Resumo de tecnologias ópticas - o que esperar em 2025.

30 de Setembro de 2024

As tecnologias modernas estão mudando rapidamente o nosso mundo. O que parecia ficção científica há apenas alguns anos agora é amplamente utilizado em todo o mundo. Isso é especialmente perceptível no campo da óptica de imagem noturna e térmica. Esta área está se desenvolvendo extremamente rápido, então somos apresentados a alguns novos produtos interessantes quase todo mês. Em nosso guia, falaremos sobre o impacto das tecnologias ópticas na vida cotidiana, áreas críticas de modernização e perspectivas de desenvolvimento futuro. Também discutiremos separadamente as inovações mais esperadas apresentadas em 2025.

Tecnologias ópticas no mundo moderno

Dispositivos populares
O desenvolvimento de tecnologias ópticas como imagens térmicas e visão noturna tornou possível a criação de vários dispositivos valiosos. Todos eles são populares entre militares e civis, ajudando-os a lidar com várias tarefas cotidianas. A lista dos dispositivos mais populares sempre inclui óculos de visão noturna. Eles são óticas universais igualmente adequadas para representantes de todas as profissões. Esses óculos são fixados na cabeça do usuário, liberando as mãos para realizar trabalhos específicos. Eles são tão leves e compactos quanto possível, o que permite evitar desconforto durante seu uso. A imagem formada pelos óculos aparece diante dos olhos do usuário sem atrasos visíveis, graças aos quais é possível ver tudo o que acontece no escuro em tempo real.
Binóculos e monóculos de visão noturna são alternativas aos óculos. Eles também são relativamente pequenos, têm uma funcionalidade mais abrangente e permitem que você veja no escuro a longas distâncias. Ao contrário dos óculos, binóculos e monóculos devem ser segurados na mão. Isso limita um pouco as ações do usuário e o priva da oportunidade de observar e fazer qualquer trabalho simultaneamente. Muitas vantagens cobrem completamente essa desvantagem. Além das pequenas dimensões mencionadas anteriormente, binóculos e monóculos se distinguem por sua capacidade de trabalhar efetivamente em quaisquer condições externas. A maioria dos modelos modernos protege contra umidade, impactos e exposição a altas/baixas temperaturas. Devido a isso, eles são adequados para a maioria dos militares e representantes de várias profissões civis. Tudo o que foi dito acima pode ser dito sobre binóculos/monóculos de imagem térmica. Eles também beneficiam muito as pessoas e as ajudam a ver mesmo em casos em que os dispositivos de visão noturna padrão são inúteis (por exemplo, na escuridão total).
Uma ótica noturna popular é uma mira. Ela é usada principalmente por militares. No entanto, em algumas situações, pode ser útil para policiais, seguranças e caçadores. Miras de visão noturna, como regra, têm um alcance maior. Elas podem formar uma imagem clara e detalhada mesmo com pouca luz. Na escuridão total, elas são idealmente substituídas por miras de imagem térmica, permitindo que você mire e atire com o mínimo de erros de forma eficaz. Versões modernas de ambos os tipos de dispositivos são compactas, fáceis de usar e podem funcionar corretamente em qualquer ambiente. Isso as torna populares e amplamente utilizadas hoje em dia.
Câmeras de imagem térmica e câmeras de visão noturna fecham a lista de dispositivos populares que usam várias tecnologias ópticas. Ambas são amplamente utilizadas em vários campos de atividade. Elas frequentemente se tornam parte de sistemas de segurança, graças aos quais é possível monitorar uma área protegida, sua própria casa, unidades individuais de máquinas e mecanismos, várias comunicações, etc., 24 horas por dia. Essas câmeras geralmente são pequenas em tamanho e têm peso mínimo. Isso torna possível instalá-las em quase qualquer lugar e torná-las invisíveis a olhares curiosos. Os modelos modernos de tais dispositivos têm um mínimo de desvantagens. Devido a isso, eles são usados ​​ativamente em quaisquer condições e para atingir muitos objetivos.
As áreas de aplicação
As tecnologias ópticas desempenham um papel essencial no mundo moderno. Elas são usadas em vários campos de atividade, cada um trazendo benefícios significativos para as pessoas. Primeiro de tudo, é necessário destacar a indústria militar. Lá, a óptica de imagem noturna e térmica é um atributo indispensável do pessoal militar de todas as unidades. Foi inicialmente criado especificamente para as necessidades dos militares, então, mesmo hoje, tudo de melhor que existe no mundo das tecnologias ópticas vai primeiro para o exército e só então se torna disponível para os civis. Os modelos de hoje ajudam o pessoal militar a aprimorar suas habilidades e dominar as habilidades de conduzir operações de combate no escuro. Eles também são usados ​​para avaliar as capacidades do inimigo, coordenar as ações da unidade, planejar certos eventos e muito mais.
As tecnologias ópticas modernas são indispensáveis ​​em operações de busca e salvamento. Vários termovisores e dispositivos de visão noturna ajudam a procurar pessoas desaparecidas, tirá-las de debaixo dos escombros, salvá-las do fogo e da água e muito mais. Os modelos ópticos modernos funcionam efetivamente mesmo em condições extremas, por isso são ideais. Outra área de aplicação das tecnologias ópticas é a indústria automotiva. Aqui, equipamentos de imagem térmica e dispositivos de visão noturna tornam-se parte dos sistemas de segurança. Com a ajuda deles, os motoristas que dirigem à noite recebem o máximo de informações sobre outros veículos, pedestres e obstáculos na estrada, o que ajuda a reduzir a probabilidade de acidentes e outros problemas. As tecnologias de imagem térmica e visão noturna também são usadas ativamente para criar veículos não tripulados que podem substituir completamente os futuros carros controlados por humanos.
As tecnologias de visão noturna e imagem térmica também ajudam as pessoas na medicina. Aqui, elas são usadas em vários equipamentos destinados a medidas de diagnóstico. Com a ajuda de tecnologias ópticas modernas, é possível identificar muitas doenças perigosas em estágios iniciais, o que aumenta as chances de recuperação de uma pessoa. Gradualmente, a imagem térmica e a visão noturna serão integradas à maioria das áreas da medicina, melhorando significativamente a qualidade do diagnóstico e tratamento de doenças. As tecnologias ópticas também são usadas ativamente na aviação. Elas são implementadas em sistemas de controle para vários componentes de aeronaves e ajudam os pilotos a operar aeronaves com segurança.
As tecnologias ópticas disponíveis hoje são um componente importante do trabalho efetivo das agências de aplicação da lei e de várias organizações de segurança. Com a ajuda de equipamentos modernos, é possível ver os infratores no escuro, identificá-los e levá-los à justiça. Ópticas de imagem térmica e dispositivos de visão noturna também previnem quaisquer tentativas de entrar em uma área protegida e cometer ações ilegais.
As tecnologias ópticas também são procuradas em atividades como caça, pesca e observação de pássaros. Na primeira delas, vários dispositivos ajudam a detectar animais no escuro, determinar com precisão suas espécies, mirar e atirar com uma probabilidade mínima de errar. Na pesca noturna, as tecnologias ópticas ajudarão a monitorar o equipamento em locais onde a luz penetra o mínimo, escolher a rota de movimento ideal na água ou ao longo da área costeira e muito mais. A óptica de imagem noturna e térmica permitirá que os entusiastas da observação de pássaros observem pássaros que levam um estilo de vida noturno. As tecnologias ópticas são predominantes até mesmo em esportes. Elas são usadas durante competições realizadas sob iluminação artificial. Com a ajuda da óptica moderna, os juízes monitoram o cumprimento das regras e os treinadores monitoram as ações de seus pupilos. As tecnologias ópticas são mais procuradas em airsoft, paintball, biatlo, ciclismo e corridas de carros e motocicletas. Direções para o desenvolvimento de tecnologias ópticas
Universalização
O principal problema com a maioria dos dispositivos que usam várias tecnologias ópticas é sua especialização estreita. Eles são ideais para executar certas tarefas ou trabalhar em condições externas específicas, mas são inúteis na maioria das outras situações. Essa desvantagem deve ser eliminada em breve. Isso pode ser alcançado universalizando os dispositivos produzidos. Os fabricantes devem criá-los considerando a possibilidade de operação em quaisquer condições ambientais e tornando-os adequados para executar muitas tarefas. Essa direção de desenvolvimento de tecnologias ópticas é uma prioridade hoje, e atenção especial será dada a ela em breve.

Compatibilidade
Os fabricantes modernos de termovisores e dispositivos de visão noturna se esforçam para criar ópticas que usarão ambas as tecnologias populares. Sucessos específicos já foram alcançados nessa direção, mas o resultado desejado ainda está longe. Em breve, modelos aparecerão cada vez mais nos quais a imagem térmica complementará a visão noturna clássica. Isso ajudará a tornar os dispositivos mais versáteis e adequados para executar dezenas de tarefas simples e complexas. Além disso, a compatibilidade das tecnologias expandirá a gama de aplicações da óptica noturna. Nesse caso, ela se tornará mais útil para militares e civis, pois pode formar uma imagem mais informativa.

Implementação da IA
Hoje em dia, virou moda usar os recursos da inteligência artificial. Ela está sendo implementada em vários campos de atividade e no trabalho de dezenas de dispositivos modernos. Os desenvolvedores de óptica noturna também não ignoram a IA. Eles atribuem à inteligência artificial o papel de corretor da imagem final, que é exibida na tela do dispositivo. Graças aos recursos da IA, é possível eliminar vários defeitos, aumentar a clareza e ajustar o brilho da imagem. Isso a torna mais detalhada e adaptada para a percepção do olho humano. Ao mesmo tempo, os desenvolvedores de equipamentos de imagem térmica e dispositivos de visão noturna não vão parar por aí. Eles planejam dar à inteligência artificial novas tarefas com as quais ela pode teoricamente lidar. Devido a isso, a integração da IA ​​em tecnologias ópticas só vai acelerar, e a humanidade poderá receber certos benefícios.

Simplificação e aceleração do trabalho A direção-chave do desenvolvimento de qualquer tecnologia é a simplificação e aceleração de todos os processos. A tecnologia óptica não é exceção a essa regra. Novos dispositivos e modelos de imagem térmica com visão noturna clássica são criados anualmente, tornando-se mais acessíveis e rápidos de operar. Essa tendência continuará por muito tempo, então a atenção dada à direção descrita pelos fabricantes de óptica não diminuirá. Pelo contrário, competindo entre si, as empresas se esforçarão para surpreender os clientes com os dispositivos mais diretos e fáceis de usar que podem responder aos comandos do usuário mais rapidamente do que os modelos dos concorrentes.

Aumentando a confiabilidade
Os recursos de design de dispositivos modernos que usam várias tecnologias ópticas não permitem que eles se tornem equipamentos superconfiáveis. Esse problema existe há vários anos, e todos os fabricantes estão trabalhando ativamente em uma solução. Para fazer isso, eles desenvolvem versões atualizadas de vários elementos de design, usam materiais mais modernos na produção, aumentam os custos de modelos de teste e muito mais. Tudo isso melhora gradualmente a situação e torna os novos dispositivos mais confiáveis ​​do que os NVDs de versões anteriores. No futuro, ainda mais atenção será dada às questões de confiabilidade óptica, o que tornará possível atingir as metas definidas gradualmente.

Melhorando a qualidade da imagem
Até recentemente, um dos principais problemas dos termovisores e dispositivos de visão noturna era a baixa qualidade da imagem fornecida ao usuário. Hoje em dia, os desenvolvedores conseguiram corrigir a situação. Eles usaram os recursos da inteligência artificial mencionada anteriormente e fizeram certos ajustes no design de várias ópticas. Tudo isso tornou possível eliminar a maioria dos defeitos e atingir alta qualidade de imagem. Ao mesmo tempo, não há limite para a perfeição, então o trabalho nessa direção continua. Em breve, novas soluções aparecerão para ajudar a melhorar ainda mais a qualidade da imagem, tornando-a mais precisa e detalhada. Se tais resultados forem alcançados, as tecnologias ópticas poderão ser introduzidas nas áreas de atividade em que esse aspecto é crítico.

Expandindo funcionalidade
A atualização de dispositivos, incluindo aqueles que suportam várias tecnologias ópticas, geralmente visa melhorar o desempenho e expandir a funcionalidade. O surgimento de novas opções imediatamente abre novos horizontes para os usuários e torna possível introduzir a óptica em mais indústrias. Agora, os fabricantes de termovisores e Priors de visão noturna estão trabalhando ativamente para fornecer acesso a novas funções. Este processo é bastante complexo e requer algum tempo. No entanto, não há dúvida de que os desenvolvedores podem atingir seus objetivos. Muita atenção será dada à expansão da funcionalidade no futuro, então há motivos para esperar muitas inovações interessantes.

Aumentando a disponibilidade
O desenvolvimento de tecnologias ópticas requer investimentos financeiros significativos, então vários custos de equipamentos são sempre altos. É complicado resolver esse problema e aumentar a disponibilidade de dispositivos agora, mas será possível conseguir isso no futuro. O fato é que a competição entre fabricantes de termovisores e Priors de visão noturna está crescendo a cada ano. Sem dúvida, isso forçará as empresas a reduzir o custo de seus produtos para reter clientes. Esse processo será bem lento, então mudanças profundas devem ser esperadas apenas até o final da década atual.

Que inovações devemos esperar em 2025?
Criação de um filtro infravermelho ultrafino
O produto mais esperado de 2025 é o filtro IR ultrafino. Ele foi desenvolvido no ARC Centre of Excellence (Austrália) por cientistas que trabalham com tecnologias de visão noturna. Este filtro é único porque é frágil (de acordo com os desenvolvedores, ele não excede a espessura do filme plástico). Devido a isso, ele é facilmente fixado em óculos comuns e, em vários dispositivos de visão noturna, reduz significativamente o peso da estrutura. Esse filtro IR permitirá que os usuários observem o espectro de luz infravermelha e visível simultaneamente.
De acordo com dados publicados, o novo desenvolvimento melhorará a tecnologia de conversão de luz existente. Ele usará uma metassuperfície não do conhecido arsenieto de gálio, mas de niobato de lítio não local. Ele é caracterizado pela máxima transparência, o que aumentará significativamente a eficiência da metassuperfície. Outra diferença significativa será a capacidade de distribuir o fluxo de fótons sobre uma superfície maior. Isso diminuirá as perdas angulares e, mesmo nas bordas, a imagem será da mais alta qualidade.
Durante os experimentos, o novo filtro IR ultrafino demonstrou suas capacidades perfeitamente. Ele forneceu alta eficiência de conversão de fluxo de luz e ajudou a melhorar a qualidade da imagem final. Ao mesmo tempo, os cientistas continuam seus experimentos. Em breve, eles planejam aumentar a sensibilidade dos dispositivos com um filtro IR ultrafino, expandindo assim o alcance de onda que eles percebem. Teoricamente, tal mudança ajudará a obter uma imagem infravermelha de banda larga e tornará possível desenvolver ainda mais a óptica noturna. Os experimentos com o novo filtro IR continuarão até o final deste ano, então a apresentação oficial do novo produto é esperada para 2025.
Se o projeto for implementado com sucesso, os usuários comuns terão uma escolha mais ampla de opções para usar a óptica noturna. O novo filtro IR se tornará ainda mais compacto e fácil de usar, e o peso de vários dispositivos também será significativamente reduzido. Tudo isso tornará o produto mais recente em demanda para civis e a esfera militar. No futuro, o filtro IR ultrafino poderá ser colocado em óculos comuns. Se isso acontecer, o usuário poderá notar o espectro de luz visível e o espectro infravermelho.

Implementação do IVAS
Um evento marcante para todas as Forças Armadas dos EUA é esperado para 2025. Após muitos anos de desenvolvimento e testes extensivos, a implementação do IVAS versão 1.2 está planejada. Este sistema de aumento visual é um óculos de realidade aumentada exclusivo projetado para as necessidades dos soldados de infantaria. Eles devem permitir que o soldado veja várias informações diante de seus olhos, incluindo um mapa do terreno, marcas de localização aliadas e muito mais. Os novos óculos também exibirão os dados necessários para controlar drones e permitirão que os soldados de infantaria atirem de cobertura (eles mostrarão informações de câmeras montadas em armas). Outro recurso essencial do IVAS 1.2 é o modo de visão noturna. Ele pode ser ativado e desativado o mais rápido possível, permitindo que os soldados selecionem a operação ideal do equipamento constantemente.
O IVAS 1.2 é atualmente a versão mais recente do sistema. Ele inclui elementos-chave de design como um transmissor de rádio, sensores de visão noturna e imagem térmica, um display de campo de visão de 60 graus, um computador conhecido como "puck" e três baterias. Todos eles garantem o funcionamento normal do dispositivo e simplificam a interação entre os soldados. Atualmente, o IVAS 1.2 não é o equipamento mais leve. Ele pesa 1.5 kg e será desafiador usá-lo na cabeça por muito tempo. Atualmente, os desenvolvedores estão tentando corrigir essa deficiência e trazer o peso para os 1.3 kg planejados.
A principal vantagem do IVAS 1.2 é seu software. Ele agora está sendo testado durante batalhas de treinamento e funciona perfeitamente. No entanto, os desenvolvedores continuam a melhorar seu produto. Eles estão gradualmente refinando o software e expandindo a funcionalidade disponível para os soldados. Os planos incluem adicionar dicas aos recursos existentes para ajudar a fornecer cuidados médicos, conduzir tiros mais precisos, avaliar o trabalho da unidade e de cada soldado de infantaria e muito mais.
O projeto IVAS 1.2 está atualmente em seus estágios finais. O sistema é testado sob várias condições e, com base nos dados obtidos, certos ajustes são feitos em sua operação. O uso total do IVAS 1.2 está planejado para 2025.

Expansão do programa ENVG-B
Em 2025, espera-se o surgimento e a implementação de vários desenvolvimentos inovadores em tecnologias ópticas, bem como a expansão de programas relacionados. Um deles é o ENVG-B. Como parte da próxima etapa deste programa (projetado para 2024-2025), está planejado gastar mais de US$ 250 milhões no lançamento de modelos aprimorados de óculos de visão noturna e binóculos. Eles são dispositivos ópticos de nível militar que foram desenvolvidos especificamente para as necessidades do Exército dos EUA. Os testes de óculos-binóculos começaram em 2018, e seu primeiro uso em condições de combate ocorreu em 2021. Versões aprimoradas desses dispositivos estão sendo desenvolvidas e produzidas e estão planejadas para serem totalmente utilizadas em 2025.
Os dispositivos de visão noturna produzidos sob o programa ENVG-B têm uma característica crucial. Eles usam simultaneamente tecnologia de imagem térmica e amplificação de imagem, expandindo significativamente a gama de aplicações de tais ópticas. Os soldados podem operar óculos e binóculos exclusivos em três modos. No primeiro, eles funcionarão como NVDs regulares com um conversor eletrônico-óptico de terceira geração; no segundo, como termovisores; e no terceiro, como dispositivos universais capazes de combinar imagem térmica e visão noturna padrão.
Os óculos-binóculos consistem em 4 componentes essenciais. Eles incluem o dispositivo, unidades de posicionamento e montagem do capacete e uma bateria. Esta última não é instalada no alojamento óptico, mas é fixada na parte de trás do capacete do usuário. Esta solução permite deslocar o centro de gravidade e reduzir a carga no pescoço do soldado. O alojamento do dispositivo contém um elemento de design vital: um iluminador IR. Ele é destinado ao usuário para inspecionar vários objetos (por exemplo, armas, um mapa de papel, a tela de algum outro dispositivo, etc.).

Comissionamento do sistema RVS 2.0
O moderno sistema RVS 2.0 está programado para ser comissionado em 2025. É uma versão aprimorada do RVS 1.0, que a Força Aérea dos EUA usa há muitos anos para realizar o procedimento de reabastecimento de aeronaves no ar. O novo sistema recebeu várias atualizações, tornando sua operação mais eficiente. A principal mudança foi a introdução de dispositivos de visão noturna que usam tecnologias ópticas modernas e tornam o reabastecimento possível no escuro. Anteriormente, o RVS 1.0 não tinha ótica noturna, o que limitava muito o tempo para essa operação. O RVS 2.0 foi equipado com duas câmeras montadas diretamente na lança (um tubo telescópico exclusivo fixado sob a fuselagem na seção da cauda e usado para fornecer combustível de aeronaves-tanque para caças militares) e pode operar efetivamente dia e noite. Eles substituíram duas das cinco câmeras existentes anteriormente, expandindo significativamente o período de operação disponível de todo o sistema.
Teoricamente, o RVS 2.0 permitirá que o operador do boom veja o que está acontecendo de qualquer ponto da aeronave-tanque. Isso será possível graças a um display 3D exclusivo a bordo, capaz de transmitir vídeo de alta qualidade de câmeras e criar um efeito de presença. Esse recurso simplificará a tarefa do operador e possibilitará o reabastecimento noturno rapidamente. O projeto RVS 2.0 está quase concluído. Sua implementação levou muito mais tempo do que o planejado (19 meses a mais), mas no final, os criadores do sistema atingiram seu objetivo. Se nenhuma mudança negativa ocorrer no tempo restante, o novo sistema RVS 2.0 será implementado em outubro de 2025.

Perspectivas de desenvolvimento para a próxima década
Hoje, as tecnologias ópticas estão se desenvolvendo na taxa mais rápida. No entanto, elas ainda estão longe do seu pico. Isso é confirmado pelo fato de que inovações empolgantes em imagens térmicas e visão noturna aparecem a cada ano, o que muda nossa compreensão das tecnologias ópticas. Os modelos modernos não podem ser chamados de padrão, então não há dúvida de que eles serão modernizados muitas vezes.
Nos próximos dez anos, muitas mudanças ocorrerão. Elas afetarão todos os aspectos, desde a abordagem para produzir várias ópticas até a qualidade da imagem resultante. A modernização gradual de dispositivos que suportam tecnologia de visão noturna e imagem térmica permitirá outro avanço em 10 anos. Suas consequências positivas expandirão o escopo da aplicação de tecnologias ópticas e as integrarão ainda mais em nossas vidas diárias. Entre as áreas prioritárias de desenvolvimento para a próxima década estará a universalização de dispositivos, aumentando a influência da IA ​​na operação de várias ópticas e aumentando a disponibilidade de modelos fabricados.
O desenvolvimento ativo de tecnologias ópticas vem acontecendo há vários anos, e é muito cedo para falar sobre atingir um pico específico. As mudanças mais significativas estão acontecendo à noite e na óptica de imagem térmica, que está gradualmente se tornando indispensável em nossa vida diária. Os dispositivos e sistemas criados mudam nossa compreensão de muitas coisas e nos fazem admirar várias inovações novamente. Esse processo continuará por um longo tempo, então 2025 será apenas mais um estágio de desenvolvimento. No entanto, isso nos dará muitas coisas interessantes e um motivo para estarmos mais uma vez convencidos do futuro brilhante das tecnologias ópticas.