АНА МАРИЯ МИХАЛЧА Включение постоянного наблюдения в боевом пространстве: форма, функция и будущее Smart Dust - вступают в силу военные действия 2025 года?

В 2025 году потребность военных в приложениях для постоянного наблюдения выйдет за рамки существующих бортовых платформ, таких как Global Hawk и Predator. Будущее 2025 года содержит потенциальных врагов с материальной и информационной направленностью, способных вести регулярные и нерегулярные боевые действия на чужих землях, а также на континентальной части Соединенных Штатов. Вооруженные силы США должны уже сегодня вкладывать свою энергию и деньги в исследования перспективных технологий, таких как нанотехнологии, беспроводные сети и микроэлектромеханические системы (MEMS). Нанотехнологии сводят современные технологии к молекулярному уровню. Беспроводные сети могут связывать людей, компьютеры и сенсоры за пределами государств без необходимости в дорогостоящей инфраструктуре, требующей большого количества аппаратного обеспечения. Наконец, MEMS имеют возможность действовать как независимые или подключенные к сети сенсоры. Объединенные вместе, эти технологии могут создавать сеть наноразмерных частиц - "Умную пыль", - которые можно распределять по полю боя для измерения, сбора и распространения информации, "Умная пыль" преобразует постоянное наблюдение для бойца. Вооруженные силы США должны возглавить исследования и разработку этих вспомогательных технологий, чтобы "Умная пыль" стала жизнеспособным применением к 2025 году.

На протяжении военных операций разведданные об оперативной обстановке определяют уровень успеха или неудачи миссии, поскольку они определяют процесс принятия решений военными руководителями. “Под ”разведданными“ мы подразумеваем любой вид информации о противнике и его стране — короче говоря, основу наших собственных планов и операций”.² Согласно совместной доктрине, "... объединение разведданных из всех источников наряду с интеграцией датчиков, платформ, командных организаций и центров материально-технической поддержки позволяет быстрее выполнять большее количество оперативных задач и повышает осведомленность об оперативной обстановке — ключевой компонент информационного превосходства". ³ Без сомнения, будущие войны требуют информационного превосходства.

Следовательно, для разработки будущих разведывательных технологий, получения выгоды от них и подготовки к их использованию военные руководители Соединенных Штатов должны понимать контекст применения нынешних вспомогательных технологий, включая их возможные возможности и ограничения. “Будущая эпоха GNR (генетики, нанотехнологий, робототехники) наступит не из-за экспоненциального роста вычислений, а скорее из-за взаимодействия и множества синергий, которые станут результатом множества взаимосвязанных технологических достижений”.⁴ В этом сложном мире систем комбинации обеспечивающих технологий создают мощные и эффективные технологические приложения. Одним из приложений, созданных на основе слияния нанотехнологий, беспроводных сенсорных сетей и микроэлектронно-механических систем (MEMS), является "Умная пыль", объединенные в сеть молекулярные частицы, способные измерять, собирать и отправлять информацию удаленно.

Сочетание нанотехнологий, беспроводных сенсорных сетей и MEMS придает новый смысл сетецентрической войне, одновременно создавая новое применение постоянного наблюдения за пределами существующих систем, таких как Global Hawk и Predator. Эта комбинация, Smart Dust, создает беспроводную сеть наноразмерных датчиков, называемых пылинками, по всему боевому пространству, например, пыль на мебели, выдавая информацию в режиме реального времени о передвижениях, привычках и намерениях противника или дружественных сил.

Исторически сложилось так, что США внедрили эту концепцию во Вьетнаме с использованием технологий 1960-х годов под эгидой Igloo White как часть неофициального барьера Макнамары.⁵ В январе 1968 года датчики внесли свой вклад в защиту морской пехоты в Кесане; “датчики были очень эффективны при отслеживании противника в Кесане — даже морские пехотинцы так говорили, — но когда в апреле осада была снята, работы над барьером не возобновились”.⁶ Позже, используемые для перекрытия тропы Хо Ши Мина, “датчики — сеть из примерно 20 000 штук — были установлены в основном американскими военными”. Самолеты ВМС и ВВС, хотя некоторые из них были размещены наземными силами специальных операций".⁷ Хотя влияние Иглу Уайт спорно, военно-воздушные силы сообщили, что Иглу Уайт оказал положительное влияние на операции по пресечению.

Современные технологии делают эту концепцию еще более эффективной. В рамках проекта "Умная пыль" Калифорнийского университета в Беркли была создана пылинка размером с рисовое зернышко.⁸ Earthscope, проект стоимостью 200 миллионов долларов, спонсируемый Национальным научным фондом, предоставил 400 мобильных устройств, предназначенных для “волнообразного перемещения на восток из Калифорнии по всей стране в течение десятилетия”.⁹ Кроме того, в рамках демонстрации информационных сенсорных технологий SensIT, разработанной Агентством перспективных оборонных исследовательских проектов (DARPA), Университет

Беркли и морская пехота США запустили шесть пылинок с беспилотного летательного аппарата (БПЛА), который сформировал беспроводную сеть, обнаружил движущееся транспортное средство и передал его данные на орбитальный БПЛА.¹⁰
В военном отношении лидеры требуют такой возможности. Майкл У. Уинн, министр военно-воздушных сил, называет ее сферической ситуационной осведомленностью, “новой привычкой к мышлению и оперативным возможностям совместных и коалиционных сил - всеобъемлющим обзором, одновременно вертикальным и горизонтальным, в режиме реального времени и прогнозирующим, проникающим и защищаемым в киберпространстве”.¹¹ По словам заместителя начальника штаба ВВС США по разведке, наблюдению и рекогносцировке (ISR) генерала Дептулы, “самая большая проблема, стоящая сегодня перед разведкой ВВС, — это подобно остальному разведывательному сообществу - понимание намерений, стратегии и планов потенциального противника ”.¹² Исходя из этого руководства, Исследовательская лаборатория ВВС объявила беспрецедентную упреждающую разведку и наблюдение долгосрочной задачей, ориентированной на военно-воздушные силы.¹³ Что касается будущего, председатель Объединенного комитета начальников штабов генерал Хью Шелтон сказал: “...будущие тенденции, такие как превращение информационных технологий в оружие или повышение вероятности боевых действий в городской местности, предвещают резкий рост требований к мелкозернистому сбору и анализу разведданных с учетом времени”.1⁴ Ориентированных на сеть приложений постоянного наблюдения, таких как Smart Dust, нацелены на предоставление контекстной информации о противнике более полно, быстро и надежно, чем другие методы ISR.

В стратегическом плане Smart Dust имеет широкое применение на аренах информирования о боевом пространстве, национальной безопасности и идентификации оружия массового уничтожения (ОМУ). Национальная военная стратегия 2004 года определяет превосходство в принятии решений за счет повышения осведомленности о боевом пространстве и заявляет: “Разработка разведывательных продуктов для поддержки такого уровня осведомленности требует систем сбора и гарантированного доступа к датчикам воздушного, наземного, морского и космического базирования”.¹⁵ "Умная пыль" - это адаптируемая система сбора, поддерживающая осведомленность о поле боя. Кроме того, Стратегия 2005 года

для обороны страны и гражданской поддержки описывается активная эшелонированная защита, основанная “на раннем предупреждении о возникающей угрозе с целью быстрого развертывания и принятия решительных ответных мер”.¹⁶ Smart Dust могла бы обеспечить такое раннее предупреждение. Кроме того, в четырехгодичном обзоре обороны за 2006 год подчеркивалась возможность “постоянного наблюдения за обширными территориями с целью обнаружения оружия массового уничтожения или враждебных сил”.¹⁷ Smart Dust, оснащенный правильными датчиками, обеспечивает локализованный уровень обнаружения оружия массового уничтожения, дополняющий глобальное оборудование обнаружения США.¹⁸ Хотя сценарии будущего изменят наиболее подходящее использование "умной пыли", применимость "Умной пыли" для решения текущих и долгосрочных задач неоспорима.
Доктринально Smart Dust предлагает военным руководителям, планировщикам и операторам преимущества повсеместности, гибкости, своевременности и постоянства разведданных. Размер молекул пылинок сводит к минимуму их заметный след, обеспечивая доступ к местам, обычно недоступным для традиционных приложений постоянного наблюдения, при этом покрывая большую площадь по разумной цене. Информация, доставляемая по запросу со скоростью электронной связи на стратегический, оперативный и тактический уровни ведения боевых действий, превращает неизвестные при планировании и исполнении в достоверные факты.¹⁹ Кроме того, оснащение каждой пылинки различными типами датчиков обеспечивает мгновенную гибкость информации для анализа, проводимого солдатами в полевых условиях или аналитиками через reachback.
Эрик Дж. Дрекслер, известный сторонник нанотехнологий, представил мир, в котором нанороботы, обычно называемые “нанитами”, манипулируют материей, подобной живым клеткам. "... Получив контроль над молекулярным механизмом клетки, можно было бы использовать его так же, как инженеры используют машины обычного размера: создавая материалы, конструкции, инструменты и другие машины".²² Из его книги 1987 года "Двигатели созидания" Эта концепция самовоспроизводящихся нанитов стала краеугольным камнем нанотехнологий, и количество грантов резко возросло. Хотя его видение способствовало популярности нанотехнологий, некоторые ученые считали его концепцию слишком грандиозной и не имеющей немедленного практического применения.

Для "Умной пыли" большинство ограничений нанотехнологий связаны с масштабированием объектов до наноуровня, поскольку этот тип технологии наблюдения уже существует на микроуровне. В частности, эти ограничения включают уменьшение источников питания, сборочного оборудования и датчиков. Для решения проблем с энергопотреблением ученые уменьшили размеры источников питания при одновременном увеличении доступной плотности мощности. “Например, исследователи из Корнельского университета создали батарею размером в кубический миллиметр, которая может обеспечивать питание десятилетиями за счет извлечения энергии из радиоактивных изотопов, таких как никель-63”.²⁴       Программа микроисточников энергии Агентства перспективных оборонных исследовательских проектов (DARPA) исследует новые архитектуры батарей, использование новых материалов и соответствующих химических соединений, а также использование сбора энергии для поддержания плотности энергии в существенно меньших объемах.²⁵ Хотя сокращение количества батарей до наноуровня достижимо, количество доступной энергии ограничивает полезность некоторых приложений нанотехнологий, таких как постоянное наблюдение.

Чтобы преодолеть ограничение выходной мощности, инженеры в настоящее время предлагают три варианта: миниатюрные двигатели, протеиновые двигатели или незаметные вибрации. Поскольку законы о масштабировании запрещают
используя магнитные силы, некоторые ученые используют электростатические силы для питания этих миниатюрных двигателей.²⁶В 2003 году физики Калифорнийского университета в Беркли успешно создали первый электростатический наномотор с использованием углеродных нанотрубок и золотого ротора.

Двигатель имел около 200 нанометров в поперечнике или, по сравнению с чем-то материальным, в 300 раз меньше диаметра человеческого волоса.²⁷ Это достижение продемонстрировало возможность использования нанотрубок в качестве подшипников, что является необходимым шагом в создании электростатических двигателей. Группы ученых под руководством Карло Монтенаньо из Корнельского университета и Виолы Фогель из Вашингтонского университета сообщили о возможности использовать энергию белковых двигателей в живых клетках для вращения микроскопических пластиковых шариков.²⁸ Наконец, “Пол Райт из Калифорнийского университета в Беркли и его докторант Шэд Раунди разработали крошечные устройства, способные генерировать до 200 микроватт за счет низкоуровневых вибраций, которые являются обычным явлением в зданиях, насосах, воздуховодах кондиционеров и даже микроволновых печах”.²⁹ Для разработки "умной пыли" военным лидерам следует поддерживать и финансировать исследования в области наноразмерных источников питания.
Хотя никто не объявлял о создании электростатического или биологического наномотора, успех наномотора выявил еще одно ограничение нанотехнологий - сборку. Для производства устройств более высокого порядка производителям необходимо измерительное и сборочное оборудование, способное манипулировать наноразмерными объектами. В ходе демонстрации двигателя в Беркли физики определили частоту вращения двигателя в 30 раз в секунду, поскольку сканирующий электронный микроскоп не мог делать снимки быстрее. Полная мощность двигателя, вероятно, была быстрее, но без соответствующего измерительного оборудования проверка невозможна. Кроме того, методы сборки и оборудование, используемые физиками из Беркли, не поддерживают массовое производство наномоторов. Хотя существуют технологии массового производства для производства большого количества углеродных нанотрубок, ученым необходимо разработать сборочные возможности и оборудование для дешевого и эффективного производства большого количества наноразмерных объектов. Военная поддержка и финансирование должны включать исследования в области измерения и производства нанотехнологий.
Еще одна проблема связана с уменьшением размеров датчиков до наноразмерных, без отрицательного влияния на их частоту, чувствительность или разрешение. В примере с Беркли SEM не смогла получать изображения с более высокой частотой. Однако Чарльз М. Либер из Исследовательской лаборатории ВВС создал интегрированную систему наноразмерных электронных технологий с корреляцией нанопроводов (INNOCENT) с чувствительностью обнаружения химических или биологических угроз при концентрации всего 100 частей на миллиард. Кажется, только вопрос времени, когда ученые сведут работоспособность микродатчиков к наноуровню. Для дальнейшего развития военным следует продолжать финансировать исследования и производство наноразмерных датчиков.

Благодаря нанотехнологиям беспроводные сенсорные сети образуют повсеместную основу для каждой "умной пылинки". По простому определению, беспроводные сенсорные сети представляют собой “группы устройств, которые отправляют данные с датчиков в центральное приложение с использованием беспроводных протоколов”.³⁰ Эти протоколы обеспечивают двустороннюю связь для сбора и распространения информации посредством пакетов данных между пылинками. Элементы беспроводной сенсорной сети (рис. 1) включают передатчик / приемник, центральный процессор, программное обеспечение для координации, датчики и источник питания. В зависимости от приложения передатчик / приемник может отправлять и получать данные с помощью радиочастот, модулированного света, движения MEMS, физической ориентации или смены цвета. В основе программного обеспечения координации лежит аппаратное обеспечение центрального процессора для обработки данных, маршрутизации сообщений или перенастройки

сеть. Датчики MEMS, о которых пойдет речь далее, способны фиксировать температуру, давление, вибрацию, ускорение, световые, магнитные или акустические данные. Наконец, источник питания питает все эти компоненты.
В дополнение к физическим устройствам беспроводной сети, топология сети (рис. 2) влияет на эффективность сети. Наиболее распространенными топологиями являются hub-and-spoke и mesh. В модели с узлом и спицами одна из пылинок выполняет функцию центра обмена данными для всей сети. В ячеистой системе каждая пылинка действует как независимый агент: собирает свои собственные данные, передает или хранит данные своих соседей или сообщает все свои сохраненные данные при опросе.

В зависимости от области применения инженеры адаптируют топологию и различные секции mote, чтобы преодолеть любые технологические ограничения.
Например, доступность электроэнергии, как упоминалось ранее, ограничивает эффективность беспроводной сенсорной сети в приложении Smart Dust. С этой целью ученые разработали программные протоколы координации для минимизации энергопотребления. Один протокол, называемый sleep-awake, использует некоторые точки в сети в качестве часовых и активирует остальную часть сети, если часовые обнаруживают внезапное изменение данных.³¹ Часовой просыпается раз в секунду, тратя около 0,05 миллисекунды на сбор данных со своих датчиков и еще 10 миллисекунд на обмен данными с соседними пылинками.³² В оставшуюся часть каждой секунды mote не потребляет энергии. Во время одного эксперимента, когда 5% развернутых пылинок выполняли функции часовых, а те, кто не был часовым, работали с 4%-ным рабочим циклом, алгоритм продлил срок службы сенсорной сети до 900%.³³ В другом возможном протоколе пылинки, используя свое местоположение по GPS, передают данные пылинке, ближайшей к конечному пункту назначения. Это реле минимизирует расстояние передачи каждой пылинки, сохраняя ограниченный источник питания пылинки в интересах всей сети.
Несмотря на эти достижения в области энергосбережения, технологические проблемы для беспроводных сетей остаются. К счастью, в контексте "умной пыли" ученым предстоит решить лишь часть из этих ограничений. В частности, требования к координации движения большого количества пылинок на разнообразной местности подчеркивают ограничения надежности передачи, условий гонки и обработки ложных тревог.
Полезность сети зависит от достоверности доставляемой информации, обычно называемой надежностью передачи, несмотря на помехи со стороны оперативной среды. Текущие исследования показывают, что до 20% потерь при доставке пакетов передачи из-за всех типов помех. Точно так же, как надежность самолетов повышалась со времен братьев Райт и по сей день, надежность оборудования беспроводных сетей будет повышаться с ростом популярности, развитием и со временем. Однако, чтобы обеспечить надежную работу независимо от условий эксплуатации, ученые экспериментируют с программным обеспечением координации motes. “Надежной сети не существует, если только вы не занимаетесь очень агрессивным управлением сетью”.³⁴ Одно из решений основано на том, что motes постоянно транслируют информацию о своем приеме или состоянии оборудования. Таким образом, другие пылинки могут изолировать ненадежную пылинку до тех пор, пока ее надежность не улучшится. Для разработки Smart Dust военным следует изучить альтернативные методы повышения надежности передачи данных в беспроводных сетях.

При использовании любой технологии строгость науки требует изучения этических, экологических и биологических последствий для общества. К сожалению, выгода или невежество иногда препятствуют этому обзору и предают высокую степень доверия Америки к науке.⁴⁸ В случае внедрения технологий, которые призваны революционизировать образ жизни американцев, сворачивание этого исследования может оказаться фатальным для развития технологий, нашей окружающей среды или нашего общества.
Являясь одним из крупнейших этических препятствий, использование крупномасштабных совокупных данных наблюдения для нарушения конфиденциальности человека угрожает разработке приложений для постоянного наблюдения. Большой ажиотаж, вызванный принятием Закона о патриотизме США и Закона о неприкосновенности частной жизни, демонстрирует высокий уровень заинтересованности правительства и общественности в отношении конфиденциальности.

Как лучше всего сказал г-н Чаудхари из IBM Watson Center: “В Соединенных Штатах, например, право на неприкосновенность частной жизни защищено законом (закон о гражданских правонарушениях), закрепленным в конституции (первая, четвертая и пятая поправки) и подкрепленным философией (Адама Смита), которую в целом придерживается народ”.⁴⁹ Хотя проблема конфиденциальности сложна, вооруженные силы США должны обеспечить, чтобы данные постоянного наблюдения использовались общественностью. благо, то есть предотвращение еще одного теракта 11 сентября, а не нанесение ему ущерба.
Текущие социальные исследования в США и Великобритании подтверждают эту озабоченность. Когда им представили пять потенциальных рисков, связанных с нанотехнологиями, 32 процента респондентов выбрали “потерю личной конфиденциальности из-за крошечных новых устройств наблюдения” в качестве наиболее важного риска в опросе 2004 года в США.⁵⁰ В исследовании 2004 года в Великобритании негативная реакция на нанотехнологии также включала опасения по поводу конфиденциальности, особенно “нанотехнологии позволили создать оборудование для наблюдения, невидимое невооруженным глазом”.⁵¹
В то время как прошлые правительственные вторжения в частную жизнь отрицательно влияют на восприятие, будущие позитивные действия и образование предотвращают накопление негативного восприятия. Десять лет назад Британия установила шестьдесят видеокамер с дистанционным управлением в районах с высоким уровнем преступности в городе Кингс-Линн, что снизило преступность до 1,4 процента от прежнего уровня. “Сегодня по всему Соединенному Королевству установлено более 250 000 камер, которые круглосуточно передают изображения сотне полицейских подразделений, и все они сообщают о снижении числа нарушений общественного порядка”.⁵² В то время как эти камеры наблюдают за общественными местами, мобильные наноразмерные камеры или датчики рискуют вторгнуться в частные места. Пятьдесят пять процентов американцев, опрошенных в ходе исследования по нанотехнологиям в 2005 году, считают, что для контроля рисков, связанных с нанотехнологиями, потребуется государственное регулирование, выходящее за рамки добровольных правил безопасности.⁵³  Несмотря на существование некоторых законов о конфиденциальности, военным следует выступать за совершенствование законодательства о конфиденциальности в отношении наблюдения за отдельными лицами, особенно в частных местах. Кроме того, Министерство обороны должно изучить законы о вооруженных конфликтах и другие нормативные акты, касающиеся наблюдения за отдельными лицами, чтобы определить потенциальное воздействие Smart Dust на них, особенно в связи с проблемами с правами человека в Абу-Грахибе. Более того, поскольку принятие технологий, снижающих конфиденциальность, зависит от восприятия общественностью их преимуществ, правительству США следует измерять реакцию общественности на эти технологии, особенно нанотехнологии, посредством спонсируемых опросов каждые пять лет, чтобы перенаправить исследовательские и просветительские усилия общественности.
Помимо этических соображений, воздействие нанотехнологий на окружающую среду может ограничить разработку приложений для постоянного наблюдения. Распространение небиодеградируемых наноразмерных частиц по окружающей среде потенциально изменяет состав почвы, источники воды, растения и пищевые пирамиды животных. Кроме того, в зависимости от характеристик коалесцирующих частиц негативное воздействие на водоочистные сооружения и другую инфраструктуру потребует ремонта во время операций по стабилизации. Если мы решим изменить пищевую цепочку природы, долгосрочные последствия для окружающей среды будут катастрофическими.

Отсутствие современных знаний о последствиях для окружающей среды вызывает эти опасения. “Практически не осталось данных о потенциальном негативном воздействии наноматериалов на окружающую среду. Срочно требуются исследования в области экотоксикологии ”.⁵⁴ Из десяти миллиардов долларов, потраченных на исследования в области нанотехнологий в 2005 году, Соединенные Штаты и Европейский союз потратили только 39 миллионов долларов на проблемы, влияющие на окружающую среду и здоровье.⁵⁵ Согласно Программе ООН по окружающей среде, “... невозможно с уверенностью сказать, похожи ли наноматериалы, которые могут быть изготовлены практически из любой химической структуры, на природные наночастицы (которые являются в основном нейтральные или слабо токсичные) или сильно отличающиеся и, следовательно, вызывающие беспокойство”.⁵⁶

Поскольку люди находятся на вершине пищевой цепочки, риск попадания наноразмерных частиц в организм при потреблении, вдыхании или впитывании через кожу вызывает озабоченность медицинских работников. Когда США решают разместить оружие, они принимают на себя юридическую и экономическую ответственность за непреднамеренные побочные эффекты этого оружия как для вражеских, так и для дружественных сил. Например, показательным примером являются последствия, вызванные выпуском "Агента Оранж" во Вьетнаме. Хотя научный консенсус сегодня опровергает заявления ветеранов, всесторонние первоначальные исследования, проведенные военными или частными компаниями, возможно, предотвратили или смягчили ответственность.⁵⁷

Текущие исследования токсичности наночастиц требуют осторожности, несмотря на неубедительные результаты. С 2004 года участились исследования токсичности, в ходе которых фуллерены и другие наночастицы подвергаются воздействию микробов, рыб и крыс. Все текущие исследования демонстрируют тот или иной эффект, такой как повреждение клеток мозга или побочные реакции в легких.⁵⁸ “Исследования показали множество проблем, связанных с вдыханием ультратонких и наноразмерных частиц, включая фиброз или рубцевание, аномальное утолщение плечевых артерий, наличие нейтрофилов (клеток воспаления), мертвых макрофагов и некоторых химических веществ, путешествующих автостопом (металлы и углеводороды)”.⁵⁹Однако выводы о воздействии на людей были неубедительными из-за метода воздействия, инстилляции, а не вдыхания, или использования необычных наночастиц.⁶⁰ В некоторых случаях химические средства изменения поверхности наночастиц снижали уровни токсичности.⁶¹

По этим причинам военным следует финансировать или проводить больше экспериментов по попаданию внутрь, чтобы подтвердить, опровергнуть или смягчить токсическое воздействие нанотехнологий. К сожалению, результаты некоторых исследований недоступны для общественности “либо по причинам конкуренции, либо из-за затрат на подготовку данных для публикации в научных журналах”.⁶² Несмотря на возможные последствия, корпорациям и правительственным учреждениям необходимо обнародовать свои независимые исследования. По словам президента Японского национального института передовой промышленной науки и технологий (AIST), “... мы больше не можем ограничивать выполнение и оценку наших исследований закрытым сообществом исследователей, но должны открыть их обществу в целом”.⁶³ Этот тип среды с открытым исходным кодом мог бы способствовать совместным исследованиям потенциальных решений проблем с проглатыванием. Кроме того, американским ведомствам необходимо принять правила обращения с наноразмерными частицами, особенно в производстве, до тех пор, пока не будет доказана их полная безопасность. Хотя бюджетный запрос Национального научного фонда на 2008 финансовый год включал 62,92 миллиона долларов на исследование экологических и социальных аспектов нанотехнологий, эта сумма всего на 6% больше, чем в 2007 финансовом году.⁶⁴ Чтобы реализовать "Умную пыль", военные лидеры должны поддержать продолжение исследований социальных последствий этих благоприятных технологий.

Наряду с текущим состоянием нанотехнологий, беспроводных сенсорных сетей и MEMS, военные лидеры также должны понимать будущее и его влияние на превращение этих технологий в "Умную пыль". Согласно исследованию RAND futures, “Различные технологии, включая биотехнологии, нанотехнологии (в широком смысле), технологии материалов и информационные технологии, обладают потенциалом значительного и доминирующего глобального воздействия к 2020 году”.⁶⁵ Чтобы реализовать это воздействие и возможности "умной пыли" в 2025 году, каждая технология должна развиться и преодолеть свои ограничения.
Одним из методов исследовательского прогнозирования является построение сценариев, который предоставляет футурологу потенциальный диапазон будущих сценариев для изучения. “Целью сценариев является систематическое изучение, создание и тестирование как возможных, так и желательных будущих условий. Исследовательские или описательные сценарии описывают события и тенденции по мере их возможного развития на основе альтернативных предположений о том, как эти события и тенденции могут повлиять на будущее.”⁶⁸ Ключом к успешному построению сценария является определение движущих факторов, влияющих на неопределенность будущего в 2025 году.

В более раннем исследовании Blue Horizons Майерс и Люкер представили восемь возможных сценариев будущего на 2025 год с участием государственных и негосударственных субъектов.Анализ будущего, касающегося государственных субъектов, выявил тип ведения боевых действий и технологическую направленность как ключевые движущие факторы.Сочетание этих факторов привело к появлению четырех сценариев действий государственных субъектов: "Давид и Голиаф", "Призрачная угроза", принятие желаемого за действительное и иммобилизация информации (рис. 5).⁶⁹

Согласно анализу Майерса, предпочтение государственного субъекта в отношении местоположения конфликта и технологического характера формирует будущую среду угроз в отношениях с Соединенными Штатами. Изучение этих сценариев выявляет использование, разработку и ограничения на применение "умной пыли" против государственных субъектов.

В будущем информационной иммобилизации информационное доминирование противника требует от США разработки и использования технологии постоянного наблюдения, такой как "Умная пыль", чтобы свести на нет их потенциальное асимметричное преимущество. Smart Dust позволяет американским стратегам использовать почти мгновенную региональную общую оперативную картину (COP) для направления атак или контрударов быстрее или с той же скоростью, что и противник. Кроме того, локализованный COP поддерживает регулярные боевые действия, предоставляя полную разведывательную информацию о дружественном, вражеском и гражданском персонале и наземной технике. Smart Dust в сочетании с будущей точностью общевойсковых вооружений США сводит к минимуму сопутствующий ущерб как персоналу, так и зданиям.

В сценарии "Давида и Голиафа" использование "Умной пыли" в США будет сосредоточено на мониторинге активов противника для определения направления и типа нерегулярных боевых действий, таких как кибернетические, космические, повстанческие или террористические атаки. В зависимости от типа встроенных датчиков рассеивание "умной пыли" над известными местоположениями противника поможет собирать визуальную, измерительную или сигнальную информацию для определения намерений противника. В 2003 году доктор Акос Ледецци из Университета Вандербильта при финансовой поддержке DARPA успешно использовал более 200 частиц MICA2 (рис. 6) в городской

среда для определения местоположения места выстрела в течение двух секунд со средней точностью в один метр.⁷² В отличие от наблюдения за ядерными, биологическими или химическими испытаниями из космоса, Smart Dust поддерживает более низкий уровень детализации информации об уровнях готовности противников. Эти улучшенные данные улучшат процесс принятия решений военными чиновниками США и предоставят возможность более раннего принятия решений для предотвращения или упреждающих действий против нападений нерегулярных вооруженных сил.

В "Обзоре обороны за четырехлетний период 2006 года" Дональд Рамсфелд охарактеризовал эпоху преобразований как смену акцентов. “В эту эпоху, характеризующуюся неопределенностью и неожиданностью, примеры такого смещения акцентов включают: от угроз со стороны национальных государств - к децентрализованным сетевым угрозам со стороны негосударственных врагов, от ведения войны против наций – к ведению войны в странах, с которыми мы не воюем (безопасных убежищах), от акцента на кораблях, пушках, танках и самолетах - к сосредоточению внимания на информации, знаниях и своевременных разведданных, пригодных для действий ”.⁷³ Майерс перевел видение Рамсфелда в сферу ведения войны. сценарии против негосударственных субъектов, основанные на географическом местоположении и технологической направленности: Cyber 911, Blind Battlefield, American Insurgency и Guerillas in the Mist. Анализ использования и роста приложений для постоянного наблюдения, таких как Smart Dust, в этих сценариях выдвигает рекомендации для высших руководителей. В киберпространстве будущего Соединенным Штатам понадобятся данные ISR о негосударственном субъекте, ведущем информационно-доминирующую войну, такую как кибератаки, на нашей территории. Возможные области применения Smart Dust в США включают отслеживание киберповстанцев, мониторинг ключевой инфраструктуры и операции по управлению последствиями. В зависимости от типа используемого датчика возможно распространение беспроводной сенсорной сети на реальных телах, транспортных средствах или компьютерном оборудовании киберпреступников
повстанцы могли бы предоставлять жизненно важную тактическую информацию, такую как местоположение и численность, для поддержки операций по борьбе с повстанцами. Эти сети могли бы защитить ключевую защищенную информационную инфраструктуру, уведомляя персонал национальной обороны о несанкционированном входе или доступе. В то время как беспроводные сенсорные сети обеспечивают слабую защиту в отношении виртуальных аспектов кибератаки, модификация программных аспектов беспроводной сети, в частности программного обеспечения координации, может координировать и обеспечивать виртуальную ситуационную осведомленность об узлах информационной сети США.

Если "пылинки" не будут иметь электромагнитной защиты, электромагнитные импульсы могут разрушить обширные участки сети "Умной пыли". Кроме того, как только Соединенные Штаты начнут использовать "Умную пыль", кибертеррорист может подорвать ее использование кампанией информационных операций, использующей интересы общественности в отношении конфиденциальности. Чтобы сохранить асимметричное преимущество "Умной пыли", Соединенным Штатам необходимо провести эффективную кампанию информационных операций сейчас и в будущем, чтобы информировать общественность о преимуществах "умной пыли" для их образа жизни.

Smart Dust предлагает малозаметный ISR-ресурс, предоставляющий подробную информацию о повстанцах и населении США.

Подобно американскому повстанческому движению, этот сценарий дает Smart Dust небольшую выгоду от роста, но получает наибольшую выгоду от его существования. Как свидетельствует отсутствие у нас хорошей человеческой разведки (HUMINT) в Ираке и Афганистане, налаживание человеческих отношений с негосударственными субъектами на чужой территории затруднено. Smart Dust, оснащенный соответствующими датчиками, улучшает разведданные, предоставляемые HUMINT.
В заключение, "Умная пыль" достижима к 2025 году, исходя из текущего состояния соответствующих технологий и потенциальных сценариев будущего для Соединенных Штатов. В качестве будущего решения для постоянного наблюдения для повышения осведомленности о боевых действиях, обороны страны и идентификации оружия массового уничтожения Smart Dust предлагает военным лидерам, планировщикам и операторам разведывательные преимущества повсеместности, гибкости, своевременности и настойчивости. Что касается будущего, Smart Dust представляет собой революционный скачок в постоянном наблюдении и создает информационное асимметричное преимущество для тех, кто им обладает, друг или враг.