O campo de batalha está se tornando digital e as forças terrestres estão cada vez mais confiando em computadores usados por soldados ou embutidos em veículos. Esses sistemas devem resistir a condições extremas, integrando as melhores soluções de design do mundo civil
Os computadores dos veículos são usados para uma variedade de tarefas, desde consciência situacional até coleta de dados e vigilância, desde comunicações até rastreamento de forças. Muitos desses sistemas, montados em racks padrão, operam independentemente do usuário de várias maneiras; eles geralmente não se parecem de forma alguma com os computadores com o visor e os teclados aos quais estamos acostumados.
Padrões
De acordo com Brian Reinhart, CTO de Projetos Especiais do Crystal Group, um fornecedor de computadores embarcados e produtos relacionados para aplicações de missão crítica, há uma série de problemas desafiadores associados à incorporação de computadores em veículos. Por exemplo, muitas das aplicações precisam operar em um ambiente que não permite a tecnologia de resfriamento tradicional, o que significa que "temos que criar um sistema que possa sobreviver a temperaturas elevadas sem o auxílio de ventiladores". Além disso, os computadores geralmente precisam ser colocados em locais que não se encaixam nas dimensões de um rack de servidor EIA-310 padrão (482,6 mm), que se tornou um elemento familiar no mundo dos computadores comerciais. Isso significa que empresas como a Crystal devem criar sistemas de um certo tamanho ou “fator de forma” que podem operar em uma quantidade limitada. “Eles precisam ser moldados para caber em qualquer volume disponível na plataforma, seja no para-lama ou no compartimento do motor de um veículo. Eles podem ser colocados no chão do carro ou ao lado do tanque de combustível."
Além disso, "alguns sistemas aerotransportados precisam operar com tensões de entrada mais baixas do que o normal", explicou ele, "para atender ao MIL-STD-1275, um dos padrões militares do Departamento de Defesa dos Estados Unidos que define projeto e construção. sistemas ". Isso significa que as empresas devem projetar suprimentos de energia para atender a esses padrões. Se não houver tecnologia comercial de prateleira apropriada que possa ser adaptada para operar em condições adversas, então "desenvolvemos e implantamos a nossa própria e a integramos nas tarefas de que precisamos".
Hoje, os computadores desempenham um papel significativo na operação da maioria dos veículos terrestres, observou o tecnólogo-chefe da empresa americana General Micro Systems, que produz produtos embarcados de pequeno porte, telas inteligentes robustas, racks de servidores e outros sistemas de computador e participa de vários de grandes programas, por exemplo, fornece seus produtos para veículos blindados da família Stryker do exército americano. Como exemplo, ele citou sistemas que permitem ao operador, olhando para os monitores, controlar a máquina na escuridão total em tempo real. "Esses computadores são alojados em blocos pequenos e robustos."
“Essa tecnologia, junto com várias outras, explodiu nos últimos anos”, disse David Yedinak, diretor de tecnologia da Curtiss-Wright, que fornece computadores embarcados para veículos terrestres e monitores robustos. Ele chamou a atenção para a tendência crescente de "processamento de dados distribuído", em que os computadores estão cada vez mais interligados em rede, em vez de operar como sistemas separados. Programas como o GVA (Arquitetura de Veículos Genéricos) do Reino Unido ou o equivalente americano do Victory reforçam essa tendência e, como resultado, levarão à "redução de tamanho, peso, consumo de energia e custo por meio da distribuição de dados". Yedinak apontou vários outros caminhos de desenvolvimento, notando especialmente os avanços na tecnologia de processamento de dados. No geral, um dos maiores desafios militares enfrentados por empresas como a Curtiss-Wright é o desafio da modernização: é necessário incorporar novas tecnologias de computador, embora percebendo que elas funcionarão lado a lado com outros sistemas mais antigos. Que podem não ser atualizados para outra década. "Como você une esses dois mundos?"
Condições desfavoráveis
Os computadores robustos são projetados para resistir a condições extremas e, portanto, devem atender a uma série de padrões rigorosos. Além do padrão MIL-STD-1275, o Departamento de Defesa dos Estados Unidos também possui em seu arsenal o padrão MIL-STD-810, que define os requisitos de resistência a choques e vibrações, e o MIL-STD-461, que determina o imunidade à radiação eletromagnética. “Esses três padrões estão no centro de todos os testes, embora também haja muitos testes específicos que são executados conforme necessário”, disse Mike Southworth, gerente de projeto para computadores robustos de fator de forma pequeno na Curtiss-Wright. Quanto aos computadores embarcados de pequeno porte, ele acredita que, com a crescente demanda por autonomia, os computadores militares usarão cada vez mais o aprendizado de máquina e outras formas de inteligência artificial. Ele prevê o surgimento de computadores embarcados com "inteligência significativamente mais forte", com mais capacidades de coleta de dados. A construção robusta e confiável também é parte integrante dos visores usados para apresentar imagens e informações à tripulação do veículo. A Argon tem vários monitores em seu portfólio e concluiu recentemente os testes de três novos produtos que planeja lançar em produção em massa em breve.
Reinhart disse que espera ver níveis mais altos de segurança nos computadores, especialmente quando eles se tornam parte de uma rede mais ampla. "À medida que a largura de banda da rede aumenta, é necessário melhorar sua segurança." Ele também chamou a atenção para o uso generalizado de unidades de estado sólido ou unidades flash (em inglês Solid State Drive, SSD). Ao contrário dos discos rígidos convencionais, eles não têm partes móveis, o que os torna menos vulneráveis a danos causados por fortes impactos, como quedas. Os SSDs originalmente tinham preços mais altos, mas os preços caíram significativamente nos últimos anos, com as próprias unidades se tornando menores e sua capacidade aumentando. “Isso é de grande importância para aplicativos como coleta e armazenamento de dados”, acrescentou. O SSD também é parte integrante de laptops e tablets robustos, que agora são a principal ferramenta do soldado desmontado e também podem ser integrados em veículos. Muitos dos principais fabricantes de computadores pessoais também estão desenvolvendo para os militares. Por exemplo, a Dell oferece uma variedade de computadores Latitude Rugged robustos em uma variedade de formas e tamanhos. “Nos últimos cinco a dez anos, a indústria fez grandes avanços com a tecnologia SSD”, disse Umang Patel, diretor da Dell Rugged, observando que os SSDs são robustos em resiliência ambiental e desempenho superior. “Posso instalar mais em menos espaço com ele consome menos energia e inicia aplicativos com mais rapidez."
Há também uma série de áreas a serem consideradas ao fabricar dispositivos de computação robustos. Patel apontou os problemas perenes associados à temperatura; A instalação de um ventilador para resfriar um sistema de computador cria uma fonte de contaminação e peças móveis mecânicas nas quais o sistema depende para operar. Portanto, os fabricantes de computadores robustos devem considerar outras maneiras de resfriar o sistema, incluindo sistemas passivos, bem como ventiladores mais potentes projetados para ambientes hostis. “Tenho que resfriar o sistema, mas ao mesmo tempo tenho que protegê-lo contra poeira, água e outros fatores prejudiciais. Eu tenho que fornecer isso por um longo período de tempo com maior confiabilidade. " De acordo com Jackson White, diretor da Getac, que fabrica tablets, laptops e outros sistemas robustos, antes de considerar qualquer dispositivo para uso militar, é preciso saber se ele atende a determinados padrões. “A proteção de dados é, sem dúvida, uma prioridade, mas confiabilidade e resiliência também são necessárias para resistir a condições ambientais adversas ou mesmo extremas, além de compatibilidade com outras tecnologias essenciais usadas pelo pessoal. Existem outros fatores, como custo, facilidade de uso, adequação ao uso pretendido e, por fim, vida útil."
White acredita que dispositivos robustos devem resistir não apenas a quedas, choques, vibrações, água e produtos químicos, mas também a cenários extremos, como um deserto com suas temperaturas escaldantes. Ele anunciou que os produtos de sua empresa são IP67 (International Protection Marking) ou superior; isso significa que "eles são testados de acordo com os padrões militares e são capazes de resistir às quedas e temperaturas especificadas pelo cliente militar". Ele observou uma série de outros aspectos da tecnologia relacionados aos usuários militares. Por exemplo, soldados desmontados geralmente precisam usar roupas de proteção, incluindo luvas, portanto, as telas sensíveis ao toque devem ser sensíveis a eles. Além disso, a tela deve ser claramente visível em diferentes condições de iluminação ou compatível com óculos de visão noturna. White observou várias direções nas quais a tecnologia evoluiu nos últimos anos. Por exemplo, nos últimos anos, muitas inovações foram introduzidas em dispositivos civis, soluções inovadoras foram implementadas e, portanto, "os militares querem que a indústria nos sistemas desenvolvidos para eles usem tudo isso com mais ousadia a fim de alcançar uma melhor interação e aumento eficiência em uma situação de combate."
Tecnologia de bateria
Enquanto isso, as baterias estão ficando mais potentes, durando de oito a dez horas, ao mesmo tempo que melhoram a conectividade e, de acordo com White, “Com uma variedade de frequências e métodos de conexão à sua disposição, o pessoal pode acessar e inserir dados mais rapidamente com um nível mais alto de segurança”. Há algum progresso na tecnologia da tela de toque, e o uso de plástico composto permite "reduzir significativamente a espessura e o peso dos dispositivos, mantendo as características de resistência".
John Tucker, chefe da Panasonic para a Europa, observou que eles usam uma variedade de materiais, como ligas de magnésio, para sua linha Toughbook robusta de laptops e notebooks. Eles são 20 vezes mais fortes do que o plástico ABS (ABS, acrilonitrila butadieno estireno - acrilonitrila butadieno estireno), mas relativamente leves. Além disso, existem materiais projetados para reduzir as cargas de choque. Entre eles, ele citou um polímero elastomérico, que, por exemplo, absorve a maior parte do impacto quando cai. Os fabricantes também prestam grande atenção à parte interna de seus sistemas. Por exemplo, eles fazem uso extensivo de conectores banhados a ouro para evitar ferrugem com alta umidade e outros problemas. “Mesmo se você usar seus sistemas em baixas e altas temperaturas, alta umidade, chuva e neve, você não deve ter a menor corrosão.”
Um porta-voz da fabricante de tablets robustos Xplore disse que as condições de combate ditam a necessidade de confiabilidade e resistência a temperaturas extremas, chuva e poeira. Ele também mencionou a gama de tarefas que o tablet militar deve resolver. "Ele tem que fazer quase tudo que você possa imaginar, como transporte, logística e construção." Nos últimos anos, os clientes militares têm procurado dispositivos menores e mais funcionais. Olhando para o futuro, "eles estão integrando tablets e outros dispositivos de computação vestíveis em um super-sistema integrado de comunicações e informações". Nesse sentido, Tucker apontou o surgimento do conceito de "soldado conectado" e o fato de a Panasonic estar trabalhando nessa direção com várias estruturas militares europeias. Na verdade, isso permitirá que os comandantes tenham informações abrangentes sobre a zona de guerra, até o estado de saúde de cada soldado. Isso poderia estimular a demanda por tecnologia vestível e até ativada por voz.
Uma das principais direções no desenvolvimento de sistemas de computadores militares é o uso de tecnologias comerciais modernas, é claro, enquanto mantém a confiabilidade exigida no campo de batalha. Por exemplo, a facilidade de uso de smartphones, laptops e tablets, que um soldado poderia usar em sua vida civil, é importante. Tucker disse que existe uma espécie de intercâmbio entre as esferas militar e civil, embora hoje em dia, em muitos casos, a tecnologia esteja fluindo para o setor de defesa. “É importante pegar em tecnologias populares na esfera civil e torná-las adequadas para tarefas militares. No entanto, esse processo deve ser extremamente significativo. Parece levar o conector USB (Universal Serial Bus). O que há de especial nisso? Mas os militares precisam de conectores USB confiáveis, à prova de poeira e à prova d'água.”
Além do custo
Getac integra a conveniência e funcionalidade de sistemas comerciais em todos os seus dispositivos móveis robustos. White observou que "este é um dos principais requisitos dos clientes militares ao escolher seus fornecedores". É necessário um equilíbrio, disse ele, já que os dispositivos civis "inevitavelmente não serão robustos e duráveis o suficiente para atender às demandas de soldados desmontados ou às condições em que eles devem trabalhar". Por outro lado, alguns dispositivos específicos com uma grande margem de segurança podem ser muito pesados e incômodos. “Para realmente corresponder às tarefas operacionais militares (funções de comando e controle) e aos objetivos de reequipamento técnico, a aquisição de defesa deve se concentrar na aquisição de novos hardwares e softwares comerciais prontos para uso e até mesmo aplicativos como a Internet das Coisas (a capacidade estabelecer comunicação entre dispositivos eletrônicos sem a participação de computadores). Uma nova geração de dispositivos comerciais prontos para uso com maior confiabilidade pode atingir o equilíbrio certo porque são leves, poderosos, fáceis de usar e atendem a padrões rígidos de segurança e transferência de dados.”
