Sam termin "inteligentna broń" chętnie używany jest przez dziennikarzy jako zbiorczy termin dla wszelkich systemów personalizowania broni w celu jej elektronicznego zabezpieczenia. Ideowo system tego rodzaju ma pozwolić na strzał tylko osobie autoryzowanej - to wspólna część wszystkich systemów tego rodzaju, ale na tym kończą się podobieństwa. Wszystkie dalsze detale zależą od konkretnych założonych scenariuszy wykorzystania broni i systemu zabezpieczającego.
Tego rodzaju systemy porównywane są często do zamka w drzwiach, co jest pomocne w tłumaczeniu różnych podejść do stworzenia odpowiedniej technologii. Klucz jest w tym przypadku identyfikatorem użytkownika broni. Elementy zamka są autentyfikatorem - systemem potwierdzającym tożsamość użytkownika. Jako blokada służy zapadka zabezpieczająca broń. Wszystkie systemy elektronicznego zabezpieczenia broni muszą zawierać te trzy elementy i spełniać trzy funkcje - identyfikować użytkownika, potwierdzać jego tożsamość i na tej podstawie blokować - lub nie - możliwość oddania strzału.
To w jaki sposób realizowane są poszczególne kroki w danej aplikacji zabezpieczającej jest już uzależnione od wykorzystania i ograniczeń fizycznych samej broni. Aplikacje te pozwalają na rozgraniczanie wielu gałęzi drzewa, jakim są systemy spersonalizowanej, inteligentnej broni.
Czujniki zbliżeniowe ? czy mnie słyszysz?
Jedna z grup rozwiązań, bezpośrednio wywodzącą się z studium opublikowanego w 1995 roku są systemy dedykowane do zabezpieczenia broni funkcjonariuszy policji walczących w zwarciu. Zasugerowano w raporcie system oparty o nadajniki-tokeny RFID, które umożliwiałyby strzelanie tylko osobie, która taki token posiada - policjantowi. Tego rodzaju systemy zaimplementowano w broni już w 1996 roku, gdy Colt wypuścił broń dostosowaną do tego systemu. Produkowano systemy takie jak Tiggersmart, iGun M-2000 i Armatix iP1.
Tagi RFID (pasywne) w opisywanych systemach montowane były w odznakach, bransoletkach czy sygnetach. Układy te są bardzo podobne do zabezpieczeń, jakie wykorzystuje się w sklepach do uniemożliwienia kradzieży. Tylko osoba, wyposażona w taki token RFID, pełniący rolę klucza, mogła oddać strzał. Taki klucz, podobnie jak fizyczny klucz do zamka, mógł zostać skopiowany. W zasadzie system nie identyfikował osoby, a jedynie token.
Bezprzewodowy czytnik RFID wbudowany był w broń i pełnił rolę autentyfikatora. Generował on sygnał aktywujący tagi RFID, które odpowiadały swoim wbudowanym kodem. Jeśli odebrany kod zgadzał się z tym zapisanym w pamięci to element elektromechaniczny odbezpieczał broń i umożliwiał oddanie normalnego strzału. Czas zadziałania systemu jest zależny od wykorzystanych elementów elektromechanicznych. Stosowało się serwomotory, elementy elektromagnetyczne i stopy z pamięcią kształtu - wszystkie te rozwiązania pozwalały na czas reakcji systemu poniżej pół sekundy. Po odbezpieczeniu broń może pozostawać gotowa do strzału tak długo, jak tag znajduje się w jej pobliżu lub, zależnie od konfiguracji, do momentu gdy broń przestanie wyczuwać (z pomocą czujników nacisku), że jest trzymana w dłoni.
Jeśli tag jest zbyt daleko od broni aby transmiter RFID był w stanie go aktywować i odebrać informację o kodzie to broń pozostanie zabezpieczona - podobnie jak gdybyśmy zgubili klucze od drzwi. System Armatix iP1 specyfikuje zasięg 15 cali. Jeśli spróbujemy aktywować broń podkładając inny sygnał, ale nie zawierający poprawnego kodu to broń pozostanie zabezpieczona - zupełnie tak, jakbyśmy włożyli do zamka niepasujący klucz - jest to możliwe, klucz da się wsunąć, ale nie da się przekręcić i drzwi pozostają zamknięte.
Istnieją różne systemy umożliwiające zabezpieczenie broni - można uniemożliwić ruch m.in. spustu albo iglicy. Istnieją też różne techniki, jak wymieniono powyżej, pozwalające na blokowanie mechanizmu broni. Wykorzystanie elektronicznego spustu dodatkowo ułatwia sprawę, gdyż elektroniczny system kontroli spustu i iglicy broni pozwala na bardzo łatwe wbudowanie w system układów zabezpieczających. Każdy z tych systemów ma podobne przeznaczenie - uniemożliwić oddanie strzału do momentu w którym system autentyfikujący otrzyma odpowiednią informację potwierdzającą tożsamość użytkownika. Detale implementacji poszczególnych systemów różnią się w zależności od potrzeb - wymaganego czasu reakcji, długości pracy na baterii etc.
Warto zauważyć także, że bliskość tokenu i broni nie jest wyznacznikiem tego, że osoba która chce z niej strzelać jest osobą, która z niej strzelać może, szczególnie w sytuacji np. bójki. Technologia ta jest prosta i nieskomplikowana, umożliwia łatwą implementację, konfigurację list uprawnionych użytkowników i uniemożliwienie strzału osobie nieuprawnionej - na przykład przestępcy, który odebrał w bójce broń funkcjonariuszowi.
Biometryka ? czy ja Cię znam?
Zalety systemów opartych o tokeny RFID są przydatne na ulicy, ale są ciężarem w domu. Możliwość skorzystania z systemu jest o tyle przydatna, o ile użytkownik może zabezpieczyć bliskość tokenu przez cały czas i ochronić go przed niepowołanym dostępem. Jednakże w przypadku pistoletów i innej broni używanej do ochrony własnego domu najpewniej token i broń przechowywane będą razem, aby można było od razu korzystać z broni. Niestety - umożliwia to korzystanie z broni każdemu, zasadniczo niwecząc działanie systemu.
W związku z tym powstała druga grupa technologii - miała ona umożliwić zabezpieczenie broni m.in. przed dziećmi, co wymusiły stany New Jersey i Maryland w latach 2000. System zakładał autoryzację osoby trzymającej broń bez konieczności używania tokenów. W ten sposób powstały biometryczne systemy autoryzacji użytkownika bez wykorzystania tokenów RFID, a na podstawie mierzalnych czynników biologicznych. Dzięki temu autentytyfikuje się nie token sam w sobie, a rzeczywistego posiadacza. Dzięki wykorzystaniu tego rodzaju systemów broń nie może być, bez pozwolenia, przekazana czy wykorzystana przez kogokolwiek innego.
Dotychczasowo podstawowym systemem autentyfikacji biometrycznej było korzystanie z odcisków palców. Technologie takie jak Kodiak Arms Intelligun czy Safe Gun Technology's sprzedają systemy kontrolujące linie papilarne użytkownika, które można montować w starszej broni. W takich układach kluczem jest układ linii papilarnych, autentyfikatorem oprogramowanie porównujące linie z zapisanymi w bazie, a system mechanicznego blokowania możliwości oddania strzału pozostaje taki sam jak w starszych układach.
Najczęściej systemy obrazowania linii papilarnych opierają się o pojemnościowe skanery, bazujące na pomiarze różnicy pojemności - linie papilarne mają inną pojemność niż zagłębienia w skórze, co umożliwia zobrazowanie przechowywanego ładunku na skórze dłoni i odczytanie z tego obrazu linii papilarnych. Wystarczy do tego macierz przewodzących elektrod wbudowana w sensor. Inne z kolei skanery linii papilarnych bazują na pomiarach termalnych, prowadzonych w podczerwieni, umożliwiających obrazowanie linii papilarnych. Istnieją także inne systemy skanujące linie papilarne, opierające się m.in. na systemach dotykowych.
Oprogramowanie sensora może być nauczone rozpoznawania i akceptowania konkretnych wzorów, które mają reprezentować układ linii papilarnych na palcach dłoni trzymającej broń - jednego lub wielu użytkowników. Jeśli wzór nie zostanie rozpoznany (z założoną tolerancją) broń zostanie zablokowana. Niezawodność systemu zabezpieczającego uzależniona jest od rozdzielczości sensora, wielkości obrazowanego obszaru dłoni i innych czynników fizycznych, mogących zakłócić mapowanie wzoru linii papilarnych: wilgoć może zakłócać pomiary sensorami pojemnościowymi, wychłodzenie dłoni (na przykład na mrozie) może utrudniać działanie sensorom termicznym, a brud, farba czy rękawiczki mogą na tyle zniekształcać wzór linii papilarnych, że w ogóle nie będzie dało się go rozpoznać z poziomu sensora w broni.
Między innymi z wymienionych powyżej powodów rozważa się wykorzystanie innych zmiennych biometrycznych. Jeden z prototypowych systemów, rozwój którego sponsorowany był przez Narodowy Instytut Sprawiedliwości USA zakładał skanowanie rozkładu naczyń krwionośnych pod powierzchnią skóry. Aktualnie pracuje się nad kolejną generacją systemów biometrycznych. Układy te są dynamiczne i monitorują wzory behawioralne użytkownika, dodatkowo mierzą szereg indywidualnych cech i wzorców zapamiętując pewne charakterystyczne wzory i zachowania. Do tej klasy najnowocześniejszych systemów należą układy rozpoznające głos czy też ekrany dotykowe identyfikujące pismo. Nasz głos uzależniony jest od struktury naszych strun głosowych oraz rytmu oddychania, wykształconego w niemowlęctwie. Systemy rozpoznawania pisma, nie mają za zadanie rozpoznawać kreślonego wzoru - zamiast tego monitorują one prędkość przesuwania pióra po ekranie oraz jego nacisk na sensor - są to parametry charakterystyczne dla każdego człowieka i ustalają się one bardzo wcześnie w naszym życiu.
W czasie ostatnich 15 lat badania prowadzone w Narodowym Instytucie Sprawiedliwości doprowadziły do stworzenia najnowocześniejszego systemu - Dynamicznego Rozpoznawania Chwytu - DGR?. System ten opiera się na detekcji nacisku i jego zmian w czasie naciskania spustu. Zachowanie to jest mierzalne i w pełni powtarzalne, jak pokazują badania zespołu naukowców z USA. Prototypowe sensory tego rodzaju są już testowane w praktyce. Czas ich reakcji jest bardzo niewielki, wynosi około 0,1 s, dzięki czemu użytkownik broni nie odczuwa opóźnienia pomiędzy próbą oddania strzału, a wystrzeleniem pocisku, oczywiście o ile użytkownik zostanie pozytywnie rozpoznany. Dodatkowo, jako że wzór nacisku na chwyt broni mierzony jest w pozycji strzeleckiej, system uniemożliwia oddanie strzału w innych pozycjach, przez co znacznie redukuje szansę na np. postrzelenie się podczas szybkiego dobywania broni.
Niezawodność ? czy mogę Ci ufać?
Niezawodność zawsze pozostaje istotną kwestią, jeśli chodzi o elektroniczne systemy zabezpieczające wbudowane w broń palną.
Wnętrze broni nie jest środowiskiem bezpiecznym dla elektroniki, ale w dzisiejszych czasach dostępne jest dostatecznie dużo elementów elektronicznych o podwyższonej wytrzymałości i niezawodności, co pozwala zmniejszyć awaryjność takiego systemu do poziomu podobnego jak awaryjność samej broni palnej - gdzieś pomiędzy jednej sztuki na tysiąc i dziesięć tysięcy - zależnie od precyzji wykonania i jakości elementów broni.
Zużycie prądu przez taki system jest jednym ze zmartwień, jednakże nowoczesne mikrokontrolery zużywają bardzo mało prądu, a systemy zasilania bateryjnego rozwinęły się bardzo z uwagi na konieczność zasilania smartfonów i innych przenośnych urządzeń elektronicznych. Detektory ruchu pozwalające na wybudzanie mikrokontrolerów w momencie gdy broń zostanie wzięta do ręki także pozwalają zmniejszyć pobór prądu z baterii. Zintegrowanie systemu zasilania z magazynkiem pozwoli na szybką wymianę baterii wraz z magazynkiem oraz ładowanie akumulatorów wykorzystując ruch amunicji w magazynku podczas strzelania. Ten ostatni mechanizm może zapewniać pewien zapas energii do zasilenia systemów elektronicznych broni w sytuacji awaryjnej.
Kolejnym elementem składającym się na niezawodność, przy wykorzystaniu systemu biometrycznego, jest algorytm identyfikacji - na ile często zdarzyć się może, że użytkownik nie zostanie rozpoznany? Jak często zdarzyć się może, że osoba niepowołana zostanie rozpoznana jako użytkownik? W systemach rozpoznawania linii papilarnych współczynnik ten wynosi 99,99% - tylko raz na 10000 przypadków algorytm działa niepoprawnie.
Jeśli wykorzystujemy zestaw sensorów, to zwiększamy niezawodność systemów - dopiero awaria wszystkich systemów w tym samym czasie spowoduje niepoprawne działanie systemu, dzięki temu współczynniki niezawodności mnoży się - jeśli połączymy detekcję wzoru linii papilarnych (1:10000) z systemem dynamicznej detekcji chwytu na broni (1:1000) to taki system może zawieść tylko raz na 10000 x 1000 = 10000000 przypadków.
Więc kiedy będzie można to kupić?
W czasie całych 20 lat, gdy prowadzone są dyskusje i badania w zakresie "inteligentnej broni" temat ten był piorunochronem w dyskusjach pomiędzy hoplofobami a zwolennikami nieskrępowanego dostępu do broni. Ale często też poruszany był bez odpowiedniej znajomości tematu, ograniczeń poszczególnych technologii czy innych ograniczeń.
Spersonalizowana broń może pozwolić na zmniejszenie ilości śmiertelnych wypadków z bronią, postrzeleń czy innych sytuacji, np. gdy po broń sięga osoba nieuprawniona. Ale to nie może być panaceum na problem - inteligentna broń nie powstrzyma zamachów takich jak w Virginia Tech, Aurorze czy w Sandy Hook. W tych zamachach wykorzystana została legalnie kupiona broń. Mimo to systemy opisane powyżej mogą być niezwykle przydatne w zabezpieczaniu legalnie kupionej broni przed wpadnięciem w niepowołane ręce.
Istniejące platformy inteligentnej broni nie są fantastyką i najpewniej będą komercyjnie dostępne w pewnym momencie. Niedawno przeprowadzone studium pozwoliło na zidentyfikowanie 13 rozwijanych systemów personalizowania broni palnej w celu jej zabezpieczenia, z czego co najmniej 3 mają ogromną szansę na komercjalizację. Inicjatywa uruchomiona przez prezydenta Obamę powinna doprowadzić do przyspieszenia prac nad tego rodzaju systemami i zachęcić prywatne przedsiębiorstwa do komercjalizowania opracowanych technik w sposób pozwalający na wprowadzenie ich na rynek w niskiej cenie, co przełoży się na dostępność tych zabezpieczeń i umożliwi szybką adopcję nowatorskiego rozwiązania przez posiadaczy broni palnej.
Źródło: http://www.scientificamerican.com/article/the-conversation-what-makes-a-smart-gun-smart/
Cool? Ranking DIY
.
tylko raczej policja. I wydaje mi się, że w większości sytuacji wystarczy że do danej broni uprawniony będzie policjant i jego partner z patrolu.