Sažetak optičkih tehnologija - što očekivati ​​u 2025.

30. rujna 2024.

Moderne tehnologije ubrzano mijenjaju naš svijet. Ono što se prije samo nekoliko godina činilo kao znanstvena fantastika sada se široko koristi diljem svijeta. To je posebno vidljivo u području noćne i termovizijske optike. Ovo se područje iznimno brzo razvija pa nam se gotovo svaki mjesec prezentiraju neki zanimljivi novi proizvodi. U našem vodiču ispričat ćemo vam o utjecaju optičkih tehnologija na svakodnevni život, kritičnim područjima modernizacije i izgledima za daljnji razvoj. Također ćemo zasebno raspravljati o najočekivanijim inovacijama predstavljenim 2025.

Optičke tehnologije u suvremenom svijetu

Popularni uređaji
Razvoj optičkih tehnologija kao što su termalno snimanje i noćno gledanje omogućio je stvaranje nekoliko vrijednih uređaja. Svi su oni popularni među vojnicima i civilima, pomažući im u rješavanju raznih svakodnevnih zadataka. Na popisu najpopularnijih uređaja uvijek su naočale za noćno gledanje. Oni su univerzalna optika jednako dobro prilagođena predstavnicima svih zanimanja. Takve se naočale fiksiraju na glavu korisnika, oslobađajući ruke za obavljanje određenog posla. Oni su što lakši i kompaktniji, što vam omogućuje da izbjegnete nelagodu tijekom njihove upotrebe. Slika koju stvaraju naočale pojavljuje se pred očima korisnika bez vidljivih zastoja, zahvaljujući čemu je moguće vidjeti sve što se događa u mraku u stvarnom vremenu.
Dalekozori i monokulari za noćno gledanje alternativa su naočalama. Oni su također relativno mali, imaju sveobuhvatniju funkcionalnost i omogućuju vam da vidite u mraku na velikim udaljenostima. Za razliku od naočala, dvogled i monogled morate držati u ruci. Ovo malo ograničava radnje korisnika i uskraćuje mu mogućnost promatranja i obavljanja bilo kakvog posla istovremeno. Mnoge prednosti u potpunosti pokrivaju ovaj nedostatak. Osim već spomenutih malih dimenzija, dalekozori i monogledi odlikuju se sposobnošću učinkovitog rada u svim vanjskim uvjetima. Većina modernih modela štiti od vlage, udaraca i izloženosti visokim/niskim temperaturama. Zbog toga su prikladni za većinu vojnog osoblja i predstavnike raznih civilnih zanimanja. Sve navedeno može se reći i za termovizijske dalekozore/monoglede. Također su od velike koristi ljudima i pomažu im da vide čak i u slučajevima kada su standardni uređaji za noćno gledanje beskorisni (na primjer, u potpunom mraku).
Popularna noćna optika je vid. Koriste ga uglavnom vojna lica. Ipak, u nekim situacijama može biti od pomoći policajcima, zaštitarima i lovcima. Nišani za noćno gledanje, u pravilu, imaju povećani domet. Mogu oblikovati jasnu i detaljnu sliku čak i pri slabom svjetlu. U potpunom mraku idealno ih zamjenjuju termovizijski nišani, omogućujući učinkovito ciljanje i gađanje s minimalnim promašajima. Moderne verzije obje vrste uređaja su kompaktne, jednostavne za korištenje i mogu ispravno raditi u bilo kojem okruženju. To ih čini popularnima i naširoko korištenim danas.
Termovizijske kamere i kamere za noćno gledanje zatvaraju popis popularnih uređaja koji koriste različite optičke tehnologije. Oba se naširoko koriste u višestrukim područjima djelovanja. Često postaju dio sigurnosnih sustava, zahvaljujući kojima je moguće 24 sata dnevno nadzirati zaštićeno područje, vlastiti dom, pojedine jedinice strojeva i mehanizama, razne komunikacije itd. Takve su kamere često malene veličine i minimalne težine. To ih čini mogućim instalirati gotovo bilo gdje i učiniti ih nevidljivima za znatiželjne oči. Moderni modeli takvih uređaja imaju minimalne nedostatke. Zbog toga se aktivno koriste pod bilo kojim uvjetima i za postizanje mnogih ciljeva.
Područja primjene
Optičke tehnologije igraju ključnu ulogu u modernom svijetu. Koriste se u različitim područjima djelovanja, a svako donosi značajnu korist ljudima. Prije svega potrebno je istaknuti vojnu industriju. Tamo su noćna i termovizijska optika neizostavni atribut vojnog osoblja svih jedinica. U početku je kreiran posebno za potrebe vojske, pa tako i danas sve najbolje što postoji u svijetu optičkih tehnologija prvo ide u vojsku, a tek onda postaje dostupno civilima. Današnji modeli pomažu vojnom osoblju u usavršavanju vještina i svladavanju vještina vođenja borbenih operacija u mraku. Također se koriste za procjenu neprijateljskih sposobnosti, koordinaciju akcija postrojbe, planiranje određenih događaja i još mnogo toga.
Suvremene optičke tehnologije nezamjenjive su u operacijama traganja i spašavanja. Razne termovizije i uređaji za noćno gledanje pomažu u traženju nestalih osoba, izvlačenju ih ispod ruševina, spašavanju od vatre i vode i još mnogo toga. Moderni modeli optike učinkovito rade čak iu ekstremnim uvjetima, stoga su idealni. Drugo područje primjene optičkih tehnologija je automobilska industrija. Ovdje termovizijska oprema i uređaji za noćno gledanje postaju dio sigurnosnih sustava. Uz njihovu pomoć, vozači koji voze noću dobivaju maksimalne informacije o drugim vozilima, pješacima i preprekama na cesti, što pomaže smanjiti vjerojatnost nesreća i drugih problema. Tehnologije termalnog snimanja i noćnog vida također se aktivno koriste za stvaranje bespilotnih vozila koja mogu u potpunosti zamijeniti buduće automobile kojima upravlja čovjek.
Tehnologije noćnog vida i termalne slike također pomažu ljudima u medicini. Ovdje se koriste u raznim aparatima namijenjenim dijagnostičkim mjerama. Uz pomoć suvremenih optičkih tehnologija moguće je identificirati mnoge opasne bolesti u ranim fazama, što povećava šanse osobe za oporavak. Postupno će termovizija i noćno gledanje biti integrirani u većinu područja medicine, čime će se značajno poboljšati kvaliteta dijagnostike i liječenja bolesti. Optičke tehnologije također se aktivno koriste u zrakoplovstvu. Implementirani su u upravljačke sustave za različite komponente zrakoplova i pomažu pilotima da sigurno upravljaju zrakoplovom.
Danas dostupne optičke tehnologije važna su komponenta učinkovitog rada agencija za provođenje zakona i raznih sigurnosnih organizacija. Uz pomoć suvremene opreme moguće je uočiti prekršitelje u mraku, identificirati ih i privesti pravdi. Termovizijska optika i uređaji za noćno promatranje također sprječavaju svaki pokušaj ulaska u zaštićeni prostor i počinjenja protupravnih radnji.
Optičke tehnologije također su tražene u aktivnostima poput lova, ribolova i promatranja ptica. U prvom od njih, različiti uređaji pomažu otkriti životinje u mraku, točno odrediti njihovu vrstu, ciljati i pucati s minimalnom vjerojatnošću promašaja. Tijekom noćnog ribolova, optičke tehnologije pomoći će u praćenju opreme na mjestima gdje prodire minimalna svjetlost, odabrati optimalnu rutu kretanja na vodi ili uz obalno područje i još mnogo toga. Noćna i termovizijska optika omogućit će ljubiteljima promatranja ptica da promatraju ptice koje vode noćni način života. Optičke tehnologije prevladavaju čak iu sportu. Koriste se tijekom natjecanja koja se održavaju pod umjetnom rasvjetom. Uz pomoć suvremene optike, suci nadziru poštivanje pravila, a treneri nadziru postupke svojih štićenika. Optičke tehnologije najviše su tražene u airsoftu, paintballu, biatlonu, biciklizmu te auto i moto utrkama. Pravci razvoja optičkih tehnologija
Univerzalizacija
Glavni problem većine uređaja koji koriste različite optičke tehnologije je njihova uska specijalizacija. Idealni su za obavljanje određenih zadataka ili rad u specifičnim vanjskim uvjetima, ali su beskorisni u većini drugih situacija. Ovaj nedostatak mora se uskoro ukloniti. To se može postići univerzalizacijom proizvedenih uređaja. Proizvođači ih moraju stvoriti uzimajući u obzir mogućnost rada u svim uvjetima okoline i učiniti ih prikladnima za obavljanje mnogih zadataka. Ovaj smjer razvoja optičkih tehnologija je danas prioritet, te će mu se uskoro posvetiti posebna pozornost.

Kompatibilnost
Suvremeni proizvođači toplinskih kamera i uređaja za noćno gledanje nastoje stvoriti optiku koja će koristiti obje popularne tehnologije. Konkretni uspjesi u tom smjeru već su postignuti, ali je željeni rezultat još daleko. Uskoro će se sve više pojavljivati ​​modeli u kojima će toplinska slika nadopunjavati klasični noćni vid. To će pomoći da uređaji budu svestraniji i prikladniji za obavljanje desetaka jednostavnih i složenih zadataka. Također, kompatibilnost tehnologija proširit će raspon primjene noćne optike. U ovom slučaju, postat će korisniji za vojno osoblje i civile, jer može stvoriti informativniju sliku.

Implementacija AI
U današnje vrijeme postalo je moderno koristiti se mogućnostima umjetne inteligencije. Implementira se u različitim područjima djelovanja i radu desetaka suvremenih uređaja. Razvojni programeri noćne optike također ne zanemaruju AI. Umjetnoj inteligenciji dodjeljuju ulogu korektora konačne slike koja se prikazuje na zaslonu uređaja. Zahvaljujući mogućnostima AI, moguće je eliminirati razne nedostatke, povećati jasnoću i prilagoditi svjetlinu slike. To ga čini detaljnijim i prilagođenijim za percepciju ljudskog oka. U isto vrijeme, programeri termovizijske opreme i uređaja za noćno gledanje neće tu stati. Umjetnoj inteligenciji planiraju dati nove zadatke s kojima se teoretski može nositi. Zbog toga će se integracija umjetne inteligencije u optičke tehnologije samo ubrzati, a čovječanstvo će moći dobiti određene koristi.

Pojednostavljenje i ubrzanje rada Ključni smjer razvoja svake tehnologije je pojednostavljenje i ubrzanje svih procesa. Optička tehnologija nije iznimka od ovog pravila. Svake godine nastaju novi termovizijski uređaji i modeli s klasičnim noćnim gledanjem, koji postaju sve pristupačniji i brži za rukovanje. Ovaj trend će se nastaviti još dugo, tako da se pažnja posvećena smjeru koji opisuju proizvođači optike neće smanjiti. Naprotiv, natječući se jedna s drugom, tvrtke će nastojati iznenaditi kupce s najjednostavnijim i najjednostavnijim uređajima koji mogu odgovoriti na korisničke naredbe brže od konkurentskih modela.

Povećanje pouzdanosti
Značajke dizajna modernih uređaja koji koriste različite optičke tehnologije ne dopuštaju im da postanu super-pouzdana oprema. Ovaj problem postoji već nekoliko godina, a svi proizvođači aktivno rade na rješenju. Da bi to učinili, razvijaju ažurirane verzije različitih elemenata dizajna, koriste modernije materijale u proizvodnji, povećavaju troškove testiranja modela i još mnogo toga. Sve to postupno poboljšava situaciju i čini nove uređaje pouzdanijima od NVD-ova prethodnih verzija. U budućnosti će se još više pažnje posvetiti pitanjima pouzdanosti optike, što će omogućiti postupno postizanje postavljenih ciljeva.

Poboljšanje kvalitete slike
Donedavno je jedan od glavnih problema termovizijskih kamera i uređaja za noćno gledanje bila niska kvaliteta slike koju korisnik dobiva. Danas su programeri uspjeli ispraviti situaciju. Iskoristili su mogućnosti ranije spomenute umjetne inteligencije i unijeli određene prilagodbe u dizajn različite optike. Sve je to omogućilo uklanjanje većine nedostataka i postizanje visoke kvalitete slike. Istodobno, nema granice savršenstvu, pa se rad u tom smjeru nastavlja. Uskoro će se pojaviti nova rješenja koja će pomoći u daljnjem poboljšanju kvalitete slike, čineći je preciznijom i detaljnijom. Ako se postignu takvi rezultati, onda se optičke tehnologije mogu uvesti u ona područja djelovanja gdje je ovaj aspekt kritičan.

Proširenje funkcionalnosti
Nadogradnja uređaja, uključujući one koji podržavaju različite optičke tehnologije, najčešće je usmjerena na poboljšanje performansi i proširenje funkcionalnosti. Pojava novih opcija korisnicima odmah otvara nove horizonte i omogućuje uvođenje optike u više industrija. Sada proizvođači termalnih kamera i uređaja za noćno gledanje Priors aktivno rade na pružanju pristupa novim funkcijama. Ovaj proces je prilično složen i zahtijeva određeno vrijeme. Međutim, nema sumnje da programeri mogu postići svoje ciljeve. U budućnosti će se velika pažnja posvetiti proširenju funkcionalnosti, pa ima razloga očekivati ​​mnoge uzbudljive inovacije.

Povećanje dostupnosti
Razvoj optičkih tehnologija zahtijeva značajna financijska ulaganja, pa su različiti troškovi opreme uvijek visoki. Riješiti ovaj problem i povećati dostupnost uređaja sada je teško, ali će to biti moguće postići u budućnosti. Činjenica je da konkurencija među proizvođačima termalnih kamera i Priors za noćno gledanje raste svake godine. To će nedvojbeno prisiliti tvrtke da smanje troškove svojih proizvoda kako bi zadržale kupce. Taj će proces biti dosta spor, pa duboke promjene treba očekivati ​​tek do kraja tekućeg desetljeća.

Koje inovacije možemo očekivati ​​2025. godine?
Stvaranje ultratankog IR filtera
Najiščekivaniji novi proizvod 2025. je ultratanki IR filter. Razvili su ga znanstvenici koji rade na tehnologijama noćnog vida u ARC Center of Excellence (Australija). Ovaj filtar je jedinstven jer je krhak (prema programerima, ne prelazi debljinu prozirne folije). Zbog toga se lako pričvršćuje na obične naočale, au raznim uređajima za noćno gledanje značajno smanjuje težinu konstrukcije. Takav IR filter omogućit će korisnicima da promatraju infracrveni i vidljivi spektar svjetlosti istovremeno.
Prema objavljenim podacima, novi razvoj poboljšat će postojeću tehnologiju pretvorbe svjetla. Koristit će metapovršinu ne od dobro poznatog galij arsenida, već od ne-lokalnog litij niobata. Karakterizira ga maksimalna transparentnost, što će značajno povećati učinkovitost metapovršine. Još jedna značajna razlika bit će mogućnost raspodjele protoka fotona preko veće površine. Time će se smanjiti kutni gubici, a čak i na rubovima slika će biti vrhunske kvalitete.
Tijekom eksperimenata, novi ultratanki IR filter savršeno je pokazao svoje mogućnosti. Omogućio je visoku učinkovitost pretvorbe svjetlosnog toka i pomogao poboljšati kvalitetu konačne slike. Istodobno, znanstvenici nastavljaju svoje eksperimente. Uskoro planiraju povećati osjetljivost uređaja s ultratankim IC filtrom, čime će proširiti raspon valova koje percipiraju. Teoretski, takva će promjena pomoći u dobivanju širokopojasne infracrvene slike i omogućiti daljnji razvoj noćne optike. Eksperimenti s novim IC filterom nastavit će se do kraja ove godine, pa se službeno predstavljanje novog proizvoda očekuje 2025. godine.
Ako se projekt uspješno provede, obični korisnici imat će veći izbor mogućnosti korištenja noćne optike. Novi IC filtar postat će još kompaktniji i lakši za korištenje, a značajno će se smanjiti i težina raznih uređaja. Sve to će učiniti najnoviji proizvod traženim za civile i vojnu sferu. U budućnosti bi se ultratanki IR filter mogao staviti na obične naočale. Ako se to dogodi, korisnik će moći primijetiti spektar vidljive svjetlosti i infracrveni spektar.

Implementacija IVAS-a
Značajan događaj za cijele američke oružane snage očekuje se 2025. Nakon mnogo godina razvoja i opsežnog testiranja, planira se implementacija IVAS verzije 1.2. Ovaj sustav vizualnog povećanja jedinstvene su naočale za proširenu stvarnost dizajnirane za potrebe pješaka. Oni bi trebali omogućiti vojniku da vidi razne informacije pred svojim očima, uključujući kartu terena, oznake savezničke lokacije i još mnogo toga. Nove naočale također će prikazivati ​​podatke potrebne za upravljanje dronovima i omogućiti pješacima da pucaju iz zaklona (prikazivati ​​će informacije s kamera postavljenih na oružje). Još jedna bitna značajka IVAS-a 1.2 je način noćnog gledanja. Može se aktivirati i deaktivirati što je brže moguće, omogućujući vojnicima stalni odabir optimalnog rada opreme.
IVAS 1.2 trenutno je najnovija verzija sustava. Uključuje ključne elemente dizajna kao što su radio odašiljač, senzori za noćno gledanje i termalne slike, zaslon s vidnim poljem od 60 stupnjeva, računalo poznato kao "pak" i tri baterije. Svi oni osiguravaju normalno funkcioniranje uređaja i pojednostavljuju interakciju među vojnicima. Trenutno IVAS 1.2 nije najlakša oprema. Težak je 1.5 kg i bit će ga izazovno dugo nositi na glavi. Trenutno programeri pokušavaju ispraviti ovaj nedostatak i težinu dovesti do planiranih 1.3 kg.
Glavna prednost IVAS-a 1.2 je njegov softver. Sada se testira tijekom trening bitaka i radi savršeno. Međutim, programeri nastavljaju poboljšavati svoj proizvod. Softver postupno dorađuju i proširuju funkcionalnosti koje su dostupne vojnicima. Planovi uključuju dodavanje savjeta postojećim sposobnostima za pomoć u pružanju medicinske skrbi, preciznije gađanje, procjenu rada postrojbe i svakog pješaka i još mnogo toga.
Projekt IVAS 1.2 trenutno je u završnoj fazi. Sustav se testira u različitim uvjetima, a na temelju dobivenih podataka vrše se određene prilagodbe u njegovom radu. Puna upotreba IVAS-a 1.2 planirana je za 2025. godinu.

Proširenje ENVG-B programa
U 2025. godini očekuje se pojava i implementacija raznih inovativnih dostignuća u optičkim tehnologijama, kao i širenje srodnih programa. Jedan od njih je ENVG-B. Kao dio sljedeće faze ovog programa (dizajniran za 2024.-2025.), planira se potrošiti više od 250 milijuna dolara na izdavanje poboljšanih modela naočala za noćno gledanje i dalekozora. Riječ je o optičkim uređajima vojne razine koji su razvijeni posebno za potrebe američke vojske. Testiranje naočala-dalekozora započelo je 2018. godine, a njihova prva uporaba u borbenim uvjetima dogodila se 2021. godine. Unaprijeđene verzije ovih uređaja se razvijaju i proizvode te se planiraju u potpunosti koristiti 2025. godine.
Uređaji za noćno promatranje proizvedeni u okviru programa ENVG-B imaju jednu ključnu značajku. Oni istovremeno koriste termoviziju i tehnologiju pojačanja slike, značajno proširujući raspon primjene takve optike. Vojnici mogu upravljati jedinstvenim naočalama i dalekozorom u tri načina. U prvom će raditi kao obični NVD s elektroničko-optičkim pretvaračem treće generacije; u drugom, kao termalne kamere; iu trećem, kao univerzalni uređaji koji mogu kombinirati termalno snimanje i standardno noćno gledanje.
Naočale-dalekozor sastoje se od 4 bitne komponente. To uključuje uređaj, jedinice za pozicioniranje i montiranje kacige te bateriju. Potonji nije ugrađen u kućište optike već je pričvršćen na stražnju stranu kacige korisnika. Ovo rješenje omogućuje pomicanje težišta i smanjenje opterećenja na vratu vojnika. Kućište uređaja sadrži vitalni element dizajna: IR iluminator. Namijenjen je korisniku za pregled raznih predmeta (primjerice oružje, papirnata karta, ekran nekog drugog uređaja i sl.).

Puštanje u rad sustava RVS 2.0
Suvremeni sustav RVS 2.0 trebao bi biti pušten u rad 2025. godine. Radi se o poboljšanoj verziji sustava RVS 1.0, koji američko ratno zrakoplovstvo već dugi niz godina koristi za obavljanje postupka punjenja zrakoplova gorivom u zraku. Novi sustav je dobio nekoliko ažuriranja, čime je njegov rad postao učinkovitiji. Glavna promjena bilo je uvođenje uređaja za noćno gledanje koji koriste suvremene optičke tehnologije i omogućuju dolijevanje goriva u mraku. Prethodno RVS 1.0 nije imao noćnu optiku, što je uvelike ograničavalo vrijeme za ovu operaciju. RVS 2.0 je opremljen s dvije kamere postavljene izravno na nosač (jedinstvena teleskopska cijev pričvršćena ispod trupa u repnom dijelu i koristi se za opskrbu gorivom iz zrakoplova cisterni vojnim lovcima) i može učinkovito raditi danju i noću. Zamijenile su dvije od dosadašnjih pet kamera, čime je značajno produljen raspoloživi rok rada cijelog sustava.
Teoretski, RVS 2.0 će omogućiti operateru kraka da vidi što se događa s bilo koje točke na zrakoplovu cisterni. To će biti moguće zahvaljujući jedinstvenom 3D zaslonu na brodu, sposobnom za prijenos video zapisa visoke kvalitete s kamera i stvaranje efekta prisutnosti. Ova značajka će pojednostaviti zadatak operatera i omogućiti brzo noćno punjenje gorivom. Projekt RVS 2.0 je pri kraju. Njegova implementacija trajala je puno dulje od planiranog (19 mjeseci više), ali na kraju su kreatori sustava postigli svoj cilj. Ukoliko u preostalom vremenu ne dođe do negativnih promjena, novi sustav RVS 2.0 bit će implementiran u listopadu 2025. godine.

Izgledi razvoja za sljedeće desetljeće
Danas se optičke tehnologije najbrže razvijaju. Ipak, još su daleko od svog vrhunca. To potvrđuje i činjenica da se svake godine pojavljuju uzbudljive inovacije u termoviziji i noćnom gledanju koje mijenjaju naše shvaćanje optičkih tehnologija. Moderni modeli ne mogu se nazvati standardom, stoga nema sumnje da će se više puta modernizirati.
U sljedećih deset godina dogodit će se mnoge promjene. One će utjecati na sve aspekte, od pristupa izradi različite optike do kvalitete dobivene slike. Postupna modernizacija uređaja koji podržavaju noćno gledanje i tehnologiju termovizije omogućit će novi iskorak za 10 godina. Njegove pozitivne posljedice proširit će opseg primjene optičkih tehnologija i dodatno ih integrirati u naš svakodnevni život. Među prioritetnim područjima razvoja u sljedećem desetljeću bit će univerzalizacija uređaja, povećanje utjecaja AI na rad raznih optika te povećanje dostupnosti proizvedenih modela.
Aktivan razvoj optičkih tehnologija traje već nekoliko godina i prerano je govoriti o dostizanju određenog vrhunca. Najznačajnije promjene događaju se noću i termovizijskoj optici koja postupno postaje neizostavna u svakodnevnom životu. Stvoreni uređaji i sustavi mijenjaju naše razumijevanje mnogih stvari i tjeraju nas da se ponovno divimo raznim inovacijama. Taj će proces trajati dosta dugo, tako da će 2025. biti samo još jedna faza razvoja. Ipak, pružit će nam mnogo uzbudljivih stvari i razlog da se još jednom uvjerimo u svijetlu budućnost optičkih tehnologija.