Ein Wissenschaftler und ein Verteidigungsunternehmen bauen Drohnen an

Stellen Sie sich eine Drohne vor, die mit einer Geschwindigkeit fliegen kann, die dem Durchbrechen der Schallmauer nahe kommt, vom Radar nicht erkannt wird und Missionen autonom und ohne menschliche Kontrolle ausführt. Eine solche Drohne gibt es bereits. Es heißt Taranis, nach dem keltischen Gott des Donners.

Taranis wurde von BAE Systems, einem der weltweit größten multinationalen Verteidigungs-, Sicherheits- und Luftfahrtunternehmen, entwickelt und den Vereinten Nationen als eines der geheimsten Flugzeuge beschrieben, die jemals entwickelt wurden. Nach Angaben des britischen Verteidigungsministeriums ist es auch das am weitesten fortgeschrittene.

Von BAE Systems entwickelte Taranis-Drohne.

BAE Systems ist kein Unbekannter in der Herstellung von Drohnen. Es wurden die Mantis-Überwachungsdrohne und die Herti-Drohne entwickelt, ein Flugzeug mittlerer Höhe, das für die britischen Verteidigungskräfte entwickelt wurde. Herti führt eine Kombination aus Intelligenz-, Überwachungs-, Aufklärungs- und Zielerfassungsoperationen durch. BAE hat außerdem eine 3D-Schlachtfeld-Vision-Technologie entwickelt, mit der feindliche, neutrale und freundliche Streitkräfte im Kampf sofort identifiziert werden können. Wenn es um Unternehmen wie BAE und den Begriff Science Fiction geht, beginnt sich der Teil „Fiktion“ aufzulösen.

Trotzdem verblassen diese Bemühungen im Vergleich zu dem ehrgeizigsten Unternehmen des Unternehmens: dem „Anbau“ von Drohnen.

Unbemannte Luftfahrzeuge (UAVs), allgemein als Drohnen bezeichnet, sind nicht mehr neu. Mehrere Länder und nichtstaatliche Akteure wie ISIS setzen Drohnen sowohl für militärische als auch für Überwachungszwecke ein. Sie haben auch den Alltag durchdrungen und werden von Unternehmen wie Amazon für die Paketzustellung und von Durchschnittsbürgern für Erholungszwecke genutzt. Es gibt sogar Drohnenpornos. Ja, Drohnenporno.

Der Fortschritt der Drohnen war schnell. Ende letzten Jahres testeten die USA 103 Schwarmdrohnen über China Lake, Kalifornien. Als die autonomen fußlangen UAVs aus dem Bauch eines Kampfjets fallen gelassen wurden, führten sie verschiedene Aufgaben in Koordination aus und organisierten ihre komplementären Flugmuster und Aktionen, ohne dass Menschen jede einzelne Drohne kontrollierten. In der Zwischenzeit entwickelt China ein ehrgeiziges Drohnenprogramm namens Divine Eagle, das Stealth-Flugzeuge erkennt.

Obwohl die Fähigkeiten von Drohnen erheblich verbessert wurden, haben sich die hochmodernen Produktionsmethoden nicht in gleichem Maße erhöht. BAE Systems hofft, dies zu ändern, indem UAVs mit einem Gerät namens Chemputer „gezüchtet“ werden. Wenn dies erfolgreich ist, wird dies die Art und Weise, wie wir über fortschrittliche Fertigung denken, stark verändern.

BAE Systems zeigt, wie der Chemputer-Prozess beim „Wachsen“ von Drohnen aussehen würde.

Lee Cronin, Regius-Professor an der Universität von Glasgow und Gründer und Direktor der Cronin Group PLC, entwickelte das Chemputer-Konzept in seinem Labor. Das Gerät kombiniert Hardware (Maschinen und Geräte), Software (das digitale Programm) und Wetware (chemische Flüssigkeiten und Reagenzgläser) für die Chemie. Mithilfe eines Computercodes, der als Blaupause fungiert, kombiniert der Chemputer die vorhandenen Chemikalien ordnungsgemäß und stellt Moleküle und Materialien digital her.

Das ursprüngliche Konzept von Cronin zielte darauf ab, zu untersuchen, wie ein Standardsatz von Chemikalien zur Herstellung einer Vielzahl von Molekülen verwendet werden kann, mit dem ursprünglichen Ziel, Arzneimittel schnell, kostengünstig und nach Bedarf herzustellen. Das Konzept erregte die Aufmerksamkeit von Unternehmen wie BAE, die daran interessiert sind, mithilfe der Chemputer-Methoden einzigartige und seltene Materialien wie wasserabweisendes Metall sowie fortschrittlichere Strukturen wie Drohnen herzustellen. Während ein 3D-Drucker lediglich einen Code in ein Kunststoffobjekt umwandelt, kann der Chemputer die Anordnung einer Reihe komplexer Moleküle und Materialien digital steuern.

Mit dem Chemputer arbeitet BAE Systems daran, UAVs in großen Labors zu „züchten“, angefangen bei einem einzelnen Molekül bis hin zum Aufbau. Das Unternehmen ist der Ansicht, dass der Chemputer verwendet werden könnte, um "militärische Operationen zu unterstützen, bei denen eine Vielzahl kleiner UAVs mit einer Kombination von Technologien, die einem bestimmten Zweck dienen, schnell benötigt werden könnten".

Der Prozess ist ein bisschen wie die Herstellung eines komplexen Gerichts ohne den Sternekoch. Die digitale Blaupause ermöglicht es dem Chemputer, Moleküle durch Chemie herzustellen und diese Moleküle dann in vollwertige Strukturen und Objekte umzuwandeln. Ziel ist es, komplexe Systeme aus der Ferne und nach Bedarf herzustellen. Während Cronin erkennt, dass eine solche Kreation unglaublich schwierig ist, glaubt BAE, dass dies innerhalb dieses Jahrhunderts möglich ist.

Stellen Sie sich Schwarmdrohnen vor, die jedoch individuell für eine einzigartige Militäroperation entwickelt und gezüchtet wurden und für das Radar unsichtbar sind, während sie einen Kampfjet abdecken oder unter Wasser für eine Seemission eingesetzt werden. Der Chemputer könnte auch zur Herstellung multifunktionaler Teile für große bemannte Flugzeuge verwendet werden, sagte BAE in einer Erklärung, als die Partnerschaft mit Cronin im Jahr 2016 bekannt gegeben wurde. Hat ein Flugzeug im Kampf einen Schlag auf den Flügel bekommen? Anstatt einen neuen Flügel zu bestellen und über einen mühsamen Erwerbsprozess auf seine Lieferung zu warten, könnten die Streitkräfte vor Ort einen vor Ort aufbauen. Der Prozess würde es ermöglichen, dass der Bau von UAVs eher Wochen als Jahre dauern würde.

"Dieser digitale Code wird mit dem Rohmaterial verwendet, um ein Objekt herzustellen", sagte Cronin über die Funktionsweise des Chemputer. Der Chemputer verwendet einen digitalen Code aus der Chemie und ermöglicht die vollständige Automatisierung des komplexen, detailorientierten Prozesses der Chemie, sodass komplexe Objekte in einem viel genaueren und nachhaltigeren Zeitrahmen als beim Menschen hergestellt werden können.

Dies unterscheidet sich von der traditionellen Fertigung und dem 3D-Druck. In traditionellen Fertigungsmodellen werden Objekte wie Drohnen aus Verbundwerkstoffen (verstärkten Kunststoffen) hergestellt, indem im Laufe der Zeit Schichten hinzugefügt werden. Zum Beispiel, sagte Cronin, würde der Drohnenhersteller Schicht für Schicht Funktion und Stärke hinzufügen. Für eine Drohne oder ein Flugzeug kann dies das Hinzufügen von Radarmaskierungsfunktionen, thermischer Erkennung und Sonnenkollektoren umfassen.

Cronin verglich seinen Prozess mit der automatisierten mechanischen Hochgeschwindigkeitsentwicklung. "Die Evolution kann bestimmte Lebensformen finden, die Eigenschaften haben, wie das Überleben in Salz oder Kälte", sagt er. "Es ist ein ähnlicher Ansatz, mit dem wir herausfinden, wie komplexe Materialien vom Atom an selbst zusammengesetzt werden können."

Professor Nick Colosimo, ein globaler Ingenieur von BAE Systems, lernte Cronin 2013 kennen. Als er von dem Chemputer erfuhr, war Colosimo beeindruckt von dem, was er als äußerst störend ansah - nicht nur im pharmazeutischen Sektor, sondern auch bei der Entdeckung und Synthese von Materialien sowie zukünftige "selbstmontierende" Fertigung.

BAE Systems Rendering einer Drohne, die durch den Chemputing-Prozess in einem Bottich gezüchtet wurde.

"Chemputing in der Verteidigung stellt einen bedeutenden Störfaktor dar, eine transformative Technologie", sagte Colosimo. "Die Gewinne sind sehr hoch, aber auch die Herausforderung - insbesondere für einige Anwendungen wie die Entdeckung und Synthese von Nanopartikeln, die sich selbst zu etwas Großem wie einem Flugzeugteil zusammenlagern können."

Die Herausforderungen sind es jedoch wert, sagte Colosimo, als er sich vorstellte, wozu der Chemputer fähig ist. Er sagte, dass ein vom Chemputer hergestelltes Flugzeugteil beispielsweise unglaublich stark und leicht sein oder sogar Licht um sich selbst biegen und es für das menschliche Auge unsichtbar machen könnte.

Lass das für einen Moment einwirken. Auf der ganzen Linie könnte der Chemputer in der Lage sein, eine Drohne zu züchten, deren Moleküle in der Lage sind, Licht um sich selbst zu biegen, um es für das bloße Auge unsichtbar zu machen.

Das Hauptinteresse von BAE am Chemputer liegt in der Materialsynthese oder der künstlichen Erzeugung von Materialien und der Entdeckung neuer Materialien, die auf natürliche Weise nicht existieren, sowie in dem, was Colosimo als „ultimative Herstellung“ bezeichnet. Wenn es um Materialsynthese und -entdeckung geht, möchte BAE Materialien mit ungewöhnlichen und anwendbaren Eigenschaften entdecken und diese dann bei Bedarf erstellen können, insbesondere wenn die Materialien nicht gut gelagert werden. Laut Colosimo könnte dies eine spezielle hydrophobe Beschichtung sein (wasserabweisend), die die Bildung von Eis auf Flugzeugflügeln verhindern würde.

Cronin und BAE glauben, dass eines Tages der Einsatz von Chemputers zur Weiterleitung von Betriebsbasen in Konfliktgebieten die Herstellung von Ausrüstung auf dem Schlachtfeld verändern wird. Und obwohl diese Methode nicht immer die schnellste ist, um komplexe Objekte zu erstellen, ist sie viel schneller als die natürliche Entwicklung komplexer Systeme und würde den Militärs eine größere Vielfalt an komplizierten Objekten bieten, die sie erstellen könnten. Cronin glaubt, dass mit zunehmender Arbeit von Menschen mit dem Chemputer mehr digitale Blaupausen für Objekte und Materialien erstellt werden. Im Internet gespeichert, kann jeder hypothetisch ein Design herunterladen, das auf seinen verfügbaren Materialien basiert. Mit dem Chemputer würden sie dann das Design überall auf der Welt erstellen. Cronin glaubt, dass groß angelegte Adoptionen und Kreationen wie diese ein ganzes Netzwerk von Designs schaffen könnten, die von überall zugänglich sind. Benötigen Sie eine Drohne? Ein Flugzeug? Ein neuer Reifen für einen MRAP? Es würde ein Design dafür geben.

Während BAE und Cronin erkennen, dass das „Wachsen“ einer Drohne oder eines Flugzeugs in Originalgröße Jahre entfernt sein kann, kommt die Zukunft.

"Es gibt weltweit eine Menge Forschung zu solchen Prozessen, aber Lee Cronins Arbeit ist in jeder Hinsicht außergewöhnlich", sagte Colosimo. "Deshalb führt er das Feld weiter an und wird es noch lange tun."

Verteidigungsunternehmen drängen weiter, als selbst einige Militärs in Bezug auf Wissenschaft, Technologie und Waffen bereit sind. Der Chemputer eröffnet eine neue Grenze im Bereich der Fertigung. Wenn es perfektioniert ist, wird es nicht nur ändern, wie Militärs und Verteidigungsunternehmen über die Herstellung denken, sondern auch, was sie überhaupt produzieren können.