திருட்டுத் திறன் கொண்ட ஜெட் விமானங்களுக்கு ரேடாரை மின்சாரமாக மாற்றும் சீனாவின் 6G நுண்ணறிவு மேற்பரப்புத் தொழில்நுட்பம்

ரேடாரை அச்சுறுத்தலிலிருந்து வளமாக மாற்றுதல்

பல தசாப்தங்களாக, எதிரி ரேடாரின் கண்டறிதலில் இருந்து தப்பிக்க ராணுவ விமானங்கள் திருட்டுத் தொழில்நுட்பத்தை நம்பியுள்ளன. விமானத்தின் உடற்பகுதியைத் தகுந்த வடிவமைப்பில் உருவாக்கி, சிறப்பு ரேடார் உறிஞ்சும் பொருள்களைப் பூசி, வரும் வானொலி அலைகளைச் சிதறடிக்கவோ உறிஞ்சவோ செய்வதே இதன் அடிப்படைக் கொள்கை. இதனால் அவை மீண்டும் பெறுநரிடம் எதிரொலிப்பது தடுக்கப்படுகிறது. இப்போது, சீனாவைச் சேர்ந்த ஆராய்ச்சியாளர்கள் இந்தக் கருத்தின் புரட்சிகரமான மேம்பாட்டை முன்மொழிந்துள்ளனர். ரேடார் ஆற்றலை வெறுமனே திசைதிருப்பவோ சிதறடிக்கவோ செய்வதற்குப் பதிலாக, அதைச் சேகரித்து பயன்படுத்தக்கூடிய மின்சாரமாக மாற்றுவதே அவர்களின் புதிய தொழில்நுட்பத்தின் நோக்கம். மேம்பட்ட மின்காந்தப் பொறியியலை அடிப்படையாகக் கொண்ட இந்த முன்னேற்றம், மின்னணுப் போரின் இயக்கவியலையும் வயர்லெஸ் தகவல்தொடர்பின் எதிர்காலத்தையும் அடிப்படையாக மாற்றக்கூடும்.

சியான் பல்கலைக்கழகக் குழு தலைமையில் மேற்கொள்ளப்பட்ட இந்த ஆய்வு, வயர்லெஸ் தகவல் பரிமாற்றத்தையும் ஆற்றல் சேகரிப்பையும் ஒருங்கிணைக்கும் தற்சார்பு மின்னணு அமைப்பை மையமாகக் கொண்டுள்ளது. நடைமுறை ராணுவச் சூழல்களில், திருட்டுத் திறன் கொண்ட ஜெட் விமானம் தன்னை நோக்கிப் பூட்டப்படும் ரேடார் கற்றையை உறிஞ்சி, அதிலிருந்து கிடைக்கும் ஆற்றலை உந்துவிசை, உணரிகள் அல்லது தகவல்தொடர்பு அமைப்புகளுக்குப் பயன்படுத்த இது வழிவகுக்கும். இதனால், எதிரியின் கண்டறிதல் நடவடிக்கையே இலக்குக்கு இயங்கவோ தப்பிக்கவோ தேவையான ஆற்றலைத் தற்செயலாக வழங்கும் சூழல் உருவாகிறது.

மறுவடிவமைக்கக்கூடிய நுண்ணறிவு மேற்பரப்புகளுக்குப் பின்னால் உள்ள அறிவியல்

இந்தப் புதுமையின் மையத்தில் மறுவடிவமைக்கக்கூடிய நுண்ணறிவு மேற்பரப்பு (RIS) எனப்படும் தொழில்நுட்பம் உள்ளது. தயாரிப்பின்போதே நிலையாகப் பொருத்தப்படும் செயலற்ற பொருள்களைச் சார்ந்திருக்கும் பாரம்பரிய திருட்டுத் தொழில்நுட்பத்தைப் போலல்லாமல், RIS என்பது நூற்றுக்கணக்கான அல்லது ஆயிரக்கணக்கான சிறிய, நிரல்படுத்தக்கூடிய கூறுகளைக் கொண்ட மாறும் இருபரிமாணக் கட்டமைப்பாகும். இந்தக் கூறுகள் மின்காந்த அலைகளை நிகழ்நேரத்தில் கையாளவும், சமிக்ஞை பிரதிபலிக்கும் அல்லது உறிஞ்சப்படும் விதத்தைக் கட்டுப்படுத்த அதன் கட்டம், வீச்சு போன்ற பண்புகளை மாற்றவும் முடியும்.

எதிர்கால வயர்லெஸ் வலைப்பின்னல்களுக்கு குறைந்த செலவிலான, உயர் அளவில் நிரல்படுத்தக்கூடிய தீர்வாக இந்த RIS கட்டமைப்பை ஆராய்ச்சியாளர்கள் விவரிக்கின்றனர். சமிக்ஞைகளை உருவாக்க கணிசமான மின்சாரமும் வன்பொருளும் தேவைப்படும் வழக்கமான ஆன்டெனாக்களைப் போலல்லாமல், RIS சுற்றுச்சூழலில் ஏற்கெனவே உள்ள சமிக்ஞைகளை முதன்மையாக மாற்றியமைக்கிறது. ரேடார் அல்லது பிற சுற்றுச்சூழல் சமிக்ஞைகளிலிருந்து மின்சாரம் பெறுவதால், பாரம்பரிய மின்கலங்கள் இல்லாமலேயே இந்த மேற்பரப்பு இயங்க முடியும். தற்போதைய முன்மாதிரிகள், குறைந்த பக்க மடல்களுடன் பிளஸ் அல்லது மைனஸ் 45 டிகிரி வரை கற்றைத் திசைதிருப்பும் திறனைக் காட்டுகின்றன. நேரடிப் பார்வைப் பாதையை இயற்பியல் தடைகள் மறைக்கும் சூழல்களில், குறிப்பாக நகர்ப்புறங்களிலும் சிக்கலான நிலப்பரப்புகளிலும், சமிக்ஞைப் பரவலை மேம்படுத்த இந்தத் துல்லியம் உதவுகிறது.

தகவலும் மின்சாரமும் ஒரே நேரத்தில் பரிமாற்றம்

RIS உதவியுடன் ஒரே நேரத்தில் தகவல் மற்றும் மின்சாரப் பரிமாற்றம் என்ற கருத்தை ஆராய்ச்சியாளர்கள் முன்வைக்கின்றனர். எளிமையாகச் சொன்னால், ஒரே மின்காந்த சமிக்ஞையைத் தகவல்தொடர்புக்கும் ஆற்றல் சேகரிப்புக்கும் பயன்படுத்தலாம் என்பதே இதன் பொருள். ரேடார் சமிக்ஞைகள், செயற்கைக்கோள் இணைப்புகள், தகவல்தொடர்பு ஒலிபரப்புகள் ஆகியவை ஏற்கெனவே ராணுவ மற்றும் குடிமக்கள் வான்வெளிகளை நிரப்பியுள்ளன. இந்த மின்காந்தச் சூழலை வெறும் குறுக்கீடாகவோ அச்சுறுத்தலாகவோ கருதுவதற்குப் பதிலாக, மதிப்புமிக்க வளமாகப் பயன்படுத்தலாம் என்று ஆய்வு வாதிடுகிறது.

முன்மொழியப்பட்ட மாதிரியில், நுண்ணறிவு மேற்பரப்பு வரும் சமிக்ஞைகளைப் பெற்று, அதன் ஆற்றலில் ஒரு பகுதியை உள் ஆற்றல் சேகரிப்பு சுற்றுக்கு அனுப்புகிறது. மீதமுள்ள சமிக்ஞை தகவல்தொடர்பு அல்லது சமிக்ஞைக் கட்டுப்பாட்டுக்காக மாற்றியமைக்கப்படுகிறது. இந்தச் செயல்முறை இயல்பிலேயே செயலற்றது என ஆய்வுக் கட்டுரை வலியுறுத்துகிறது. மேற்பரப்பு தானாகக் கண்டறியக்கூடிய சமிக்ஞைகளை வெளியிடாது. மின்னணு ஆதரவு நடவடிக்கைகளிலிருந்து மறைந்திருக்க வேண்டிய, குறைந்த கண்டறிதல் வாய்ப்புள்ள தளங்களுக்கு இது முக்கியமான அம்சமாகும்.

மின்காந்தக் கூட்டுத் திருட்டுத் திறன்

குழுவினர் மின்காந்தக் கூட்டுத் திருட்டுத் திறன் என அழைக்கும் கருத்துக்கான தொலைநோக்குப் பார்வையை இந்த ஆய்வு முன்வைக்கிறது. தனியாக மறைந்திருக்கும் ஒற்றை விமானம் என்ற கருத்தைத் தாண்டிச் செல்லும் இந்த அணுகுமுறை, மொத்த ரேடார் குறுக்குவெட்டுப் பரப்பையும் உணரிகளுக்குத் தெரியக்கூடிய தன்மையையும் குறைக்க, வலைப்பின்னலாக இணைக்கப்பட்ட பல தளங்கள் ஒருங்கிணைந்து செயல்படுவதை உள்ளடக்கியது. தரவுகளைப் பகிர்ந்து, தங்களின் RIS பூச்சுகளை மாறும் வகையில் சரிசெய்வதன் மூலம், ட்ரோன்கள் அல்லது விமானங்களின் அணிவகுப்பு, தனித்தனியாகச் செயல்படுவதைவிடச் சிறப்பாகக் குருட்டுப் பகுதிகளை உருவாக்கவோ எதிரியின் கண்காணிப்பு அமைப்புகளைக் குழப்பவோ கோட்பாட்டளவில் முடியும்.

வழக்காய்வுகளில், அனுப்பி-பெறுக் கருவியின் கற்றை உருவாக்கம், ரோபோக்களின் பாதைகள், RIS குணகங்கள் போன்ற அளவுருக்களை இணைந்து மேம்படுத்துவதன் மூலம், கற்றை உருவாக்க வடிவமைப்பு, பாதைத் திட்டமிடல், இலக்கு உணர்தல், தரவு ஒருங்கிணைப்பு போன்ற சிக்கல்களைத் தீர்க்க பல முகவர் ஆழ வலுவூட்டல் கற்றல் மற்றும் பல்நோக்கு உகப்பாக்கம் சார்ந்த தீர்வுகள் முன்மொழியப்படுகின்றன என்று ஆராய்ச்சியாளர்கள் தங்கள் ஆய்வுக் கட்டுரையில் தெரிவித்தனர்.

இந்தக் கூட்டுச் செயல்பாட்டு அணுகுமுறை பல தளங்கள் அடங்கிய அணிவகுப்புகளுக்கும் விரிவடைந்து, வானொலி அதிர்வெண் அலைக்கற்றை முழுவதும் ஒருங்கிணைந்த மறைவுத்திறனை மேம்படுத்துகிறது. நிகழ்நேரத்தில் எதிர்கொள்ளும் குறிப்பிட்ட அச்சுறுத்தல்களுக்கு ஏற்ப தளம் நுண்ணறிவுடன் எதிர்வினையாற்றும், சூழலுக்கு ஏற்ப மாறும் ஒருங்கிணைந்த உணர்தல் அமைப்புகளை இந்தக் கட்டமைப்பு இறுதியில் சாத்தியமாக்கும் என்று குழு கூறுகிறது.

6G தொலைத்தொடர்புக்கான தாக்கங்கள்

ராணுவப் பயன்பாடுகள் கவனத்தை ஈர்த்தாலும், குறிப்பாக 6G வலைப்பின்னல்களின் வளர்ச்சியில், இந்தத் தொழில்நுட்பம் குடிமக்கள் உள்கட்டமைப்புக்குப் பெரும் தாக்கங்களைக் கொண்டிருப்பதாக ஆராய்ச்சியாளர்கள் வலியுறுத்துகின்றனர். அடுத்த தலைமுறை வயர்லெஸ் தகவல்தொடர்பில் மிகப்பெரிய முன்னேற்றம் வேகமான சில்லுகளால் மட்டுமல்ல, சுற்றுச்சூழலில் சமிக்ஞைகள் பயணிக்கும் முறையை மறுபரிசீலிப்பதிலிருந்தும் வரும் என்று பல விஞ்ஞானிகள் கருதுகின்றனர். மறுவடிவமைக்கக்கூடிய நுண்ணறிவு மேற்பரப்புகள் 6G ஆய்வின் முக்கிய மையங்களில் ஒன்றாகும்.

தொலைத்தொடர்புத் துறையில், செயற்கைக்கோள்கள் அல்லது அடிப்படை நிலையங்களுக்கு ஒருங்கிணைந்த உணர்தல் மற்றும் மின்சாரம் வழங்குதல் போன்ற 6G முன்னேற்றங்களை இந்த மேற்பரப்பு சாத்தியமாக்கும். அலைக்கற்றை மற்றும் வன்பொருள் வளங்களின் பயன்பாட்டை மேம்படுத்த, இந்த வன்பொருள் தளம் தரவுப் பரிமாற்றத்தையும் ரேடார் போன்ற செயல்பாட்டையும் ஒருங்கிணைக்கிறது. சிதறிய மின்காந்த அலைகளையும் செயலில் கதிர்வீசப்படும் சமிக்ஞைகளையும் இணைந்து கையாள்வதன் மூலம், இத்தகைய பல்பணி அமைப்புகளுக்குப் பொதுவாகத் தேவைப்படும் இடத்தையும் வன்பொருள் செலவையும் குறைக்கிறது. இதனால், தற்போதைய செல்லுலார் கோபுரங்களைவிட எளிதாக நிறுவக்கூடிய, அதிக ஆற்றல் திறன் கொண்ட சிறிய அடிப்படை நிலையங்கள் உருவாகலாம்.

இந்தத் தொழில்நுட்பம் இயற்பியல் மற்றும் டிஜிட்டல் உலகங்களுக்கு இடையிலான எல்லையை 6G மங்கச் செய்யும் என்றும், முப்பரிமாண மெய்நிகர் தோற்றங்கள், டிஜிட்டல் இரட்டையர்கள், பெரிய அளவிலான பொருட்களின் இணைய வலைப்பின்னல்கள் போன்ற பயன்பாடுகளைச் சாத்தியமாக்கும் என்றும் ஆதரவாளர்கள் கூறுகின்றனர். அத்தகைய சூழலில், நுண்ணறிவு மேற்பரப்புகள் பொருத்தப்பட்ட சாதனங்கள் சுற்றுப்புற ஒலிபரப்புகளிலிருந்து சிறியதாயினும் பயனுள்ள அளவு மின்சாரத்தைத் தொடர்ந்து சேகரித்து, மின்கல ஆயுளை நீட்டிக்கவோ முழுமையாகத் தற்சார்புடன் இயங்கும் உணரிகளைச் சாத்தியமாக்கவோ கூடும்.

பாதுகாப்பு மற்றும் குறுக்கீடு தடுக்கும் திறன்கள்

ஆற்றல் சேகரிப்பைத் தாண்டி, RIS தொழில்நுட்பத்தின் பல்துறைப் பயன்பாடு வலைப்பின்னல் பாதுகாப்பில் குறிப்பிடத்தக்க நன்மைகளை வழங்குகிறது. வேண்டுமென்றே வானொலி சமிக்ஞை இல்லாத பகுதிகளை உருவாக்கும் வகையில் இந்த மேற்பரப்பை அமைக்கலாம். இது சமிக்ஞைக் குறுக்கீட்டைக் குறைக்கவும் மின்னணு ஒட்டுக்கேட்பின் அபாயத்தைக் குறைக்கவும் உதவுகிறது. குறிப்பிட்ட பகுதிகளில் சமிக்ஞைகளைத் தேர்ந்தெடுத்து முடக்குவதன் மூலம், பாதுகாப்பான வளாகங்கள் தரவு வெளியேறுவதையோ அனுமதியற்ற சமிக்ஞைகள் உள்ளே நுழைவதையோ தடுக்கலாம்.

ஆய்வில் குறிப்பிடப்பட்டுள்ள முந்தைய ஆராய்ச்சிகள், குறுக்கீடு தடுப்புத் தொழில்நுட்பம், ஆளில்லா வான்வழி வாகனத் தகவல்தொடர்பு, வானொலி கண்காணிப்பு ஆகியவற்றிலும் RIS பயன்படுத்தப்படலாம் எனக் காட்டுகின்றன. பழைய உகப்பாக்கக் கருவிகள் பெரும்பாலும் சிரமப்படும் துறைகள் இவை. மலைகள் அல்லது உயரமான கட்டடங்கள் போன்ற இயற்பியல் தடைகளைச் சுற்றி இணைப்புகளை வழிநடத்த, கட்டுப்படுத்தக்கூடிய பிரதிபலிப்பும் சமிக்ஞைகளைத் திருப்பிவிடும் திறனும் உதவக்கூடிய செயற்கைக்கோள்-தரைத் தகவல்தொடர்புகளுக்கான வேட்புத் தொழில்நுட்பமாகவும் RIS-ஐ ஐரோப்பிய விண்வெளி நிறுவனம் சுட்டிக்காட்டியுள்ளது.

செயற்கை நுண்ணறிவுடன் இணைக்கும்போது, இந்தத் தொழில்நுட்பம் வான்-தரை பொருட்களின் இணைய இணைப்புகளின் பாதுகாப்பை கணிசமாக மேம்படுத்தக்கூடும் என்று ஃபுடான் பல்கலைக்கழகம், சிட்னி பல்கலைக்கழகம், காமன்வெல்த் அறிவியல் மற்றும் தொழில்துறை ஆராய்ச்சி அமைப்பு ஆகியவற்றின் ஆராய்ச்சியாளர்கள் குறிப்பிடுகின்றனர். இதனால், இந்தத் தொழில்நுட்பம் திருட்டுத் திறன் கொண்ட போர் விமானங்களுக்கு மட்டுமல்ல; எதிர்காலப் புத்திசாலி நகரங்களில் பெருமளவில் இடம்பெறவுள்ள இணைக்கப்பட்ட சாதனங்களின் விரிந்த சூழலமைப்புக்கும் பொருத்தமானதாகிறது.

சவால்களும் வரம்புகளும்

நம்பிக்கையளிக்கும் ஆற்றல் இருந்தபோதிலும், தொழில்நுட்பத்தின் தற்போதைய வரம்புகளை ஆராய்ச்சியாளர்கள் வெளிப்படையாகக் குறிப்பிடுகின்றனர். பயன்பாட்டில் உள்ள ஆயுத அமைப்பை விவரிப்பதற்குப் பதிலாக, இந்த ஆய்வு முதன்மையாகக் கோட்பாட்டு மற்றும் பரிசோதனைச் சட்டகத்தையே முன்வைக்கிறது. பொருள் அறிவியல், நீடித்துழைக்கும் தன்மை, கட்டுப்பாட்டு மின்னணுவியல், நிஜ உலக மின்காந்தச் சூழல்களின் சிக்கல்தன்மை ஆகியவற்றில் குறிப்பிடத்தக்க சவால்கள் இன்னும் உள்ளன.

தற்போது சேகரிக்கப்படும் மின்சாரத்தின் அளவு குறைவாகவே உள்ளது. ரேடார் கற்றைகளிலிருந்து மட்டுமே ஜெட் எஞ்சினை இயக்கும் கருத்து இப்போதைக்கு அறிவியல் புனைகதையாக இருந்தாலும், குறைந்த மின்சாரம் தேவைப்படும் விமான மின்னணுவியல், உணரிகள் அல்லது தகவல்தொடர்பு இடையகங்களுக்குப் போதுமான ஆற்றலை இது வழங்கக்கூடும். ஜெட் விமானங்கள் அல்லது ஏவுகணைகள் போன்ற அதிவேகத் தளங்களில் இத்தகைய அமைப்புகளை ஒருங்கிணைக்க, தீவிர காற்றியக்க விசைகளையும் வெப்பநிலை மாற்றங்களையும் தாங்கும் வகையில் மேலும் பல முன்னேற்றங்கள் தேவைப்படும்.

மேலும், ஆற்றல் மாற்றத்தின் செயல்திறன், வரும் சமிக்ஞையின் அதிர்வெண் மற்றும் செறிவைப் பெரிதும் சார்ந்துள்ளது. உயர்ந்த அதிர்வெண் கொண்ட 6G சமிக்ஞைகளில் ஆற்றல் அதிக அளவில் குவிந்திருந்தாலும், தற்போதைய ரேடார் அமைப்புகள் பல்வேறு அலைவரிசைகளில் இயங்குகின்றன; அவை ஆற்றல் சேகரிப்புக்கு ஏற்றதாக இல்லாமல் இருக்கலாம். இந்த விளைவின் முக்கியத்துவத்தை மிகைப்படுத்தாமல், ரேடார் ஒளியூட்டல் எதிர்விளைவை ஏற்படுத்தும் நிலை என்பது உடனடி செயல்பாட்டு யதார்த்தமல்ல; கருத்தியல் மாற்றம் மட்டுமே என்று ஆராய்ச்சியாளர்கள் கவனத்துடன் கூறுகின்றனர்.

6G ஆதிக்கத்துக்கான உலகளாவிய போட்டி

6G தரநிலைகளை வரையறுத்து ஆதிக்கம் செலுத்துவதற்கான தீவிர உலகளாவிய போட்டியின் பின்னணியில் இந்தத் தொழில்நுட்பம் உருவாகிறது. செயற்கை நுண்ணறிவுக்கும் எதிர்கால இணைப்புக்கும் ஆதரவளிக்கக்கூடிய விண்வெளி சார்ந்த தரவு மையங்களையும் மேம்பட்ட வயர்லெஸ் உள்கட்டமைப்புகளையும் உருவாக்க அமெரிக்காவும் சீனாவும் கடுமையாகப் போட்டியிடுகின்றன. RIS ஆய்வில் சீனாவின் முன்னிலை, மறுவரையமைக்கக்கூடிய வலைப்பின்னல்களைப் பயன்படுத்தும் அதன் திறனை விரைவுபடுத்தி, பாரம்பரிய 5G வலைப்பின்னல்கள் சிரமப்படும் நேரடிப் பார்வை இல்லாத சூழல்களில் கவரேஜை மேம்படுத்தக்கூடும்.

உணர்தல், தகவல்தொடர்பு, மின்சாரம் ஆகியவற்றை ஒரே வன்பொருள் தளத்தில் இணைப்பதன் மூலம், ஒட்டுக்கேட்பையும் குறுக்கீட்டையும் குறைத்தபடி பல்வேறு மேம்பட்ட பயன்பாடுகளை இந்தச் சாதனம் சாத்தியமாக்கலாம். வெற்றியடைந்தால், எதிர்காலத் திருட்டுத் திறன் மற்றும் தகவல்தொடர்பு அமைப்புகள் மின்காந்தச் சூழலுடன் தொடர்புகொள்ளும் விதத்தை மாற்றியமைப்பதோடு, உலகத் தொழில்நுட்பப் போட்டியில் சீனாவின் நிலையை இந்தத் தொழில்நுட்பம் வலுப்படுத்தக்கூடும்.

சுருக்கமாக

• சுற்றுப்புற ரேடார் அலைகளை மின்சாரமாக மாற்றக்கூடிய நுண்ணறிவு மின்காந்த மேற்பரப்பைச் சீன ஆராய்ச்சியாளர்கள் உருவாக்கியுள்ளனர்.
• பாரம்பரிய மின்கலங்கள் இன்றி, அலைகளை நிகழ்நேரத்தில் கையாள மறுவடிவமைக்கக்கூடிய நுண்ணறிவு மேற்பரப்புகளை (RIS) இந்தத் தொழில்நுட்பம் பயன்படுத்துகிறது.
• எதிரி ரேடார் கற்றைகளைப் பயன்படுத்தி திருட்டுத் திறன் கொண்ட விமான அமைப்புகளுக்கு மின்சாரம் வழங்குதல், 6G தொலைத்தொடர்பை மேம்படுத்துதல் ஆகியவை இதன் பயன்பாடுகளில் அடங்கும்.
• மின்காந்தக் கூட்டுத் திருட்டுத் திறனை இந்த அமைப்பு ஆதரிப்பதால், பல தளங்கள் இணைந்து தங்களைக் கண்டறிவதை கடினமாக்கலாம்.
• முன்மாதிரிகள் பிளஸ் அல்லது மைனஸ் 45 டிகிரி வரை கற்றைத் திசைதிருப்பவும், பாதுகாப்புக்காக வேண்டுமென்றே வானொலி சமிக்ஞை இல்லாத பகுதிகளை உருவாக்கவும் முடியும்.
• ஆற்றல் திறன், பொருள்களின் நீடித்துழைக்கும் தன்மை, அதிவேக ராணுவத் தளங்களில் ஒருங்கிணைத்தல் ஆகியவற்றில் சவால்கள் நீடிக்கின்றன.