Ang pinaka-promising mga proyektong militar ng Amerikano, na ang paggamit nito ay posible para sa mapayapang layunin
Para sa pagpapaunlad ng kagamitan pang-teknolohikal ng mga puwersang militar at agham, multimilyong-dolyar na pondo taun-taon na inilalaan. Ang Research Agency para sa Advanced Defense Projects, na mas kilala sa pagdadaglat ng Amerikano - DARPA, ay nakikibahagi sa mga pagpapaunlad sa lugar na ito. Ang ahensya na ito ang may-akda ng mga nasabing imbensyon tulad ng Internet, GPS at mga stealth na sasakyang panghimpapawid, na may malaking kahalagahan hindi lamang para sa militar, kundi pati na rin para sa mga ordinaryong sibilyan.
Sa ngayon, ang ahensya ay bumubuo ng isang makabuluhang bilang ng mga proyekto na maaari ring magkaroon ng isang makabuluhang epekto sa sangkatauhan, kung papayagan lamang sila sa produksyong pang-industriya.
Sa kasalukuyan, binibigyang pansin ng DARPA ang pag-unlad ng mga system ng laser … Kabilang sa mga programa ng Ahensya ay ang mga sumusunod na programa: Excalibur, Arkitektura para sa Diode High Energy Laser System, Ultra Beam at Compact Mid-ultraviolet na teknolohiya.
Maliit na sukat na gabay ng laser na baril na Excalibur
Ang militar ay laging nag-aalala tungkol sa paggamit ng perpektong sandata sa isang urban war. Ngunit upang maisangkap ang mga sasakyang panghimpapawid at drone ng mga sandata ng laser, kinakailangan na ang mga sukat nito ay sapat na compact at mas mahusay kaysa sa mga system na kasalukuyang umiiral at kung saan naka-install sa malalaking platform. Sinimulan ng DARPA ang pagbuo ng isang compact at malakas na laser armas system para magamit sa mga eroplano at iba pang sasakyang panghimpapawid.
Dati, ang pinakamadaling paraan upang lumikha ng isang laser ay ang paggamit ng malalaking lalagyan ng mga nakakalason na aktibong kemikal. Sa partikular, ang naturang laser ay naka-install sa Boeing-747, ngunit ang paggamit ng isang malaking aparato bilang sandata sa isang sasakyang panghimpapawid ng pag-atake o eroplano ng manlalaban ay hindi praktikal kahit papaano.
Ang bagong Excalibur laser cannon ay mas magaan at mas compact. Sa iskemikal, ang baril na ito ay binubuo ng isang malaking bilang ng mga laser, independiyente sa bawat isa. Kaya, ang laki ng mga emitter mismo ay maaaring mabawasan. Ang mga emitter na ito ay dapat na pagsamahin sa isang sinag nang hindi nawawala ang lakas nito. Salamat sa prinsipyong ito, ang dami ng natupok na enerhiya ay makabuluhang nabawasan. Ngunit ang kanyon ay mayroon ding ilang mga kalamangan. Kaya, sa partikular, maraming mga problema na nauugnay sa pagsasama ng maraming mga ray sa isa, na kung saan ay may mataas na ningning at mababang pagkakaiba-iba. Ang pagkagambala, diffraction at iba pang mga hindi linya na epekto ay hadlang sa pagkamit nito. Samakatuwid, upang maayos ang problemang ito, gumamit ang mga tagalikha ng isang analogue ng phased array antena, na ginagamit sa mga modernong radar at ginagawang posible hindi lamang na ituon ang sinag, ngunit upang maitama ang anggulo ng pagpapalihis nito nang hindi paikutin ang antena mismo
Sa pagtatapos ng taon, nangangako ang ahensya na magpapakita ng isang prototype na laser na kanyon na may kapasidad na 3 kilowatt lamang. Ngunit ang nakumpleto na system ay magkakaroon ng isang mas mataas na lakas (tungkol sa 100 kilowatts). Kaya, maaari itong magamit para sa matukoy na mga welga laban sa mga target sa hangin at lupa. At dahil ang bigat ng baril ay magiging 10 beses na mas mababa kaysa sa kasalukuyang mayroon nang mga laser, ang Excalibur ay maaaring mai-install sa halos anumang platform ng militar nang hindi lumalala ang kanilang mga katangian sa pagbabaka.
Arkitektura para sa Diode High Energy Laser System
Ang iba pang bagong programa ng ahensya, ang Arkitektura para sa Diode High Energy Laser System (ADHELs), ay nakatuon sa pagsasaliksik ng mga bagong haba ng laser beam sa proseso ng paglikha ng isang bagong henerasyon ng mga compact, high-efficiency, high-energy lasers. Ang mga nasabing sistema ay maaaring isama sa pantaktika na mga sasakyang panghimpapawid, lalo na sa mga drone.
Pangunahin na naglalayong ang programa sa pagbuo ng mga teknolohiya para sa pagkuha ng mga laser beam na may mataas na lakas at ningning, na may mababang pagkakaiba-iba ng sinag.
Ang programa ay idinisenyo para sa 36 buwan at binubuo ng dalawang yugto. Sa unang yugto, planong pag-aralan ang spectral at coherent beam na pagsasama. Ang pangalawang yugto ay ganap na nakatuon sa paglikha ng isang spectral beam na may mataas na kahusayan at lakas. Ang pangwakas na layunin ng proyekto ay upang makakuha ng isang istraktura ng pagdidipraktibo para sa isang system na gagana sa mahabang laser alon sa sukat ng mga sistema ng HEL-class na 100 kilowat.
Ultra Beam
Ang ahensya ay kasalukuyang nagsasagawa ng maraming mga proyekto sa pagpapabuti ng laser. Kaya, ang isa sa mga naturang programa ay "Ultra Beam", ang layunin nito ay upang lumikha ng isang laser na may gamma-ray radiation. Sa unang yugto ng pag-unlad, nakamit na ang ilang mga resulta - Ang mga X-ray laser ay nilikha sa ilalim ng mga kondisyon ng laboratoryo, kung saan ang enerhiya ng photon ay 4.5 keV, na nagpapatunay ng katotohanan na ang isang gamma laser ay isang bagay na malapit na hinaharap. Ang pag-unlad na ito ay may kahalagahan din sa sibil, dahil ang mga compact gamma laser ay maaaring magamit nang may higit na kahusayan sa radiation therapy at diagnostic.
Ang natatanging katangian nito X-ray laser, ang teknolohiya na binuo ng DARPA, ay maaaring magbigay ng kontribusyon sa pag-unlad ng mga compact source ng laboratoryo na may mataas na ningning ng magkakaugnay na radiation, na kung saan, bilang posible, ay posible itong ipakita ang three-dimensional mga modelo ng buhay na mga cell.
Mayroong dalawang yugto sa programa ng UltraLuch. Sa unang yugto, ang isang pagtaas sa saturation ng X-ray ng 4.5 keV na may lakas na 10 mJ ay nakamit, at napatunayan na ang mga ray na ito ay maaaring magpadala ng mga pulso sa pamamagitan ng mga opaque solid na bagay, halimbawa, mga lalagyan. Sa pangalawang yugto, pinaplano na bumuo ng isang mas mataas na lakas ng isang X-ray laser sa loob ng 36 buwan, upang masuri ang gamma ray at maitaguyod ang mga kinakailangang parameter para sa pagpapalakas ng gamma radiation kapag ginagamit ito sa mga solidong estado na materyales na may maraming bilang atomo
Compact Mid-ultraviolet na teknolohiya
Ang militar ay dapat na makakita at makilala ang mga kemikal at biological na sandata na maaaring nasa arsenal ng kaaway. Ngunit ang mga modernong pamamaraan ng pagtuklas ay malaki at mabigat, at nangangailangan din sila ng maraming lakas. Upang matugunan ang mga pagkukulang na ito, nagsimula ang DARPA sa pagbuo ng isang programa ng teknolohiya ng Compact Mid-ultraviolet. Ang mga resulta, na planong makuha sa loob ng balangkas ng program na ito, ay gagawing mas epektibo ang pagtuklas at pagkilala ng mga sandata ng biyolohikal at kemikal na gumagamit ng mga teknolohiyang laser. Ang mga amino acid at iba pang mga biological molekula ay maaaring napansin gamit ang medium-wavelength na mga ultraviolet na alon, kaya ang mga elementong ito ay maaaring makilala kung ginamit ang ganitong uri ng sandata.
Ang mga teknolohiya ng laser para sa pagtuklas ng NMP ay mayroon na sa loob ng mga ultraviolet ray sa mga malalaking laser, sa partikular, sa KrF (248 nm). Ang mga maliliit na laser (Biological Point Detection System) ay kasalukuyang ginagamit sa antas ng batalyon ng kemikal. Ngunit, tulad ng nabanggit sa itaas, ang lahat ng mga sistemang ito ay napakamahal at malaki ang sukat, kaya't labis silang maginhawa para sa malawakang paggamit. Samakatuwid, ang program na iminungkahi ng ahensya ay ipapakita sa dalawang pangunahing direksyon: na may LED orientation na 250-275 nm at isang output power na 100 mW, pati na rin ang mga laser na may lakas na 10 mW at isang orientation na 220-250 ni Ang pangunahing bahagi ng programa ay maglalayon sa paglutas ng mga problemang nauugnay sa paglilimita sa pag-aayos ng isang pangkat ng mga nitride bilang semiconductors ng medium-short ultraviolet waves.
Ang pagpapatupad ng programang ito ay magiging posible upang lumikha ng mga compact device na makakakita ng polusyon ng kemikal at biological, halimbawa, sa tubig.
Ang mga promising program ng DARPA sa larangan ng medisina … Kasama rito ang mga proyekto ng ahensya ng Dialysis-Like Therapeutics (DLT) na ahensya, Sa Vivo Nanoplatforms, Living Foundry, Reliable Neural-Interface Technology.
Dialysis-Like Therapeutics (DLT)
Ang mga impeksyon na dulot ng bakterya ay madalas na resulta ng pagkalason sa dugo (sepsis), kung saan kahit na ang isang sundalong medyo sugatan ay maaaring mamatay. Nag-aalala ang departamento ng militar ng Amerika tungkol sa isyung ito, samakatuwid, inatasan na bumuo ng isang bagong teknolohiya para sa paglilinis ng dugo mula sa bakterya. Sinimulan ng DARPA ang gawaing pag-unlad sa isang proyekto na $ 10 milyon. Ang pangunahing layunin nito ay upang lumikha ng isang portable na aparato kung saan posible na alisin ang kontaminadong dugo mula sa katawan, linisin ito ng mga nakakapinsalang sangkap gamit ang mga espesyal na filter, at pagkatapos ay ibalik na ang malinis na dugo sa katawan. Ang aparato na ito ay katulad ng pagpapaandar sa dialysis ng bato.
Sa kasalukuyan, ang pagbuo ng mga sensor para sa mga pathogenic na sangkap ay isinasagawa, na hihinto sa mga lason sa viral at bakterya. Bilang karagdagan, ang mga teknolohiya para sa paghihiwalay ng mga sangkap na ito mula sa dugo ay binuo. Ang susunod na hakbang ay dapat na magsagawa ng isang pagsubok upang mapatunayan ang pagiging epektibo ng aparatong ito. Sa huli, ang isang portable machine ay dapat makuha na magsasagawa ng isang detalyadong pagtatasa ng buong dami ng dugo sa bawat oras, na magpapahintulot sa pagtuklas ng hitsura ng mga virus at lason sa isang maagang yugto.
Ang nasabing teknolohiya ay magiging napakahalaga para sa paggamit ng sibilyan, sapagkat sa tulong nito posible na makatipid ng daan-daang libu-libong buhay bawat taon.
Sa Vivo Nanoplatforms
Ang lahat ng mga uri ng sakit ay naglilimita sa kahandaan ng pagbabaka ng mga sundalo at nagdudulot ng malaking gastos para sa departamento ng militar sa pangangalaga ng kalusugan. Ngunit sa kasalukuyan, ang mga umiiral na teknolohiya para sa pag-diagnose ng mga sakit ay halos mahal at gugugol ng oras. Samakatuwid, ang kanilang mas mabilis na pagsusuri at paggamot ay kinakailangan sa isang modernong hukbo.
Sinimulan ng DARPA ang pagbuo ng isa pang promising proyekto na tinatawag na "In Vivo Nanoplatforms". Ang kakanyahan nito ay kumukulo sa paglikha ng isang bagong klase ng mga nanoparticle na inilaan para sa pare-pareho at tumpak na sensing ng katawan ng tao, pati na rin para sa paggamot ng iba't ibang mga uri ng mga nakakahawang sakit at abnormalidad ng pisyolohikal.
Sa katunayan, ang programa ay naglalayong bumuo ng isang nanocapsule na magbibigay ng tuluy-tuloy na pagsubaybay sa estado ng katawan ng tao.
Ang isang nanocapsule ay isang guwang spherical na maliit na butil, ang shell na kung saan ay gawa sa phospholipids o polymers. Sa loob ng kapsula na ito ay isang mababang sangkap ng timbang na molekular. Bilang karagdagan, ang shell ay maaaring gawin ng mga molekula ng DNA na inayos sa isang tiyak na paraan, calcium silicate o hydroxyapatite.
Ang paggamit ng nanoparticles ay maaaring magbigay ng naka-target na pangangasiwa ng mga gamot o mga konstruksyon ng genetiko ng isang tiyak na komposisyon (mga hormone o mga enzyme). At upang maihatid ang nanocapsule na "sa patutunguhan", ang shell nito ay lalagyan ng mga receptor o antigen.
Ang programa ay nasubukan noong Marso 2012. Inaasahang maaaprubahan ito para magamit sa taglagas.
Buhay na pandayan
Ang modernong inhinyeriya ay batay sa napakahusay na mga espesyal na pagpapaunlad, at ang mga resulta ay nakuha lamang pagkatapos ng paulit-ulit na pagsubok at pagkakamali. At madalas, ang pagtatrabaho sa isang proyekto ay hindi pinapayagan kang magsimulang magtrabaho sa iba pa. Bilang isang resulta, sampu-sampung taon at daan-daang milyong dolyar ang inilaan para sa isang proyekto ng bioengineering. Ang pagpapabuti ng mga teknolohiya ng bioengineering ay gagawing posible upang malutas ang mga kumplikadong problema na sa kasalukuyan ay wala ring solusyon, o mayroong maraming mga solusyon nang sabay-sabay.
Ang bagong programa ng Living Foundry ng DARPA ay idinisenyo upang lumikha ng isang bagong framework ng biological para sa disenyo ng mga sistema ng pagbuo ng biology ng tao at palawakin ang kanilang pagiging kumplikado. Ang programa ay naglalayon sa pagbuo ng mga bagong teknolohiya at diskarte na gagawing posible upang malutas ang dati nang hindi nalutas na mga problema. Sa partikular, magiging posible upang matukoy ang genetis predisposition ng isang tao sa ilang mga karamdaman, upang maitama ang mga pagpapaandar ng mga cell at katawan bilang isang buo.
Sa isang banda, maaaring mukhang ang mga naturang teknolohiya ay hindi maaaring malikha, ngunit ang posibilidad ng paggawa ng masa ng mga bagong materyales at gamot na biological ay parang nakakaakit.
Maaasahang Teknikal na Neural-Interface
Ang pag-unlad at pagsasaliksik ng mga neural prostheses, lalo na, mga implant ng cochlear (artipisyal na tainga), ay nagpatunay na nakikita ng katawan ng tao ang materyal na ito. Sa tulong ng naturang mga prostitus, ang mga nawawalang pag-andar ay naibalik sa maraming tao. Bagaman ang mga prosteyt na maaaring nakakabit sa sistemang nerbiyos ng tao ay napaka-maaasahan at mahalaga para sa Kagawaran ng Digmaan, mayroong dalawang pangunahing at pangunahing mga hadlang na pumipigil sa paggamit ng mga naturang implant sa isang klinikal na setting. Ang parehong mga hadlang ay nauugnay sa kawastuhan ng paglipat ng impormasyon. Halimbawa, ang isang maliit na maliit na neural portable na aparato ay hindi naiakma upang makakuha ng tumpak na impormasyon mula sa mga nerve cells sa loob ng maraming taon. Bilang karagdagan, ang mga nasabing prostitus ay hindi maaaring gumamit ng mga natanggap na signal at makontrol ang mga ito sa mataas na bilis.
Interesado ang ahensya na malutas ang dalawang problemang ito upang ang prostheses ay maaaring magamit sa klinikal na paggamit. Kaya, ang pagbawi ng mga sugatang sundalo ay magiging mas mabilis, ayon sa pagkakabanggit, makakabalik sila sa serbisyo nang mas mabilis.
Una sa lahat, ang programa ay naglalayong maunawaan kung bakit ang mga implant ay hindi maaaring maghatid ng mapagkakatiwalaan sa loob ng maraming taon. Plano itong magsagawa ng pagsasaliksik sa parameter ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng mga abiotic at biotic system. Bilang karagdagan, lilikha ng isang bagong sistema na magsasama ng impormasyon sa kung paano maililipat ang impormasyon mula sa mga nerve cells patungo sa mga prostheses.
Maaari itong maitalo na ang teknolohiyang ito ay magkakaroon din ng malawak na mga aplikasyon ng sibilyan.
Mga programang nakatuon sa pag-unlad ng DARPA mga sistema ng pagsubaybay.
Mababang Gastos sa Paggawa ng Thermal Imaging
Ang thermal vision system ay maraming mga aplikasyon ng militar. Ngunit hanggang ngayon, ang sistemang ito ay napakamahal, kaya't ang aplikasyon nito ay hindi kasing laki ng kinakailangan. Nag-aalok ang DARPA ng isang programa upang makabuo ng isang epektibo sa imaheng thermal imager. Ayon sa mga katiyakan ng mga developer, posible na isama ang mga naturang mga thermal imager sa mga tagapagbalita at mobile phone. Ang pag-unlad ay inilalaan ng $ 13 milyon. Bukod dito, ang pagkumpleto ng proyekto ay dapat maganap nang hindi lalampas sa tatlong taon.
Ang pangunahing mga kinakailangan para sa mga bagong henerasyon na thermal imager ay medyo mababa ang presyo - mga $ 500. Bilang karagdagan, ang resolusyon ng nagresultang imahe ay dapat na hindi bababa sa 640 * 480 pixel, ang anggulo sa pagtingin ay dapat na 40 degree o higit pa, at ang pagkonsumo ng kuryente ay dapat na mas mababa sa 500 milliwatts.
Ang teknolohiya ng bagong thermal imager ay batay sa paggamit ng infrared radiation, na tumutulong na makilala ang mainit mula sa malamig na mga bagay sa color spectrum. Kaya, maaari silang magamit hindi lamang sa normal na kondisyon, kundi pati na rin sa mahinang kakayahang makita at sa gabi.
Ang mga thermal imager na umiiral ngayon ay malaki at mahal. Dapat ding sabihin na kung ang pananaliksik ay matagumpay, ang mga resulta ay makakagamit hindi lamang ng militar, kundi pati na rin ng mga organisasyong sibilyan. Alalahanin na ang mga naturang pag-unlad ng DARPA bilang teknolohiya ng hypertext at interface ng grapiko ay orihinal na binuo para sa mga hangaring militar.
Advanced Wide FOV Mga Arkitektura Para sa Pagbubuo ng Imahe at Pagsasamantala
Ang kakayahang makakita ng mas malayo, na may higit na kalinawan sa lahat ng mga kondisyon, ay isa sa mga kadahilanan para sa matagumpay na pagsasagawa ng mga operasyon ng labanan. Mayroong pangangailangan upang madagdagan ang larangan ng pagtingin, ang kakayahang makakita ng pantay na maayos sa araw at sa gabi, sa kondisyon na ang camera ay hindi mahal. Ang pangunahing dahilan para sa pangangailangan na ito ay nakasalalay sa pagbibigay ng mga sundalo ng magagamit na mga tool sa visualization upang madagdagan ang kanilang pagiging epektibo sa pagpapamuok, sa madaling salita, larawan at mga video camera. Samakatuwid, inilunsad ng DARPA ang advanced Wide FOV Architectures For Image Reconstruction and Exploitation (AWARE) na programa, na idinisenyo upang matugunan ang mga ganitong uri ng problema.
Ang bagong sistema ng visualization, na planong makuha bilang bahagi ng pagpapatupad ng programang ito, ay magiging napaka-compact at magaan. Ipinapalagay nito ang isang pagtaas sa larangan ng pagtingin, mataas na resolusyon at de-kalidad na mga imahe sa anumang mga kondisyon ng panahon, araw o gabi sa isang malaki na distansya. Pinagsasama nito ang higit sa 150 mga camera sa isang lens. Ang sistema ay idinisenyo upang lumikha ng mga imahe na may resolusyon na 10 hanggang 50 gigapixels - ang resolusyon na ito ay makabuluhang lumampas sa saklaw na nakikita ng mata ng tao.
Ang unang mga naturang sistema ay idinisenyo para sa pag-deploy sa mga ground object, dagdagan nila ang distansya ng paningin, kakayahang mapatakbo, paningin ng araw at gabi, maitaguyod ang kakayahang maghanap para sa isang target, at tiyakin ang paggamit ng isang malaking pangkat ng mga sensor.
Ang mga nasabing aparato ay may malaking kahalagahan sa militar, dahil maaari itong magamit para sa mga layuning tulad ng pag-target, pag-sensing, at patuloy na pagsubaybay.
Ngayon, halos anumang produkto ng militar ay siksik ng mga elektronikong sangkap, microcircuits, chips, atbp. Samakatuwid, medyo maraming mga programa ng DARPA ay naglalayong pagbuo at pagbuti base base … Kabilang sa mga nasabing programa ang sumusunod: Intrachip Enhanced Cooling; Integridad at Kahusayan ng Mga Integrated Circuits; Rebolusyon sa Kahusayan sa Kapangyarihan Para sa Mga Teknikal na Teknikal na Pag-compute; Tip-Batay sa Nanofabrication at iba pa.
Pinahusay na Paglamig ng Intrachip
Ang pagtaas ng bilang ng mga bahagi sa modernong electronics ay nakataas ang antas ng pag-init at pagwawaldas ng kuryente sa walang uliran taas. Sa parehong oras, imposible pa ring limitahan ang pagtaas ng temperatura nang hindi nadaragdagan ang dami at bigat ng mga elektronikong sistema mismo. Ang paggamit ng remote na paglamig, kung saan ang init ay dapat na isagawa mula sa mga chips patungo sa hangin, ay hindi na epektibo.
Samakatuwid, sinimulan ng DARPA ang pagbuo ng isang programa na tinatawag na Intrachip Enhanced Cooling (ICECOOL), na naghahangad na mapagtagumpayan ang mga limitasyon ng remote na paglamig. Pag-aaralan ng programa ang antas ng pag-init sa loob ng mga chips gamit ang silicon para dito. Nilalayon ng ahensya na patunayan na ang paglamig ay mahalaga sa disenyo ng maliit na tilad tulad ng natitirang bahagi ng mga sangkap. Ipinapalagay ng proyekto na ang panloob na paglamig ay mai-install alinman nang direkta sa microcircuit, o sa micro-gap sa pagitan ng mga chips.
Kung matagumpay na nakumpleto, ang proyekto ay magbibigay ng isang pagkakataon upang mabawasan ang antas ng density ng chip mismo at mga sistema ng paglamig, na kung saan ay magiging epektibo para sa paglikha ng isang bagong henerasyon ng mga elektronikong sistema.
Mga Teknolohiya ng Thermal Management
Ang mga makabuluhang pagpapabuti sa teknolohiya at pagsasama ng system ay humantong sa isang makabuluhang pagtaas sa antas ng pagkonsumo ng enerhiya ng militar. Ang antas ng pagkonsumo ng kuryente ay tumaas habang ang laki ng mga microcircuits ay nabawasan. Ito ang sanhi ng sobrang pag-init ng mga sistemang ito. Samakatuwid, inilunsad ng DARPA ang programang Thermal Management Technologies, na nakikibahagi sa pag-aaral at pag-optimize ng mga bagong nanomaterial na may isang heat sink system, na planong magamit sa paggawa ng microcircuits. Ang programa ay bumubuo sa limang pangunahing mga lugar: microtechnology para sa paglamig ng mga heat exchanger, aktibong paglamig ng mga module, inangkop na teknolohiya ng heat pipe, modernisadong power amplifiers, thermoelectric cooler.
Sa gayon, ang pangunahing pagsisikap ng programa ay naglalayong pagbuo at paglikha ng mga tagapamahagi ng init na may mahusay na pagganap batay sa paglamig ng dalawang yugto at ang kanilang kapalit ng mga haluang metal na tanso, na kasalukuyang ginagamit sa mga system; pagtaas ng antas ng paglamig ng thermal sa pamamagitan ng pagbawas ng paglaban ng thermal; pagbuo ng mga bagong materyales at istraktura na maaaring mabawasan ang pag-init; pag-aaral ng mga teknolohiya ng paglamig gamit ang mga thermoelectric module.
Revolution Revolution ng Kahusayan Para sa Mga Teknikal na Teknikal na Pag-embed
Karamihan sa kasalukuyang mga sistema ng impormasyon ng militar ay limitado sa mga tuntunin ng kapangyarihan sa computing dahil sa mga limitasyon sa lakas ng kuryente, laki at timbang, at mga problema sa paglamig. Ang paghihigpit na ito ay may malaking negatibong epekto sa pamamahala ng pagpapatakbo ng mga kagawaran ng militar, dahil, halimbawa, ang mga sistema ng intelihensiya at reconnaissance ay nakakolekta ng maraming impormasyon kaysa sa maipoproseso nang real time. Samakatuwid, lumalabas na ang katalinuhan ay hindi makapagbigay ng mahalagang data na kinakailangan sa isang tiyak na oras.
Ang mga kasalukuyang sistema ng pagproseso ng impormasyon ay may kakayahang magproseso ng 1 gigabyte ng data bawat segundo, habang, ayon sa militar, 75 beses na higit pa ang kinakailangan. Ngunit ang mga modernong processor ay naabot na ang kanilang maximum sa proseso ng pagdaragdag ng mga kapasidad nang hindi nadaragdagan ang pagkonsumo ng kuryente. Ang Power Efficiency Revolution ng DARPA Para sa Embedded Computing Technologies (PERFECT) na programa ay dinisenyo upang maihatid ang kahusayan ng enerhiya na kailangan mo.
Ang programa ay nagbibigay para sa nakakamit ng isang pagtaas sa kakayahan ng pagproseso ng impormasyon ng 75 beses. Ang pagpapatupad ng programang ito ay maaaring gawing posible upang lumikha ng mga smartphone na maaaring gumana nang maraming linggo, o mga laptop, na ang baterya ay kailangang sisingilin nang madalas hangga't pinupuno mo ang kotse.
Tip-Batay sa Nanofabrication
Malaki ang ginugugol ng ahensya sa pagpapaunlad ng nanotechnology. Ngunit sa kabila ng katotohanang ang mga pangunahing konsepto sa kanilang pag-unlad ay kinikilala na kinakailangan, mayroon pa ring mga problema sa kanilang mass production.
Ang layunin ng programang Nanofabrication na Nakabatay sa Tip ay upang maitaguyod ang kontrol sa kalidad ng paggawa ng mga nanomaterial - nanowires, nanotubes at mga tuldok ng kabuuan, na may kasamang kontrol sa laki, oryentasyon at posisyon ng bawat produkto. Ang programa ay nagsasangkot ng pagsasama-sama ng kontrol sa mga makabagong teknolohiya, kaya't lumilikha ng mataas na temperatura, daloy ng mabilis na bilis at malakas na mga electromagnetic na patlang na katulad ng optikal na teknolohiya.
Sa kasalukuyan, imposibleng makontrol ang proseso ng paggawa ng nano. Ang ilang mga diskarte ay naipakita sa mga nakaraang taon, ngunit lahat sila ay may makabuluhang sagabal. Kaya, halimbawa, sa paggawa ng mga nanotube, posible na kontrolin lamang ang kanilang paglago, ngunit hindi ang kanilang laki at orientation. Kapag lumilikha ng mga tuldok na kabuuan, imposibleng lumikha ng isang malaking array na may mataas na homogeneity.
Kung matagumpay na nakumpleto ang proyekto, ang mga resulta ay magiging napakahalaga para sa paggawa ng mga nanoproduct.
Integridad at Kahusayan ng Mga Integrated Circuits
Sa gitna ng marami sa mga elektronikong sistema na binuo para sa Kagawaran ng Depensa ng Estados Unidos ay isinama ang mga circuit. Sa parehong oras, ginagamit ng departamento ng militar ang mga ito nang may matinding pag-iingat, nag-aalala tungkol sa integridad ng mga sistemang ito. Dahil sa konteksto ng globalisasyon ng merkado, ang karamihan sa mga microcircuits ay gawa sa mga iligal na negosyo, may panganib na ang mga circuit na nakuha para sa mga system ng departamento ng militar ay hindi matutugunan ang mga pagtutukoy, at, nang naaayon, ay hindi maaasahan.
Ang DARPA, bilang bahagi ng programa ng Integrity at Kahusayan ng Integrated Circuits (IRIS) na programa, ay naghahangad na bumuo ng mga pamamaraan na maaaring mapatunayan ang mga pagpapaandar ng bawat maliit na tilad nang hindi sinisira ito. Ang system ng mga pamamaraang ito ay may kasamang advanced na pagkilala sa mga aparato ng malalim na circuit ng submicron, pati na rin ang mga pamamaraan sa computational para sa pagtukoy ng ugnayan sa pagitan ng mga aparato.
Bilang karagdagan, nagbibigay ang programa para sa paglikha ng mga makabagong pamamaraan para sa pagmomodelo ng mga aparato at pagsasagawa ng mga proseso ng pagsusuri na naglalayong matukoy ang pagiging maaasahan ng mga integrated circuit sa pamamagitan ng pagsubok ng isang maliit na bilang ng mga sample.
Nangungunang Program sa Pag-access ng Edge
Tulad ng nabanggit sa itaas, ang karamihan sa mga chips na ginagamit sa Estados Unidos ay gawa sa labas ng bansa. Ang estado ng mga pangyayaring ito, sa opinyon ng mga Amerikano, ay nakakasasama. Una, ang kakulangan ng pag-access sa mga advanced na teknolohiya ay nag-aambag sa pag-agos ng mga kwalipikadong tauhan mula sa bansa. Pangalawa, ang Kagawaran ng Depensa ay hindi masyadong nagtitiwala sa mga naturang microcircuits.
Ang pananaliksik sa larangan ng teknolohiya ng semiconductor ay may malaking kahalagahan para sa pagpapakilala ng mga pagpapaunlad ng teknolohiya hindi lamang sa mga istrukturang pangkalakalan, kundi pati na rin sa departamento ng militar. Samakatuwid, naglunsad ang ahensya ng isang bagong programa na tinatawag na Leading Edge Access Program, na naglalayong magbigay ng mga unibersidad, industriya at ahensya ng gobyerno ng advanced na teknolohiyang semiconductor ng militar. Ang lahat ng ito ay ginagawa sa pag-asa ng isang maagang pagbabalik ng produksyon ng maliit na tilad pabalik sa Amerika.
Ang mga advanced na application ng teknolohiya ay may kasamang digital na kapalit ng mga analog o halo-halong signal integrated circuit, mga pandiwang pantulong na halo-halong signal na isinama, mga solusyon sa problema ng mataas na bilis at mababang lakas ng mga converter na analog-to-digital at mga multi-core na processor. Sa isang tiyak na oras, ang kagawaran ng militar ay magbibigay sa ahensya ng mga bagong proyekto. Ang pangunahing pamantayan sa pagpili ay ang pagiging bago ng disenyo, ang posibilidad ng aplikasyon sa industriya ng militar, pati na rin ang potensyal para sa matagumpay na pagpapakilos ng kahusayan sa pagpapatakbo.
Iba't ibang Naa-access na Heterogeneous
Ang isa sa mga pangunahing problema na kasalukuyang pumipigil sa karagdagang pag-unlad ng teknolohiya ng computer ay ang mga microcircuits para sa kanila ay kailangang gawin ng iba't ibang mga materyales. Ang DARPA ay bumubuo ng Diverse Accessible Heterogeneous program, ang layunin nito ay upang lumikha ng isang bagong solong platform ng silikon kung saan malilikha ang mga bagong henerasyon na microchips. Kaya, ayon sa mga tagabuo, ang magkakaiba na pagsasama ay dapat magtagumpay sa isang bilang ng mga seryosong problema na nauugnay sa proseso ng paglipat ng data, matukoy ang density ng magkakaiba-iba na mga compound, maitaguyod ang pinakamainam na rehimen ng temperatura at i-optimize ang bagong platform para sa produksyon ng masa.
Sa kaso ng matagumpay na pag-unlad, ang magkakaibang platform ay maaaring magamit sa mga naturang industriya tulad ng optoelectronic microcircuits, optical sensing system, optical generator ng di-makatwirang signal, multiwave thermal imagers na may isinamang pagproseso ng imahe at pagbabasa ng impormasyon.
Ang mga resulta ng programa ay magiging mahalaga para sa paggamit ng sibilyan din, dahil ang paglikha ng isang unibersal na platform ay makakatulong na gumana ang mga computer nang mas mabilis at mas mahusay.
Sa lahat ng dako ng Computing ng Mataas na Pagganap
Kabilang sa mga pagpapaunlad ng ahensya, mayroong isang programa na lumalapit sa proseso ng paglikha ng mga kagamitan sa computer nang praktikal mula sa simula - "Ubiquitous High Performance Computing". Nakatuon ito sa disenyo at pag-unlad ng mga teknolohiya na nagbibigay ng mga pundasyon para sa paglikha ng mga computer na may mababang paggamit ng kuryente, proteksyon laban sa mga pag-atake sa cyber at may higit na pagganap. Bilang karagdagan, ipinapalagay ng programa na ang mga nasabing computer ay magiging mas madali sa mga tuntunin ng pagprograma, upang kahit na ang mga espesyalista na may kaunting karanasan ay magagawa ito.
Ang mga computer na ito ay magiging mas maaasahan at mas mahusay sa pamamagitan ng pagpapabuti ng nasusukat, lubos na mai-program na mga system. Ang nasabing mga seryosong istraktura tulad ng Massachusetts Technological University, Intel, NVIDIA ay nakikilahok sa proyektong ito. Kaya, maaari itong maitalo na ang program na ito ay isa sa pinaka-ambisyosong pag-unlad ng DARPA.
Bilang karagdagan, ang ahensya ay aktibong nagtatrabaho sa pagpapaunlad ng mga isinamang 3D microcircuits. Sa kasalukuyan, ang mga microcircuits ay isa sa mga pangunahing punto ng microelectronics. Ngunit sa harap ng patuloy na pagbawas ng mga laki ng maliit na tilad, ang mga modernong teknolohiya ng semiconductor ay nahaharap sa maraming tukoy at pangunahing mga problema. Samakatuwid, sa kabila ng malaking tagumpay ng mga semiconductor, naghahanap ang mga developer ng mga bagong uri ng mga microcircuits na pangkalahatang layunin na magkakaroon ng mas mataas na pagganap.
Ang paglikha ng isang tatlong-dimensional na integrated circuit ay magbubukas ng magagaling na mga pagkakataon para sa isang mas mabilis at mas mahusay na pag-unlad ng teknolohiya ng computer, dahil ang paghihigpit ng dalawang sukat ay malalampasan. Pagkatapos ng lahat, ang pag-unlad ay umabot sa isang punto ng pag-unlad kapag ang mga microcircuits ay kumplikado na walang simpleng lugar para sa mga kinakailangang koneksyon sa isang dalawang-dimensional na maliit na tilad.
Ang paglikha ng isang three-dimensional microcircuit, kasama ang lahat ng mga problemang nauugnay sa praktikal na aplikasyon nito, ay magiging posible upang gawing mas siksik ang mga teknolohiya.
Micro-technology para sa Positioning, Navigation, at Timing
Sa loob ng maraming dekada, ang Global Positioning System, o GPS, ay naitayo sa karamihan sa kagamitan sa pag-navigate sa militar. Samakatuwid, maraming uri ng sandata ang nakasalalay sa data sa lokasyon, direksyon ng paglalakbay, oras ng paglipad at ang katulad na impormasyon na nailipat ng system. Ngunit ang gayong pagtitiwala ay maaaring lumikha ng malalaking problema, dahil sa mga kondisyon ng mahirap na pagtanggap o pag-jam ng isang senyas, ang mga sandata na nangangailangan ng palaging komunikasyon sa system ay hindi gagana.
Sinimulan ng DARPA ang pagbuo ng Micro-technology para sa Positioning, Navigation, at Timing (MICRO-PNT) na programa, ang kakanyahan nito ay upang lumikha ng mga teknolohiya na nagpapahintulot sa iyo na magtrabaho nang offline. Ang mga pangunahing isyu ng kabit sa yugtong ito ay ang laki, bigat at lakas. Ang matagumpay na pagsasaliksik ay lilikha ng isang solong aparato na pagsamahin ang lahat ng mga kinakailangang aparato: mga accelerometro, orasan, pagkakalibrate, gyroscope. Ang mikroskopiko na pagkakalibrate ay dapat magbigay ng mas tumpak na pag-target sa pamamagitan ng pagwawasto ng panloob na error.
Noong 2010, nagsimula ang pagsasaliksik sa pagbuo ng microtechnology na nauugnay sa paglikha ng mga relo na may mataas na katumpakan at mga instrumento na hindi gumagalaw.
Ang pagpapaunlad ng programa ay pangunahing nilalayon sa pagtaas ng pabago-bagong saklaw ng mga inertial sensor, binabawasan ang error sa orasan, pati na rin ang pagbuo ng mga microchip para sa pagtukoy ng posisyon at tilapon ng paggalaw.
Kung ang programa ay ipinatutupad, pagkatapos isipin ang Google Maps sa subway.
