(Tiếp theo và hết)
Mô phỏng các nguyên lý của hệ sinh thái tự nhiên
Công nghệ kỹ thuật mô phỏng sinh học quân sự là sự mô phỏng có ý thức trí tuệ của con người dựa vào cấu trúc, hình dáng, mầu sắc… đặc biệt là khả năng tối ưu hóa và cách thích ứng của động vật, thực vật với môi trường khắc nghiệt tự nhiên vào trong các sản phẩm quân sự để phục vụ mục đích tác chiến.
Mục tiêu cao nhất của công nghệ mô phỏng sinh học là mô phỏng các nguyên lý của các hệ sinh thái tự nhiên. Đây là cơ hội cho việc chuyển đổi nền khoa học - công nghệ và kinh tế hướng tới sự phát triển bền vững phục vụ cuộc sống của con người. Trong lịch sử quân sự thế giới, chỉ nhìn vào hình dạng và cấu trúc di chuyển của các sinh vật, các nhà nghiên cứu đã thiết kế, chế tạo ra các sản phẩm quân sự như máy bay và các thiết bị quân sự, áp dụng vào tác chiến.
Ro-bốt Cryo Jellyfish của Mỹ. Nguồn: inhabitat.com.
Các kỹ sư của không lực Hoa Kỳ, NASA và Hãng Boing đã dành mấy năm nghiên cứu con chim và con ong. Và kết quả là họ đã bắt tay vào việc chế tạo loại máy bay phản lực tiêm kích “cánh cụp cánh xòe” để có thể tàng hình trong khi bay và giảm nhẹ trọng lượng của máy bay nhằm tiết kiệm nhiên liệu. Các nhà khoa học của Trường Đại học quốc gia Áo đã quan tâm nhiều hơn tới cách bay của con chuồn chuồn: “Mặc dầu có bộ óc rất nhỏ, song loài côn trùng này có khả năng thực hiện những thao tác nhanh chóng và chính xác trong không trung vốn đòi hỏi độ vững chãi và khả năng biết tránh né những sự va chạm”. Từ con hà, một loài nhuyễn thể hai lá thường bám chặt lấy đáy tàu biển các nhà khoa học đã nghiên cứu và sản xuất ra chất siêu keo, giúp cho việc dán lại những tấm kim loại bị ôxy hóa và thậm chí còn thay thế cả những đường khớp phẫu thuật trên cơ thể con người sau khi mổ.
Ngày nay, công nghệ kỹ thuật mô phỏng sinh học là lĩnh vực nghiên cứu quan trọng để phát triển trí tuệ con người, là cơ sở các nhà khoa học phát minh nhiều sản phẩm ở nhiều lĩnh vực hoạt động vô cùng hữu ích.
Trong nghiên cứu khoa học kỹ thuật quân sự, kỹ thuật mô phỏng sinh học thông qua nguyên lý và các công năng đặc biệt của hệ thống mô phỏng sinh học, ứng dụng vào trong các loại trang bị, sáng tạo ra một phương thức kỹ thuật mới hoàn toàn. Việc ứng dụng kỹ thuật mô phỏng sinh học không chỉ nâng cao được tính năng của VKTB, còn có thể mở rộng tối đa năng lực của nhân loại. Các trang bị mô phỏng như rô-bốt Big Dog, Warrors Woven Cloth, phương tiện leo trèo mô phỏng Gecko... có thể từ giới hạn vật lý của người đột phá căn bản, nâng cao đáng kể khả năng hành động như khả năng chịu tải, leo trèo, chạy bộ của người lính, có khả năng sẽ tạo ra sự thay đổi mang tính cách mạng về phương thức tác chiến, phương thức bảo đảm hậu cần-kỹ thuật.
Rô-bốt Big Dog do Công ty Boston Dynamics chế tạo, có thể vận chuyển hành lý trên địa hình đồi núi gồ ghề, có thể vượt qua được 70% - 80% địa hình hành quân, loại thử nghiệm có thể mang được trọng lượng đến vài trăm ki-lô-gam, giúp giảm gánh nặng đáng kể cho người lính. Boston Dynamics còn phát triến các loại rô-bốt mô phỏng sinh học Cheetah, Wild Cats, Altas.... Rô-bốt Atlas có hình dáng con người, có thể đi thẳng đứng bằng hai chân, có thể vượt qua được các địa hình phức tạp nhờ vào hệ thông điêu khiên từ xa cập nhật. Rô-bôt hình con rắn do phòng nghiên cứu thực nghiệm của Lục quân Mỹ nghiên cứu, chế tạo, có khả năng bơi, leo trèo và vượt qua các khu vực nhò, chật hẹp, có thể dùng để thực hiện các nhiệm vụ như cứu hộ, cứu nạn, trinh sát... Dự án Z-Man do DARPA đầu tư nhằm nghiên cứu chế tạo ra phương tiện hỗ trợ leo trèo dựa trên nguyên lý sinh học, nhằm giúp cho người lính tác chiến leo trèo qua các vách tường thẳng đứng được chế tạo bằng các vật liệu cấu trúc thông thường trong tình huống không có dây thừng hoặc thang dây.
Rô-bốt Spy Jellyfísh do Hải quân Mỹ chế tạo có thể thực hiện trinh sát, theo dõi, kiểm tra mục tiêu dưới nước liên tục. Rô-bốt Spy Jellyfish giống hệt như con cá, là sự kết hợp hữu hiệu giữa kỹ thuật hệ thống không người lái và kỹ thuật điều khiển đầy độc đáo. Hình dáng và phương thức bơi Robofish này cũng giống với các loại cá lớn như cá mập, cá ngừ..., dài 1,2 m, nặng 45kg, có thể hoạt động ờ độ sâu từ 2,25 - 90m. Robofish sử dụng các vây để bơi, không gây tiếng ồn, tốc độ di chuyển tăng tốc rất nhanh lên đến 40 hải lý/giờ.
Phương tiện bay mô phỏng hạng nhẹ Machine Crow, nặng chỉ có 9,7g, sải cánh 0,34m, có thể mang tải trọng 6g để thực hiện nhiệm vụ trinh sát. Bước nhảy vọt của kỹ thuật vi hệ thống giúp cho các thiết bị mô phỏng sinh học thu gọn kích thước đáng kể, phương tiện bay siêu nhỏ sẽ đảm nhiệm vai trò trinh sát, chỉ thị mục tiêu, thông tin giai đoạn giữa trên chiến trường. Tháng 2-2011, Trường đại học Arizona của Mỹ đã nghiên cứu ra phương tiện bay không người lái mô phỏng loài chim, bay theo kiểu con ong, có thế bay lâu trên không, không bị ảnh hưởng bởi các luồng không khí. Tháng 8-2015, Trường đại học Oxford đã tiết lộ nguyên lý bay của côn trùng, dựa trên nguyên lý này có thể thiết kế ra loại cánh vỗ mới, dùng để chế tạo ra các loại phương tiện bay siêu nhỏ mô phỏng các con côn trùng.
Nhiên liệu sinh học sẽ thay thế nguồn năng lượng truyền thống
Kỹ thuật mô phỏng sinh học trong lĩnh vực nghiên cứu công nghệ, sản xuất nhiên liệu sinh học có ý nghĩa rất quan trọng trong hoạt động quân sự. Mục đích của lĩnh vực này là để chế tạo ra nhiên liệu sinh học có hàm lượng các-bon, có thể giảm bớt mức độ phụ thuộc của các loại vũ khí trang bị vào nhiên liệu đốt dạng dầu mỏ, nhằm cung cấp phương án giải quyết nguồn năng lượng, đảm bảo cho hoạt động tác chiến của người lính. Hiện nay, một số quốc gia như Mỹ, Pháp, Đức và Bra-xin đều đã dành cơ hội nghiên cứu phát triển kỹ thuật nhiên liệu sinh học và đã thu được rất nhiều đột phá.
Năm 2010, Hải quân Mỹ đã đề xuất nghiên cứu nguồn năng lượng sinh học để đáp ứng các nhu cầu của hải quân, đồng thời còn tuyên bố, đến năm 2020 nguồn năng lượng sinh học của Hải quân và Hải quân đánh bộ Mỹ bị tiêu tốn chiếm khoảng 50% tổng nguồn năng lượng tiêu hao cho vũ khí trang bị. Năm 2011, Tổng thống Mỹ tuyên bố, Bộ nông nghiệp, Bộ năng lượng và Hải quân Mỹ sẽ đầu tư 510 triệu USD trong 3 năm để sản xuất nhiên liệu đốt sinh học hàng hải, hàng không thay thế nguồn nhiên liệu hóa thạch truyền thống. Kỹ thuật nhiên liệu sinh học mà Mỹ đã phát triển đến thế hệ thứ 3, tính an toàn và độ tin cậy của nó đều đã được thử nghiệm thực tế. Mỹ đã hoàn thành các đợt thử nghiệm nhiên liệu đốt sinh học sử dụng cho rất nhiều loại trang bị trên máy bay chiến đấu F-22, máy bay huấn luyện Goshawk, máy bay không người lái Fire Scout, tàu đổ bộ đa năng. Hiện nay, Quân đội Mỹ đã bắt đầu sử dụng một tỉ lệ nhất định nhiên liệu sinh học cho vũ khí trang bị của họ, đồng thời đã lên kế hoạch nâng tỉ lệ sử dụng loại nhiên liệu sinh học này lên cao hơn.
Trong tương lai, cùng với sự phát triển của các loại vũ khí trang bị và mức độ sử dụng nhiều hơn vật liệu sinh học, sẽ đem lại những tác động to lớn đến các hoạt động tác chiến và bảo đảm hậu cần - kỹ thuật của quân đội các quốc gia trên thế giới, hy vọng năng lực tác chiến trên chiến trường sẽ nâng lên rõ rệt.
ĐỨC TÂM (tổng hợp)