Como funcionará o uniforme biônico

por Kevin Bonsor - traduzido por HowStuffWorks Brasil

Há certa evolução nas guerras - cada novo conflito emprega armamentos mais avançados e poderosos, que podem ficar obsoletos em apenas alguns anos. A realidade do campo de batalha exige contínuo aprimoramento para ficar sempre um passo à frente do inimigo.

Foto cedida Centro do Exército Americano do Soldado Natick Futuros soldados com uniformes biônicos

Entre os equipamentos sendo desenvolvidas pelo Exército dos EUA há um uniforme de infantaria que deve proporcionar força sobre-humana e maior proteção contra projéteis. E graças a computadores conectados a redes de longa distância, os soldados terão muito mais informação sobre o que acontece a seu redor.

Neste artigo, veremos um uniforme biônico no campo de batalha do futuro e compararemos sua tecnologia com a adotada hoje.

Vestindo-se para a batalha

Foto cedida Centro do Exército Americano do Soldado Natick

Com o desenvolvimento de um uniforme biônico para seus soldados, o Exército dos EUA está planejando uma mudança na logística de guerra. Monitoração fisiológica integrada, maior comunicação e ampliação da força física darão aos soldados do futuro as ferramentas necessárias para desarmar seus adversários simplesmente vestindo seu traje de alta tecnologia.

Há duas fases para o programa do uniforme biônico. A primeira (prevista para 2010) envolve a preparação de um uniforme que atenderá às necessidades do Exército a curto prazo. "O Departamento do Exército construiu o chamado projeto espiral", diz Jean-Louis "Dutch" DeGay, especialista em equipamentos do futuro uniforme biônico. "A cada dois anos, aproximadamente, se uma parte da tecnologia tiver amadurecido, tentaremos levar o uniforme para o campo de batalha, em vez de esperar até 2010 para levar a campo o sistema completo." Em 2020, o Exército pretende ter um traje que integra nanotecnologia, exoesqueletos e blindagem corporal líquida - tudo isso existente, atualmente, apenas na teoria.

Veja os componentes básicos da versão final do traje:

·         capacete - o capacete abriga um receptor GPS, rádio e conexões de rede locais e de longa distância;

·         sistema de estado psicológico do guerreiro - essa camada do traje é a mais próxima do corpo e contém sensores que monitoram os indicadores psicológicos, como batimentos cardíacos, pressão sangüínea e hidratação. O traje retransmite a informação aos médicos e comandantes do campo;

·         blindagem corporal líquida - esta blindagem corporal líquida é feita de fluido magneto-reológico, um fluido que permanece em estado líquido até a aplicação de um campo magnético. Quando um pulso elétrico é aplicado, ocorre a transição da blindagem de um estado macio para um estado rígido em milésimo de segundo.

·         exoesqueleto - é feito de dispositivos compostos muito leves que, anexados às pernas, aumentam a força do soldado.

Juntos, esses subsistemas criam um uniforme que informa, protege e melhora as habilidades de seus usuários. Agora vamos ver cada um desses componentes separadamente.

Consciência do campo de batalha

O valor do reconhecimento do inimigo depende da rapidez com que as informações possam ser retransmitidas para o soldado no campo de batalha. Os soldados do futuro terão mais informações imediatas disponíveis do que nunca.

O Exército dos EUA atualmente emprega um sistema chamado de Perseguidor da Força Azul (BTF). O sistema possibilita conseguir uma imagem em tempo real do campo de batalha. O comandante pode rastrear uma unidade individual em movimento e fornecer tal informação para unidades amigas. Os Fuzileiros Navais Americanos têm usado o BTF, embora eles inicialmente tenham optado por um sistema mais portátil e rigoroso chamado Sistema de Relatório de Localização de Posição Melhorada, ou simplesmente "ePLRS". O ePLRS e o BFT têm o mesmo objetivo: rastrear em tempo real as forças amigas. O aspecto negativo de ambos os sistemas, entretanto, é que eles são grandes, um pouco antigos e requerem computadores com operadores que possam também carregar uma arma.

Foto cedida Centro do Exército Americano do Soldado Natick Visão da parte de trás de um uniforme biônico

O projeto do futuro uniforme biônico é uma melhoria importante em relação aos sistemas atuais. Um computador embutido no traje e localizado na base das costas do soldado estará conectado a uma rede local de longa distância, permitindo a transferência de dados.

DeGay explica assim:

Essencialmente, é o que chamamos de efeito "borg", pegando emprestado um tema de "Jornada nas Estrelas". Tudo no espaço de batalha é um sensor, seja um veículo, asa rotativa, asa fixa, veículo de aviação, veículo de solo, soldado individual ou plataforma robótica não tripulada. Isso se transforma em um sensor que eu posso rastrear pelos dados. Posso enviar dados para ele ou retirar dados, vídeo ou áudio.

Foto cedida Centro do Exército Americano do Soldado Natick Capacete do futuro uniforme biônico

Os soldados vão utilizar uma tela móvel no capacete ativada pela voz para acessar as informações sem ter que deixar de lado suas armas. Embutido em um par de óculos transparentes, o display vai aparecer para o soldado como uma tela de 17 polegadas. Esta tela pode exibir mapas e vídeos em tempo real, fornecidos por uma equipe em posição adiantada, um satélite ou um avião. De acordo com DeGay, "Temos trabalhado para ter uma interface gráfica de usuário dentro dos sistemas tanto para replicar a interface gráfica de usuário do computador como de usuário do Playstation 2/Xbox", porque a maioria dos soldados de hoje conhece esses sistemas.

O futuro uniforme biônico não somente vai conhecer detalhes sobre seus soldados companheiros, mas também vai saber mais sobre sua própria condição fisiológica. O subsistema fisiológico do uniforme fica na pele do soldado e inclui sensores que monitoram sua temperatura corporal, temperatura da pele, batimentos cardíacos, posição do corpo (sentado ou em pé) e os níveis de hidratação. Essas estatísticas são monitoradas pelo soldado e por médicos e oficiais de comando que devem estar a quilômetros de distância. Conhecer a condição de um pelotão de soldados permite aos comandantes tomar melhores decisões estratégicas. O capacete do futuro uniforme biônico também inclui um receptor GPS, fornecendo aos comandantes o exato posicionamento de suas tropas.

Outro componente vital da batalha é a comunicação entre os soldados. O futuro uniforme biônico vai usar sensores que medem as vibrações da cavidade craniana, eliminando a necessidade de um microfone externo. Essa tecnologia de condução óssea permite aos soldados se comunicar uns com os outros e também controlar os menus visíveis por meio de uma espécie de lente ocular móvel.

"O que isto permitirá a você é saber de onde veio aquele franco-atirador ou o morteiro, mas ao mesmo tempo isso atenuará o ruído a um certo nível para que não cause danos aos ouvidos do soldado", diz Robert Atkinson, sargento responsável pelo grupo de interface de forças operacionais, do Centro de Soldados Natick.

A tecnologia de consciência da situação também permite aos soldados:

·         detectar outros soldados à sua frente até a quilômetros de distância

·         focar em um som em particular e amplificá-lo

Para dar energia ao traje completo há um gerador de microturbina de 2 a 20 watts abastecido com hidrocarboneto líquido. Um cartucho contendo pouco menos de 300 gramas de combustível pode dar energia ao uniforme de um soldado por até seis dias. As baterias anexadas embutidas no capacete fornecem três horas de potência de reserva.

Blindagem corporal líquida

Foto cedida Centro do Exército Americano do Soldado Natick O futuro uniforme biônico é protegido por uma blindagem corporal líquida embutida no uniforme

Com os avanços na balística, as forças armadas precisam melhorar a blindagem corporal. Um tipo de blindagem corporal moderna, desenvolvido nos anos 60, é feito de fibras de avançadas trançadas que podem ser costuradas em coletes e outros tecidos macios. Mais conhecido como kevlar, da Dupont, essa é uma das soluções de blindagem corporal atualmente empregadas nas Forças Armadas dos EUA. Outro tipo de blindagem, placas Sapi, (sigla em inglês de placas "de proteção inseridas como pequenos escudos"), é feito com placas compostas de cerâmica endurecida inseridas tanto nos bolsos da frente quanto nos de trás do colete de proteção contra fragmentos .

Agora, os cientistas estão trabalhando em uma nova espécie de blindagem feita de fluidos magneto-reológicos (MR) - a blindagem corporal líquida.

Um tipo de fluido MR consiste de pequenas partículas de ferro suspensas em óleo de silício. O óleo evita que as partículas enferrujem. O fluido se transforma de líquido em sólido em apenas milésimos de segundo, quando um campo magnético ou corrente elétrica é aplicada nele. A corrente faz com que as partículas de ferro se prendam em uma polaridade do uniforme e fiquem empilhadas umas sobre as outras, criando um escudo impenetrável. O quanto a substância endurece depende da força do campo magnético ou da corrente elétrica. Uma vez que a carga ou o campo magnético é removido, as partículas se destravam, e a substância volta ao estado líquido.

O fluido preencherá pequenos bolsos no tecido do uniforme. Eles serão reforçados com arame, o que permitirá que uma corrente elétrica passe pelo tecido. A corrente elétrica será controlada pelo sistema de computador de bordo e carregará automaticamente o fluido MR quando houver uma ameaça balística presente.

Os cientistas do MIT (Massachusetts Institute of Technology - páginas em inglês) que estão desenvolvendo a blindagem corporal líquida dizem que levará de 5 a 10 anos para que a substância seja à prova de bala.

Exoesqueleto

Foto cedida Centro do Exército Americano do Soldado Natick

Força sobre-humana sempre foi coisa de ficção científica, mas os avanços nos sistemas de aumento de performance humana podem dar aos soldados a capacidade de erguer centenas de quilos com o mesmo esforço necessário para levantar uma fração desse peso.

Nos ombros do uniforme há um tecido preenchido com nanomáquinas que imitam a ação dos músculos humanos, flexionando para fora e para dentro quando estimulados por um pulso elétrico. Estas nanomáquinas criarão o modo de elevação que os músculos fazem para aumentar a capacidade geral de elevação de 25% a 35%.

"Pense em você sob o efeito de esteróides, segurando quanto peso quiser por quanto tempo quiser", disse Atkinson. "Isso também permitiria que um indivíduo (homem ou mulher) de 45 kg carregasse um indivíduo de 125 kg para fora do campo de batalha e não sentisse que está carregando uma pessoa de 125 kg."

O exoesqueleto anexado à parte inferior do corpo do soldado forneceria até mais força. O exoesqueleto geral forneceria até 300% mais capacidade de elevação e carregamento de carga.

"O exoesqueleto, em conjunto com Darpa, dará ao soldado mais estabilidade", disse Atkinson. "Isso faz do soldado uma plataforma de armas."

Com essa força acrescentada, as armas podem ser montadas diretamente no sistema do uniforme. Na imagem do uniforme (à direita), o exoesqueleto é o material projetado para fora que você vê abaixo dos joelhos.

O exoesqueleto unirá estrutura, força, energia, controle, atuação e biomecânica. Veja alguns dos desafios que a Darpa ressaltou:

·         materiais estruturais - o exoesqueleto terá que ser feito de materiais compostos fortes, leves e flexíveis;

·         fonte de energia - o exoesqueleto deve ter força suficiente para funcionar por, pelo menos, 24 h sem precisar ser reabastecido;

·         controle - os controles para a máquina devem ser imperceptíveis, ou seja, os usuários devem poder agir normalmente enquanto estiverem usando o dispositivo;

·         atuação - a máquina deve ser capaz de mover suavemente. O acionador deve ser silencioso e eficaz;

·         biomecânica - os exoesqueletos devem poder mudar de um lado para o outro e de frente para trás, exatamente como uma pessoa se moveria em um campo de batalha.

Como a guerra muda, as unidades do exército estão procurando qualquer vantagem que possam conseguir contra inimigos em potencial. O novo traje do futuro uniforme biônico levará a performance humana a níveis jamais vistos. Imagine um pelotão de soldados vestindo esse traje que torna uma pessoa comum em um super-herói real e vivo.

Para mais informações sobre o futuro uniforme biônico e assuntos relacionados, confira os links na próxima página.

Mais informações

·         Futuro uniforme biônico - Centro do Soldado Natick do Exército Americano
http://www.natick.army.mil/soldier/wsit/

·         Dinâmica Geral
http://www.generaldynamics.com/

·         Instituto para a Nanotecnologia para os Soldados do MIT (ISN)
http://web.mit.edu/isn/

·         Futuro uniforme biônico exibe super poderes (Serviço de Imprensa das Forças Armadas Americanas, 27 de junho de 2004)

·         Blindagem Instantânea (ScienCentralNews)

·         Cientistas e engenheiros do Exército desenvolvem uma blindagem corporal líquida (Serviço de Notícias do Exército, 21 de abril de 2004)
http://www.military.com/NewsContent/0,13319,usa3_042104.00.html

·         1º Tenente John H. Frushour, USMC, 24ª Unidade Expedicionária de Fuzileiros Navais