测试、培训和实验的虚拟环境。

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