สนามรบกำลังกลายเป็นดิจิทัล และกองกำลังภาคพื้นดินพึ่งพาคอมพิวเตอร์ที่ทหารสวมใส่หรือฝังอยู่ในยานพาหนะมากขึ้น ระบบเหล่านี้ต้องทนต่อสภาวะที่รุนแรงในขณะที่รวมเอาโซลูชั่นการออกแบบที่ดีที่สุดจากโลกพลเรือน
คอมพิวเตอร์ในรถใช้ในงานต่างๆ ตั้งแต่การรับรู้สถานการณ์ไปจนถึงการรวบรวมข้อมูลและการเฝ้าระวัง ตั้งแต่การสื่อสารไปจนถึงการติดตามกองกำลัง ระบบเหล่านี้จำนวนมาก ซึ่งติดตั้งอยู่ในชั้นวางมาตรฐาน ทำงานโดยอิสระจากผู้ใช้ในหลากหลายวิธี พวกเขามักจะไม่เหมือนกับคอมพิวเตอร์ที่มีหน้าจอและคีย์บอร์ดที่เราคุ้นเคย
มาตรฐาน
Brian Reinhart, CTO for Special Projects ของ Crystal Group ซัพพลายเออร์คอมพิวเตอร์ฝังตัวและผลิตภัณฑ์ที่เกี่ยวข้องสำหรับการใช้งานที่สำคัญต่อภารกิจ มีปัญหาท้าทายหลายประการที่เกี่ยวข้องกับการฝังคอมพิวเตอร์ในยานพาหนะ ตัวอย่างเช่น แอปพลิเคชั่นจำนวนมากต้องทำงานในสภาพแวดล้อมที่ไม่อนุญาตให้มีเทคโนโลยีการทำความเย็นแบบเดิม ซึ่งหมายความว่า "เราต้องสร้างระบบที่สามารถอยู่รอดได้ในอุณหภูมิที่สูงขึ้นโดยไม่ต้องใช้พัดลม" นอกจากนี้ คอมพิวเตอร์มักจะต้องวางในตำแหน่งที่ไม่พอดีกับขนาดของแร็คเซิร์ฟเวอร์ EIA-310 มาตรฐาน (482.6 มม.) ซึ่งกลายเป็นองค์ประกอบที่คุ้นเคยในโลกของคอมพิวเตอร์เชิงพาณิชย์ ซึ่งหมายความว่าบริษัทอย่าง Crystal ต้องสร้างระบบที่มีขนาดที่แน่นอนหรือ "ฟอร์มแฟกเตอร์" ที่สามารถทำงานได้ในจำนวนที่จำกัด “พวกเขาจะต้องได้รับการปรับแต่งให้พอดีกับปริมาตรที่มีอยู่บนแพลตฟอร์ม ไม่ว่าจะเป็นบังโคลนหรือห้องเครื่องของรถยนต์ สามารถวางบนพื้นรถหรือข้างถังน้ำมันเชื้อเพลิง"
นอกจากนี้ "ระบบทางอากาศบางระบบจำเป็นต้องทำงานด้วยแรงดันไฟฟ้าอินพุตที่ต่ำกว่าปกติ" เขาอธิบาย "เพื่อให้เป็นไปตาม MIL-STD-1275 ซึ่งเป็นหนึ่งในชุดมาตรฐานทางทหารของกระทรวงกลาโหมสหรัฐฯ ที่กำหนดการออกแบบและการก่อสร้าง คล้ายคลึงกัน ระบบ ". ซึ่งหมายความว่าบริษัทต่างๆ จะต้องออกแบบอุปกรณ์พลังงานให้เป็นไปตามมาตรฐานเหล่านี้ หากไม่มีเทคโนโลยีเชิงพาณิชย์แบบมีขายทั่วไปที่เหมาะสมที่สามารถปรับให้ใช้งานได้ในสภาวะที่ไม่เอื้ออำนวย "เราจะพัฒนาและปรับใช้ของเราเองและรวมเข้ากับงานที่เราต้องการ"
ทุกวันนี้ คอมพิวเตอร์มีบทบาทสำคัญในการทำงานของยานพาหนะภาคพื้นดินส่วนใหญ่ กล่าวโดยหัวหน้านักเทคโนโลยีของบริษัท General Micro Systems แห่งอเมริกา ซึ่งผลิตผลิตภัณฑ์สมองกลฝังตัวขนาดเล็ก สมาร์ทดิสเพลย์ที่ทนทาน ชั้นวางเซิร์ฟเวอร์ และระบบคอมพิวเตอร์อื่นๆ และมีส่วนร่วมในจำนวนหนึ่ง ของโครงการขนาดใหญ่ เช่น จัดหาผลิตภัณฑ์สำหรับยานเกราะ ของตระกูล Stryker ของกองทัพอเมริกัน ตัวอย่างเช่น เขาอ้างถึงระบบที่อนุญาตให้ผู้ปฏิบัติงานมองที่จอภาพเพื่อควบคุมเครื่องในความมืดสนิทแบบเรียลไทม์ "คอมพิวเตอร์เหล่านี้อยู่ในบล็อกขนาดเล็กที่แข็งแรง"
David Yedinak ประธานเจ้าหน้าที่ฝ่ายเทคโนโลยีของ Curtiss-Wright ซึ่งเป็นผู้จัดหาคอมพิวเตอร์ฝังตัวสำหรับยานพาหนะภาคพื้นดินและจอแสดงผลที่ทนทานกล่าวว่า "เทคโนโลยีนี้พร้อมกับเทคโนโลยีอื่นๆ อีกหลายอย่างระเบิดขึ้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา"เขาดึงความสนใจไปที่แนวโน้มที่เพิ่มขึ้นของ "การประมวลผลข้อมูลแบบกระจาย" ซึ่งคอมพิวเตอร์มีการเชื่อมต่อเครือข่ายกันมากขึ้นแทนที่จะทำงานเป็นระบบที่แยกจากกัน โครงการต่างๆ เช่น GVA ของสหราชอาณาจักร (Generic Vehicle Architecture) หรือ Victory ที่เทียบเท่าในอเมริกา กำลังตอกย้ำแนวโน้มนี้ และด้วยเหตุนี้เอง จะนำไปสู่การ "ลดขนาด น้ำหนัก การใช้พลังงาน และต้นทุนผ่านการกระจายข้อมูล" … Yedinak ชี้ไปที่เส้นทางการพัฒนาอื่นๆ จำนวนหนึ่ง โดยเฉพาะอย่างยิ่งการสังเกตความก้าวหน้าในเทคโนโลยีการประมวลผลข้อมูล โดยรวมแล้ว หนึ่งในความท้าทายทางทหารที่ใหญ่ที่สุดที่บริษัทต่างๆ เผชิญอยู่ เช่น Curtiss-Wright คือความท้าทายของการปรับปรุงให้ทันสมัย: จำเป็นต้องฝังเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ใหม่ ๆ โดยตระหนักว่าพวกเขาจะทำงานเคียงข้างกันกับระบบอื่น ๆ ที่เก่ากว่า ที่อาจไม่ได้รับการอัปเดตสำหรับ อีกทศวรรษ "คุณนำโลกทั้งสองนี้มารวมกันได้อย่างไร"
เงื่อนไขที่ไม่เอื้ออำนวย
คอมพิวเตอร์ที่ทนทานได้รับการออกแบบมาให้ทนทานต่อสภาวะที่รุนแรง ดังนั้นจึงต้องเป็นไปตามมาตรฐานที่เข้มงวดหลายประการ นอกจากมาตรฐาน MIL-STD-1275 แล้ว กระทรวงกลาโหมสหรัฐฯ ยังมีมาตรฐาน MIL-STD-810 ในคลังแสงอีกด้วย ซึ่งกำหนดข้อกำหนดสำหรับการต้านทานการกระแทกและการสั่นสะเทือน และ MIL-STD-461 ซึ่งกำหนด ภูมิคุ้มกันต่อรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า “มาตรฐานทั้งสามนี้เป็นหัวใจสำคัญของการทดสอบทั้งหมด แม้ว่าจะมีการทดสอบเฉพาะหลายอย่างที่ต้องดำเนินการตามความจำเป็น” Mike Southworth ผู้จัดการโครงการสำหรับคอมพิวเตอร์ฟอร์มแฟคเตอร์ขนาดเล็กที่ทนทานของ Curtiss-Wright กล่าว สำหรับคอมพิวเตอร์ฝังตัวที่มีรูปแบบขนาดเล็ก เขาเชื่อว่าด้วยความต้องการอิสระที่เพิ่มขึ้น คอมพิวเตอร์ทางการทหารจะใช้การเรียนรู้ของเครื่องและปัญญาประดิษฐ์รูปแบบอื่นๆ มากขึ้น เขาคาดการณ์การเกิดขึ้นของคอมพิวเตอร์แบบฝังตัวด้วย "สติปัญญาที่แข็งแกร่งขึ้นอย่างมาก" พร้อมความสามารถในการรวบรวมข้อมูลมากขึ้น โครงสร้างที่ทนทานและเชื่อถือได้เป็นคุณลักษณะสำคัญของจอแสดงผลที่ใช้เพื่อแสดงภาพและข้อมูลแก่ลูกเรือ Argon มีจอภาพหลายจอในพอร์ตโฟลิโอ และเพิ่งเสร็จสิ้นการทดลองใช้ผลิตภัณฑ์ใหม่สามรายการซึ่งมีแผนจะเปิดตัวสู่การผลิตจำนวนมากเร็วๆ นี้
Reinhart กล่าวว่าเขาคาดว่าจะเห็นการรักษาความปลอดภัยในคอมพิวเตอร์ในระดับที่สูงขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อพวกเขากลายเป็นส่วนหนึ่งของเครือข่ายที่กว้างขึ้น "เมื่อแบนด์วิดธ์ของเครือข่ายเพิ่มขึ้น จำเป็นต้องปรับปรุงความปลอดภัย" นอกจากนี้ เขายังให้ความสนใจกับการใช้โซลิดสเตตไดรฟ์หรือแฟลชไดรฟ์อย่างแพร่หลาย (โซลิดสเตตไดรฟ์, SSD ภาษาอังกฤษ) ต่างจากฮาร์ดไดรฟ์ทั่วไปตรงที่ไม่มีชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวได้ ทำให้ไม่เสี่ยงต่อความเสียหายที่เกิดจากการกระแทกแรงๆ เช่น การตกหล่น เดิมที SSD มีราคาสูงขึ้น แต่ราคาได้ลดลงอย่างมากในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา โดยตัวไดรฟ์เองมีขนาดเล็กลงและความจุเพิ่มขึ้น "นี่เป็นสิ่งสำคัญอย่างยิ่งสำหรับแอปพลิเคชันเช่นการรวบรวมข้อมูลและการจัดเก็บข้อมูล" เขากล่าวเสริม SSD ยังเป็นส่วนสำคัญของคอมพิวเตอร์แล็ปท็อปและแท็บเล็ตที่ทนทาน ซึ่งปัจจุบันเป็นเครื่องมือหลักของทหารที่ลงจากหลังม้าและยังสามารถรวมเข้ากับยานพาหนะได้อีกด้วย ผู้ผลิตคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลรายใหญ่หลายรายกำลังพัฒนาเพื่อกองทัพเช่นกัน ตัวอย่างเช่น Dell ขอเสนอคอมพิวเตอร์ Latitude Rugged ที่ทนทานในรูปทรงและขนาดที่หลากหลาย Umang Patel ผู้อำนวยการของ Dell Rugged กล่าวว่า "ในช่วง 5-10 ปีที่ผ่านมา อุตสาหกรรมมีความก้าวหน้าอย่างมากในด้านเทคโนโลยี SSD โดยกล่าวว่า SSD นั้นแข็งแกร่งในด้านความยืดหยุ่นต่อสิ่งแวดล้อมและประสิทธิภาพที่เหนือกว่า "ผมสามารถติดตั้งได้มากขึ้นโดยใช้พื้นที่น้อยลงด้วย มันใช้พลังงานน้อยลงและเปิดแอปพลิเคชั่นเร็วขึ้น"
นอกจากนี้ยังมีประเด็นต่างๆ ที่ต้องพิจารณาเมื่อทำการผลิตอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ที่ทนทานPatel ชี้ให้เห็นปัญหายืนต้นที่เกี่ยวข้องกับอุณหภูมิ การติดตั้งพัดลมเพื่อทำให้ระบบคอมพิวเตอร์เย็นลงทำให้เกิดการปนเปื้อนและชิ้นส่วนที่เคลื่อนไหวทางกลไกซึ่งระบบต้องอาศัยการทำงาน ผู้ผลิตคอมพิวเตอร์ที่ทนทานจึงควรพิจารณาวิธีอื่นๆ ในการทำให้ระบบเย็นลง รวมถึงระบบแบบพาสซีฟ ตลอดจนพัดลมที่ทรงพลังกว่าซึ่งออกแบบมาสำหรับสภาพแวดล้อมที่สมบุกสมบัน “ฉันต้องทำให้ระบบเย็นลง แต่ในขณะเดียวกัน ฉันต้องปกป้องระบบจากฝุ่น น้ำ และปัจจัยที่เป็นอันตรายอื่นๆ ฉันต้องจัดหาสิ่งนี้เป็นเวลานานมากด้วยความน่าเชื่อถือที่มากขึ้น " Jackson White ผู้อำนวยการ Getac ซึ่งผลิตแท็บเล็ต แล็ปท็อป และระบบอื่นๆ ที่ทนทาน ได้กล่าวไว้ ก่อนที่จะพิจารณาอุปกรณ์ใดๆ สำหรับการใช้งานทางการทหาร จำเป็นต้องค้นหาว่าเป็นไปตามมาตรฐานที่กำหนดหรือไม่ “การปกป้องข้อมูลเป็นสิ่งสำคัญอันดับหนึ่งอย่างไม่ต้องสงสัย แต่ความน่าเชื่อถือและความยืดหยุ่นนั้นยังจำเป็นต่อการทนทานต่อสภาวะแวดล้อมที่รุนแรงหรือแม้แต่ที่รุนแรง บวกกับความเข้ากันได้กับเทคโนโลยีที่จำเป็นอื่นๆ ที่บุคลากรใช้ ยังมีปัจจัยอื่นๆ เช่น ต้นทุน ความง่ายในการใช้งาน ความเหมาะสมกับการใช้งานที่ต้องการ และสุดท้ายคืออายุการใช้งาน"
White เชื่อว่าอุปกรณ์ที่ทนทานต้องทนต่อการตกหล่น การกระแทก การสั่นสะเทือน น้ำและสารเคมีเท่านั้น แต่ยังต้องทนต่อสถานการณ์ที่รุนแรง เช่น ทะเลทรายที่มีอุณหภูมิแผดเผา เขาประกาศว่าผลิตภัณฑ์ของบริษัทของเขาคือ IP67 (International Protection Marking) หรือสูงกว่า ซึ่งหมายความว่า "พวกเขาได้รับการทดสอบตามมาตรฐานทางทหารและสามารถทนต่อการลดลงและอุณหภูมิที่กำหนดโดยลูกค้าทางทหาร" เขาสังเกตเห็นแง่มุมอื่น ๆ ของเทคโนโลยีที่เกี่ยวข้องกับผู้ใช้ทางทหาร ตัวอย่างเช่น ทหารที่ลงจากหลังม้ามักต้องสวมชุดป้องกัน รวมทั้งถุงมือ ดังนั้นหน้าจอสัมผัสจึงต้องมีความอ่อนไหวต่อพวกเขา นอกจากนี้ หน้าจอจะต้องมองเห็นได้ชัดเจนในสภาพแสงต่างๆ หรือเข้ากันได้กับแว่นตามองกลางคืน White ระบุถึงทิศทางต่างๆ ที่เทคโนโลยีมีการพัฒนาในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ตัวอย่างเช่น ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา มีการแนะนำนวัตกรรมมากมายในอุปกรณ์พลเรือน มีการนำวิธีแก้ปัญหาที่ล้ำหน้ามาใช้ ดังนั้น "กองทัพต้องการให้อุตสาหกรรมในระบบที่พัฒนาขึ้นเพื่อให้พวกเขาใช้สิ่งเหล่านี้อย่างกล้าหาญมากขึ้น เพื่อให้บรรลุปฏิสัมพันธ์ที่ดีขึ้นและเพิ่มขึ้น ประสิทธิภาพในสถานการณ์การต่อสู้"
เทคโนโลยีแบตเตอรี่
ในขณะเดียวกัน แบตเตอรี่ก็มีประสิทธิภาพมากขึ้น โดยใช้งานได้นานแปดถึงสิบชั่วโมง ในขณะเดียวกันก็ปรับปรุงการเชื่อมต่อ และตามที่ White กล่าว “ด้วยความถี่และวิธีการเชื่อมต่อที่หลากหลาย บุคลากรสามารถเข้าถึงและป้อนข้อมูลได้เร็วขึ้นด้วยระดับความปลอดภัยที่สูงขึ้น” มีความก้าวหน้าในเทคโนโลยีหน้าจอสัมผัส และการใช้พลาสติกคอมโพสิตช่วยให้ "ลดความหนาและน้ำหนักของอุปกรณ์ได้อย่างมากในขณะที่ยังคงรักษาลักษณะความแข็งแรงไว้"
John Tucker หัวหน้าฝ่ายยุโรปของ Panasonic กล่าวว่าพวกเขาใช้วัสดุที่หลากหลาย เช่น โลหะผสมแมกนีเซียม สำหรับแล็ปท็อปและโน้ตบุ๊ก Toughbook ที่มีความทนทาน มีความแข็งแรงมากกว่าพลาสติก ABS (ABS, Acrylonitrile Butadiene Styrene - acrylonitrile butadiene styrene) ถึง 20 เท่า แต่ค่อนข้างเบา นอกจากนี้ยังมีวัสดุที่ออกแบบมาเพื่อลดแรงกระแทก ในหมู่พวกเขา เขาตั้งชื่อว่าพอลิเมอร์ที่เป็นยาง ซึ่งยกตัวอย่างเช่น ดูดซับแรงกระแทกส่วนใหญ่เมื่อตกหล่น ผู้ผลิตยังให้ความสนใจอย่างมากกับระบบภายในของตนตัวอย่างเช่น ใช้ขั้วต่อเคลือบทองอย่างกว้างขวางเพื่อหลีกเลี่ยงการเกิดสนิมที่มีความชื้นสูงและปัญหาอื่นๆ “แม้ว่าคุณจะใช้ระบบของคุณในอุณหภูมิต่ำและสูง ความชื้นสูง ฝนและหิมะ คุณก็ไม่ควรได้รับการกัดกร่อนแม้แต่น้อย”
โฆษกของ Xplore ผู้ผลิตแท็บเล็ตที่ทนทานกล่าวว่าสภาพการต่อสู้เป็นตัวกำหนดความต้องการความน่าเชื่อถือและความทนทานต่ออุณหภูมิสุดขั้ว ฝนและฝุ่น เขายังระบุขอบเขตของงานที่แท็บเล็ตทหารควรแก้ไข "เขาต้องทำเกือบทุกอย่างที่คุณสามารถจินตนาการได้ เช่น รถบรรทุก การขนส่ง และการก่อสร้าง" ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ลูกค้าทางทหารกำลังมองหาอุปกรณ์ที่เล็กกว่าและใช้งานได้ดีกว่า มองไปข้างหน้า "พวกเขากำลังรวมแท็บเล็ตและอุปกรณ์คอมพิวเตอร์ที่สวมใส่ได้อื่น ๆ ไว้ในระบบการสื่อสารและข้อมูลแบบบูรณาการ" ในเรื่องนี้ Tucker ชี้ให้เห็นถึงการเกิดขึ้นของแนวคิดของ "ทหารที่เชื่อมโยง" และความจริงที่ว่า Panasonic กำลังทำงานในทิศทางนี้กับโครงสร้างทางทหารหลายแห่งในยุโรป อันที่จริง สิ่งนี้จะช่วยให้ผู้บังคับบัญชามีข้อมูลที่ครอบคลุมเกี่ยวกับเขตสงคราม จนถึงสถานะสุขภาพของทหารแต่ละคน สิ่งนี้สามารถกระตุ้นความต้องการเทคโนโลยีที่สวมใส่ได้และแม้กระทั่งสั่งงานด้วยเสียง
ทิศทางหลักประการหนึ่งในการพัฒนาระบบคอมพิวเตอร์ทางการทหารคือการใช้เทคโนโลยีเชิงพาณิชย์ที่ทันสมัย ในขณะที่ยังคงความเชื่อถือได้ที่จำเป็นในสนามรบ ตัวอย่างเช่น ความสะดวกในการใช้งานสมาร์ทโฟน แล็ปท็อป และแท็บเล็ต ซึ่งทหารสามารถใช้ในชีวิตพลเรือนของเขาได้นั้นมีความสำคัญ ทักเกอร์กล่าวว่ามีการแลกเปลี่ยนกันระหว่างแวดวงทหารและพลเรือน แม้ว่าในปัจจุบัน ในหลายกรณี เทคโนโลยีจะไหลเข้าสู่ภาคการป้องกัน “การนำเทคโนโลยีที่ได้รับความนิยมในแวดวงพลเรือนมาใช้เป็นสิ่งสำคัญและทำให้เหมาะสมกับงานทางทหาร อย่างไรก็ตาม กระบวนการนี้ต้องมีความหมายอย่างยิ่ง ดูเหมือนว่าจะใช้ขั้วต่อ USB (Universal Serial Bus) มีอะไรพิเศษเกี่ยวกับเรื่องนี้? แต่กองทัพต้องการตัวเชื่อมต่อ USB ที่เชื่อถือได้ กันฝุ่นและกันน้ำ”
เกินราคา
Getac ผสานรวมความสะดวกสบายและฟังก์ชันการทำงานของระบบเชิงพาณิชย์ไว้ในอุปกรณ์พกพาที่ทนทานทั้งหมด White ตั้งข้อสังเกตว่า "นี่เป็นหนึ่งในข้อกำหนดหลักของลูกค้าทางทหารเมื่อเลือกซัพพลายเออร์" เขากล่าวว่าจำเป็นต้องมีความสมดุล เนื่องจากอุปกรณ์ของพลเรือน "ย่อมไม่แข็งแรงและทนทานพอที่จะตอบสนองความต้องการของทหารที่ลงจากหลังม้าหรือเงื่อนไขที่พวกเขาต้องทำงาน" ในทางกลับกัน อุปกรณ์บางอย่างที่มีระยะขอบความปลอดภัยสูงอาจหนักและยุ่งยากเกินไป “เพื่อให้ตรงกับภารกิจปฏิบัติการทางทหาร (คำสั่งและการควบคุม) และเป้าหมายอุปกรณ์ทางเทคนิคใหม่ การจัดซื้อจัดจ้างด้านการป้องกันควรมุ่งเน้นไปที่การจัดหาฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์เชิงพาณิชย์ที่จำหน่ายได้ใหม่ และแม้แต่แอพพลิเคชั่น เช่น อินเทอร์เน็ตของสรรพสิ่ง (ความสามารถ) เพื่อสร้างการสื่อสารระหว่างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์โดยไม่ต้องใช้คอมพิวเตอร์) อุปกรณ์เชิงพาณิชย์รุ่นใหม่ที่มีความน่าเชื่อถือเพิ่มขึ้นสามารถสร้างสมดุลที่เหมาะสมได้ เนื่องจากมีน้ำหนักเบา ทรงพลัง ใช้งานง่าย และตรงตามมาตรฐานการรักษาความปลอดภัยและการถ่ายโอนข้อมูลที่เข้มงวด”
