Přehled optických technologií - co očekávat v roce 2025.

Září 30, 2024

Moderní technologie rychle mění náš svět. To, co se před několika lety zdálo jako sci-fi, je nyní široce používáno po celém světě. To je patrné zejména v oblasti noční a termovizní optiky. Tato oblast se extrémně rychle rozvíjí, a tak se nám téměř každý měsíc představí nějaké zajímavé novinky. V našem průvodci vám povíme o vlivu optických technologií na každodenní život, kritických oblastech modernizace a perspektivách dalšího rozvoje. Samostatně také probereme nejočekávanější novinky představené v roce 2025.

Optické technologie v moderním světě

Populární zařízení
Vývoj takových optických technologií, jako je termovize a noční vidění, umožnil vytvořit několik cenných zařízení. Všechny jsou oblíbené mezi vojáky i civilisty a pomáhají jim zvládat různé každodenní úkoly. V seznamu nejoblíbenějších zařízení vždy nechybí brýle pro noční vidění. Jsou to univerzální optiky, které se stejně dobře hodí pro zástupce všech profesí. Takové brýle jsou upevněny na hlavě uživatele a uvolňují ruce pro provádění konkrétní práce. Jsou co nejlehčí a nejkompaktnější, což vám umožní vyhnout se nepohodlí při jejich používání. Obraz tvořený brýlemi se uživateli objeví před očima bez viditelných prodlev, díky čemuž je možné vidět vše, co se děje ve tmě v reálném čase.
Alternativou k brýlím jsou dalekohledy a monokuláry pro noční vidění. Jsou také relativně malé, mají komplexnější funkčnost a umožňují vidět ve tmě na velké vzdálenosti. Na rozdíl od brýlí je třeba dalekohled a monokulár držet v ruce. To mírně omezuje akce uživatele a zbavuje ho možnosti současně pozorovat a dělat jakoukoli práci. Mnoho výhod tuto nevýhodu zcela pokrývá. Kromě již zmíněných malých rozměrů se dalekohledy a monokuláry vyznačují schopností efektivně pracovat v jakýchkoliv vnějších podmínkách. Většina moderních modelů chrání před vlhkostí, nárazy a vystavením vysokým/nízkým teplotám. Díky tomu jsou vhodné pro většinu vojenského personálu a představitele různých civilních profesí. Vše výše uvedené lze říci o termovizních dalekohledech/monokulárech. Lidem také velmi prospívají a pomáhají jim vidět i v případech, kdy jsou standardní přístroje pro noční vidění k ničemu (například v úplné tmě).
Oblíbenou noční optikou je zaměřovač. Využívá ho především vojenský personál. V některých situacích však může být užitečný pro policisty, ostrahu a myslivce. Mířidla pro noční vidění mají zpravidla zvýšený dosah. Dokážou vytvořit jasný a detailní obraz i ve skrovném světle. V naprosté tmě je ideálně nahrazují termovizní mířidla, která vám umožní efektivně mířit a střílet s minimem chyb. Moderní verze obou typů zařízení jsou kompaktní, snadno se používají a mohou správně fungovat v jakémkoli prostředí. Díky tomu jsou dnes populární a široce používané.
Termovizní kamery a kamery pro noční vidění uzavírají seznam oblíbených zařízení, která využívají různé optické technologie. Oba jsou široce používány v mnoha oblastech činnosti. Často se stávají součástí bezpečnostních systémů, díky kterým je možné nepřetržitě sledovat chráněný prostor, vlastní obydlí, jednotlivé jednotky strojů a mechanismů, různé komunikace apod. Takové kamery jsou často malé velikosti a mají minimální hmotnost. Díky tomu je lze nainstalovat téměř kamkoli a učinit je neviditelnými pro zvědavé oči. Moderní modely takových zařízení mají minimum nevýhod. Díky tomu jsou aktivně využívány za jakýchkoli podmínek a k dosažení mnoha cílů.
Oblasti použití
Optické technologie hrají v moderním světě zásadní roli. Používají se v různých oblastech činnosti, z nichž každá přináší lidem významné výhody. V první řadě je potřeba vyzdvihnout vojenský průmysl. Tam je noční a termovizní optika nepostradatelným atributem vojenského personálu všech jednotek. Původně byl vytvořen speciálně pro potřeby armády, takže i dnes vše nejlepší, co ve světě optických technologií existuje, jde nejprve do armády a teprve poté se dostává k dispozici civilistům. Dnešní modely pomáhají vojenskému personálu zdokonalovat své dovednosti a zvládat dovednosti vedení bojových operací ve tmě. Používají se také k posouzení schopností nepřítele, koordinaci akcí jednotky, plánování určitých událostí a mnoho dalšího.
Moderní optické technologie jsou nepostradatelné při pátracích a záchranných operacích. Různé termokamery a přístroje pro noční vidění pomáhají pátrat po pohřešovaných, dostat je zpod trosek, zachránit je před ohněm a vodou a mnoho dalšího. Moderní modely optiky fungují efektivně i v extrémních podmínkách, takže jsou ideální. Další oblastí uplatnění optických technologií je automobilový průmysl. Zde se termovizní zařízení a přístroje pro noční vidění stávají součástí bezpečnostních systémů. S jejich pomocí získají řidiči, kteří jezdí v noci, maximum informací o ostatních vozidlech, chodcích a překážkách na silnici, což pomáhá snižovat pravděpodobnost nehod a jiných problémů. Technologie termovize a nočního vidění se také aktivně využívají k vytváření bezpilotních vozidel, která mohou zcela nahradit budoucí lidmi řízená auta.
Noční vidění a termovizní technologie pomáhají lidem i v medicíně. Zde se používají v různých zařízeních určených pro diagnostická opatření. Pomocí moderních optických technologií je možné identifikovat mnoho nebezpečných onemocnění v raných stádiích, což zvyšuje šance člověka na uzdravení. Postupně dojde k integraci termovize a nočního vidění do většiny oblastí medicíny, což výrazně zkvalitní diagnostiku a léčbu nemocí. Optické technologie se aktivně využívají i v letectví. Jsou implementovány v řídicích systémech pro různé součásti letadel a pomáhají pilotům bezpečně ovládat letadla.
Dnes dostupné optické technologie jsou důležitou součástí efektivní práce donucovacích orgánů a různých bezpečnostních organizací. Pomocí moderního vybavení je možné vidět narušitele ve tmě, identifikovat je a postavit před soud. Termovizní optika a přístroje pro noční vidění také zabraňují pokusům o vstup do chráněného prostoru a spáchání protiprávního jednání.
Optické technologie jsou také žádané v takových činnostech, jako je lov, rybaření a pozorování ptáků. V prvním z nich různé přístroje pomáhají odhalit zvířata ve tmě, přesně určit jejich druh, zamířit a vystřelit s minimální pravděpodobností nezvěstnosti. Při nočním rybolovu pomohou optické technologie sledovat výstroj v místech, kam proniká minimum světla, zvolit optimální trasu pohybu na vodě nebo podél pobřeží a mnoho dalšího. Noční a termovizní optika umožní milovníkům pozorování ptáků pozorovat ptáky, kteří vedou noční způsob života. Optické technologie převládají i ve sportu. Používají se při soutěžích konaných pod umělým osvětlením. Rozhodčí pomocí moderní optiky hlídají dodržování pravidel, trenéři zase počínání svých svěřenců. Optické technologie jsou nejvíce žádané v airsoftu, paintballu, biatlonu, cyklistice a automobilových a motocyklových závodech. Pokyny pro vývoj optických technologií
Univerzalizace
Hlavním problémem většiny zařízení využívajících různé optické technologie je jejich úzká specializace. Jsou ideální pro provádění určitých úkolů nebo práci ve specifických vnějších podmínkách, ale ve většině ostatních situací jsou k ničemu. Tato nevýhoda musí být brzy odstraněna. Toho lze dosáhnout univerzalizací vyráběných zařízení. Výrobci je musí vytvořit tak, že zváží možnost provozu v jakýchkoli podmínkách prostředí a učiní je vhodnými pro provádění mnoha úkolů. Tento směr vývoje optických technologií je dnes prioritou a v brzké době mu bude věnována zvláštní pozornost.

Kompatibilita
Moderní termokamery a výrobci přístrojů pro noční vidění se snaží vytvořit optiku, která bude využívat obě oblíbené technologie. V tomto směru již bylo dosaženo konkrétních úspěchů, ale kýžený výsledek je ještě daleko. Brzy se budou stále častěji objevovat modely, ve kterých termovizi doplní klasické noční vidění. Díky tomu budou zařízení všestrannější a vhodná pro provádění desítek jednoduchých i složitých úkolů. Rovněž kompatibilita technologií rozšíří rozsah aplikací noční optiky. V tomto případě se stane užitečnějším pro vojenský personál a civilisty, protože může vytvořit informativnější obraz.

Implementace AI
V dnešní době se stalo módou využívat možností umělé inteligence. Je implementován v různých oblastech činnosti a práci desítek moderních zařízení. Vývojáři noční optiky neignorují ani AI. Umělé inteligenci přidělují roli korektora výsledného snímku, který se zobrazuje na displeji zařízení. Díky schopnostem AI je možné odstranit různé vady, zvýšit jasnost a upravit jas obrazu. Díky tomu je detailnější a přizpůsobený pro vnímání lidským okem. Vývojáři termovizních zařízení a přístrojů pro noční vidění přitom nehodlají skončit. Plánují dát umělé inteligenci nové úkoly, se kterými si teoreticky poradí. Díky tomu se integrace AI do optických technologií jen zrychlí a lidstvo bude moci získat určité výhody.

Zjednodušení a zrychlení práce Klíčovým směrem vývoje jakékoli technologie je zjednodušení a zrychlení všech procesů. Optická technologie není výjimkou z tohoto pravidla. Každým rokem vznikají nová termovizní zařízení a modely s klasickým nočním viděním, které se stávají dostupnějšími a jejich ovládáním rychlejší. Tento trend bude ještě dlouho pokračovat, takže pozornost věnovaná směru popisovanému výrobci optiky nebude klesat. Naopak, společnosti, které si navzájem konkurují, se budou snažit překvapit zákazníky nejpřímějšími a nejsnadněji použitelnými zařízeními, která dokážou reagovat na uživatelské příkazy rychleji než modely konkurence.

Zvyšování spolehlivosti
Konstrukční vlastnosti moderních zařízení, které využívají různé optické technologie, jim neumožňují stát se super spolehlivým zařízením. Tento problém existuje již několik let a všichni výrobci aktivně pracují na řešení. K tomu vyvíjejí aktualizované verze různých designových prvků, při výrobě používají modernější materiály, zvyšují náklady na testování modelů a mnoho dalšího. To vše postupně zlepšuje situaci a činí nová zařízení spolehlivějšími než NVD předchozích verzí. V budoucnu bude otázkám spolehlivosti optiky věnována ještě větší pozornost, což umožní postupně dosahovat stanovených cílů.

Zlepšení kvality obrazu
Až donedávna byla jedním z hlavních problémů termokamer a přístrojů pro noční vidění nízká kvalita obrazu poskytovaného uživateli. V dnešní době se vývojářům podařilo situaci napravit. Využili možnosti již dříve zmíněné umělé inteligence a provedli určité úpravy designu různých optik. To vše umožnilo odstranit většinu vad a dosáhnout vysoké kvality obrazu. Dokonalosti se přitom meze nekladou, takže práce v tomto směru pokračují. Brzy se objeví nová řešení, která pomohou dále zlepšit kvalitu obrazu a učinit jej přesnějším a podrobnějším. Pokud se takových výsledků dosáhne, pak mohou být optické technologie zavedeny do těch oblastí činnosti, kde je tento aspekt kritický.

Rozšíření funkčnosti
Upgrade zařízení, včetně těch, která podporují různé optické technologie, je nejčastěji zaměřena na zlepšení výkonu a rozšíření funkčnosti. Vznik nových možností okamžitě otevírá uživatelům nové obzory a umožňuje zavést optiku do více odvětví. Nyní výrobci termokamer a nočního vidění Priors aktivně pracují na poskytování přístupu k novým funkcím. Tento proces je poměrně složitý a vyžaduje určitý čas. Není však pochyb o tom, že vývojáři mohou dosáhnout svých cílů. Velká pozornost bude v budoucnu věnována rozšiřování funkčnosti, takže je důvod očekávat mnoho vzrušujících inovací.

Zvýšení dostupnosti
Vývoj optických technologií vyžaduje značné finanční investice, takže různé náklady na vybavení jsou vždy vysoké. Vyřešit tento problém a zvýšit dostupnost zařízení nyní je ošemetné, ale v budoucnu toho bude možné dosáhnout. Konkurence mezi výrobci termokamer a nočního vidění Priors totiž každým rokem roste. Společnosti to nepochybně donutí snížit náklady na své produkty, aby si udržely zákazníky. Tento proces bude poměrně pomalý, takže zásadní změny lze očekávat až do konce tohoto desetiletí.

Jaké inovace bychom měli očekávat v roce 2025?
Vytvoření ultratenkého IR filtru
Nejočekávanější novinkou roku 2025 je ultratenký IR filtr. Byl vyvinut v ARC Center of Excellence (Austrálie) vědci pracujícími na technologiích nočního vidění. Tento filtr je unikátní, protože je křehký (podle vývojářů nepřesahuje tloušťku přilnavé fólie). Díky tomu se snadno nasazuje na běžné brýle a v různých přístrojích pro noční vidění výrazně snižuje hmotnost konstrukce. Takový IR filtr umožní uživatelům současně pozorovat infračervené a viditelné spektrum světla.
Podle zveřejněných údajů nový vývoj zlepší stávající technologii konverze světla. Bude používat metapovrch nikoli ze známého arsenidu galia, ale z nelokálního niobátu lithného. Vyznačuje se maximální transparentností, což výrazně zvýší účinnost metapovrchu. Dalším podstatným rozdílem bude schopnost distribuovat tok fotonů na větší plochu. Tím se sníží úhlové ztráty a dokonce i na okrajích bude obraz té nejvyšší kvality.
Během experimentů nový ultratenký IR filtr dokonale prokázal své schopnosti. Poskytoval vysokou účinnost konverze světelného toku a pomohl zlepšit kvalitu výsledného obrazu. Vědci přitom pokračují v experimentech. V krátké době plánují zvýšit citlivost zařízení s ultratenkým IR filtrem, čímž rozšíří vlnový rozsah, který vnímají. Teoreticky taková změna pomůže získat širokopásmový infračervený obraz a umožní dále rozvíjet noční optiku. Experimenty s novým IR filtrem budou pokračovat až do konce tohoto roku, oficiální představení novinky se tedy očekává v roce 2025.
V případě úspěšné realizace projektu budou mít běžní uživatelé širší výběr možností využití noční optiky. Nový IR filtr se stane ještě kompaktnějším a snadno použitelným a také se výrazně sníží hmotnost různých zařízení. To vše učiní nejnovější produkt žádaný pro civilisty i vojenskou sféru. Ultratenký IR filtr by se v budoucnu dal nasadit na běžné brýle. Pokud k tomu dojde, uživatel si bude moci všimnout spektra viditelného světla a infračerveného spektra.

Implementace IVAS
Přelomová událost pro celé americké ozbrojené síly se očekává v roce 2025. Po mnoha letech vývoje a rozsáhlého testování se plánuje implementace IVAS verze 1.2. Tento vizuální augmentační systém jsou unikátní brýle pro rozšířenou realitu určené pro potřeby pěšáků. Měly by vojákovi umožnit vidět před očima různé informace, včetně mapy terénu, spojeneckých lokačních značek a mnoho dalšího. Nové brýle také zobrazí údaje nutné pro ovládání dronů a umožní pěšákům střílet z krytu (budou zobrazovat informace z kamer namontovaných na zbraních). Další zásadní funkcí IVAS 1.2 je režim nočního vidění. Může být aktivován a deaktivován tak rychle, jak je to jen možné, což umožňuje vojákům neustále volit optimální provoz zařízení.
IVAS 1.2 je aktuálně nejnovější verzí systému. Zahrnuje takové klíčové konstrukční prvky, jako je rádiový vysílač, noční vidění a termovizní senzory, 60stupňový displej, počítač známý jako „puk“ a tři baterie. Všechny zajišťují normální fungování zařízení a zjednodušují interakci mezi vojáky. V současné době není IVAS 1.2 nejlehčí výbavou. Váží 1.5 kg a nošení na hlavě bude náročné po dlouhou dobu. Aktuálně se vývojáři snaží tento nedostatek napravit a váhu dostat na plánovaných 1.3 kg.
Hlavní výhodou IVAS 1.2 je jeho software. Nyní se testuje během tréninkových bitev a funguje perfektně. Vývojáři však stále vylepšují svůj produkt. Postupně dolaďují software a rozšiřují funkcionalitu dostupnou vojákům. Plány zahrnují přidávání tipů ke stávajícím schopnostem, které pomáhají poskytovat lékařskou péči, provádět přesnější střelbu, vyhodnocovat práci jednotky a každého pěšáka a mnoho dalšího.
Projekt IVAS 1.2 je v současné době v závěrečné fázi. Systém je testován za různých podmínek a na základě získaných dat jsou prováděny určité úpravy jeho fungování. Plné využití IVAS 1.2 je plánováno na rok 2025.

Rozšíření programu ENVG-B
V roce 2025 se očekává vznik a implementace různých inovativních vývojů v optických technologiích a také rozšíření souvisejících programů. Jedním z nich je ENVG-B. V rámci další fáze tohoto programu (navrženého pro roky 2024–2025) se plánuje utratit více než 250 milionů dolarů na vydání vylepšených modelů brýlí pro noční vidění a dalekohledů. Jsou to optická zařízení vojenské kvality, která byla vyvinuta speciálně pro potřeby americké armády. Testování brýlí-dalekohledů začalo v roce 2018 a k jejich prvnímu použití v bojových podmínkách došlo v roce 2021. Vyvíjejí se a vyrábí se vylepšené verze těchto zařízení a jejich plné nasazení je plánováno na rok 2025.
Přístroje pro noční vidění vyráběné v rámci programu ENVG-B mají jednu zásadní vlastnost. Současně využívají technologii termálního zobrazování a zesilování obrazu, čímž výrazně rozšiřují rozsah aplikací takové optiky. Vojáci mohou ovládat unikátní brýle a dalekohled ve třech režimech. V prvním budou fungovat jako běžné NVD s elektronově-optickým převodníkem třetí generace; ve druhém jako termokamery; a ve třetím jako univerzální zařízení schopná kombinovat termovizi a standardní noční vidění.
Brýle-dalekohled se skládají ze 4 základních součástí. Patří mezi ně zařízení, polohovací a montážní jednotky přilby a baterie. Ta není instalována v pouzdru optiky, ale je připevněna k zadní části helmy uživatele. Toto řešení umožňuje posunutí těžiště a snížení zátěže na krk vojáka. Kryt zařízení obsahuje důležitý designový prvek: IR iluminátor. Je určen pro uživatele ke kontrole různých objektů (například zbraní, papírové mapy, obrazovky nějakého jiného zařízení atd.).

Uvedení systému RVS 2.0 do provozu
Uvedení moderního systému RVS 2.0 do provozu je plánováno na rok 2025. Jde o vylepšenou verzi RVS 1.0, kterou americké letectvo řadu let používá k provádění procedury tankování letadel ve vzduchu. Nový systém prošel několika aktualizacemi, které zefektivňují jeho provoz. Hlavní změnou bylo zavedení přístrojů pro noční vidění, které využívají moderní optické technologie a umožňují tankování za tmy. Dříve RVS 1.0 neměl noční optiku, což značně omezovalo čas na tuto operaci. RVS 2.0 byla vybavena dvěma kamerami namontovanými přímo na výložníku (unikátní teleskopická trubka upevněná pod trupem v ocasní části a sloužící k zásobování palivem z tankerů do vojenských stíhaček) a dokáže efektivně fungovat ve dne i v noci. Nahradily dvě z pěti dříve existujících kamer a výrazně tak rozšířily dostupnou dobu provozu celého systému.
Teoreticky umožní RVS 2.0 operátorovi boomu vidět, co se děje z jakéhokoli místa na tankeru. To bude možné díky unikátnímu 3D displeji na palubě, schopnému přenášet vysoce kvalitní video z kamer a vytvářet efekt přítomnosti. Tato funkce zjednoduší operátorovi úkol a umožní rychlé noční tankování. Projekt RVS 2.0 se blíží ke konci. Jeho implementace trvala mnohem déle, než bylo plánováno (o 19 měsíců více), ale nakonec tvůrci systému dosáhli svého. Pokud ve zbývajícím čase nenastanou žádné negativní změny, bude nový systém RVS 2.0 implementován v říjnu 2025.

Vyhlídky rozvoje na příští desetiletí
Dnes se optické technologie vyvíjejí nejrychlejším tempem. Ke svému vrcholu jsou však ještě daleko. Potvrzuje to i fakt, že se každým rokem objevují vzrušující novinky v termovizi a nočním vidění, které mění naše chápání optických technologií. Moderní modely nelze nazvat standardem, takže není pochyb o tom, že budou mnohokrát modernizovány.
V příštích deseti letech dojde k mnoha změnám. Ovlivní všechny aspekty, od přístupu k výrobě různé optiky až po kvalitu výsledného obrazu. Postupná modernizace přístrojů podporujících technologii nočního vidění a termovizi umožní další průlom za 10 let. Jeho pozitivní důsledky rozšíří rozsah aplikace optických technologií a dále je začlení do našeho každodenního života. Mezi prioritní oblasti vývoje pro příští dekádu bude patřit univerzalizace zařízení, zvýšení vlivu AI na provoz různých optik a zvýšení dostupnosti vyráběných modelů.
Aktivní vývoj optických technologií probíhá již několik let a je příliš brzy hovořit o dosažení konkrétního vrcholu. Nejvýraznější změny se dějí v noci a termovizní optika, která se postupně stává nepostradatelnou v našem každodenním životě. Vytvořená zařízení a systémy mění naše chápání mnoha věcí a nutí nás znovu obdivovat různé inovace. Tento proces bude pokračovat ještě poměrně dlouho, takže rok 2025 bude jen další etapou vývoje. Přesto nám dá mnoho vzrušujících věcí a důvod, abychom se znovu přesvědčili o světlé budoucnosti optických technologií.