Cele mai promițătoare proiecte militare americane, a căror utilizare este posibilă în scopuri pașnice
Pentru dezvoltarea echipamentului tehnologic al forțelor militare și al științei, sunt alocate anual fonduri de milioane de dolari. Agenția de cercetare pentru proiecte avansate de apărare, care este mai bine cunoscută prin abrevierea sa americană - DARPA, este implicată în dezvoltări în acest domeniu. Această agenție este autorul unor invenții precum Internetul, GPS-ul și avioanele stealth, care au o mare importanță nu numai pentru militari, ci și pentru civilii obișnuiți.
În acest moment, agenția dezvoltă un număr semnificativ de proiecte care pot avea, de asemenea, un impact semnificativ asupra umanității, chiar dacă acestea sunt permise în producția industrială.
În prezent, DARPA acordă o mare atenție dezvoltării sisteme laser … Printre programele agenției se numără următoarele programe: Excalibur, Architecture for Diode High Energy Laser System, Ultra Beam și Compact Mid-ultraviolet technology.
Pistol cu ghid laser cu dimensiuni mici Excalibur
Militarii sunt întotdeauna foarte preocupați de utilizarea armei perfecte într-un război urban. Dar pentru a echipa aeronavele și dronele cu arme laser, este necesar ca dimensiunile sale să fie suficient de compacte și mult mai eficiente decât sistemele care există în prezent și care sunt instalate pe platforme mari. DARPA a început să dezvolte un sistem de arme laser compact și puternic pentru utilizare pe avioane și alte aeronave.
Anterior, cea mai ușoară modalitate de a crea un laser a fost utilizarea recipientelor mari de substanțe chimice active toxice. În special, un astfel de laser este instalat pe Boeing-747, dar utilizarea unui dispozitiv atât de mare ca o armă pe un avion de atac sau avion de vânătoare este cel puțin nepractic.
Noul tun laser Excalibur este mult mai ușor și mai compact. Schematic, această armă constă dintr-un număr mare de lasere, independente una de alta. Astfel, dimensiunea emițătorilor înșiși poate fi redusă. Aceste emițătoare trebuie combinate într-un singur fascicul fără a-și pierde puterea. Datorită acestui principiu, cantitatea de energie consumată este redusă semnificativ. Dar tunul are și anumite dezavantaje. Deci, în special, există o serie de probleme asociate combinării multor raze într-o singură, care ar avea o luminozitate ridicată și o divergență scăzută. Interferența, difracția și alte efecte neliniare sunt obstacole în calea realizării acestui lucru. Prin urmare, pentru a rezolva această problemă, creatorii au folosit un analog al antenei cu matrice fazată, care este utilizat în radarele moderne și face posibilă nu numai focalizarea fasciculului, ci și corectarea unghiului de deviere fără a roti antena. în sine.
Până la sfârșitul anului, agenția promite să demonstreze un prototip de tun laser cu o capacitate de doar 3 kilowați. Dar sistemul finalizat va avea o putere mult mai mare (aproximativ 100 kilowați). Astfel, poate fi folosit pentru lovituri precise împotriva țintelor aeriene și terestre. Și întrucât greutatea pistolului va fi de 10 ori mai mică decât laserele existente în prezent, Excalibur poate fi instalat pe aproape orice platformă militară fără a le deteriora caracteristicile de luptă.
Arhitectura pentru sistemul laser cu diode de înaltă energie
Celălalt program nou al agenției, Architecture for Diode High Energy Laser System (ADHELs), este dedicat cercetării noilor lungimi ale fasciculului laser în procesul de creare a unei noi generații de lasere compacte, de înaltă eficiență și de mare energie. Astfel de sisteme pot fi integrate pe vehiculele tactice, în special pe drone.
Programul vizează în primul rând dezvoltarea de tehnologii pentru obținerea fasciculelor laser de mare putere și luminozitate, cu o divergență a fasciculului redus.
Programul este conceput pentru 36 de luni și constă din două etape. În prima etapă, este planificat studierea combinării fasciculului spectral și coerent. A doua etapă este complet axată pe crearea unui fascicul spectral de înaltă eficiență și putere. Scopul final al proiectului este de a obține o structură de difracție pentru un sistem care să funcționeze la unde laser lungi pe scara sistemelor de clasă HEL de 100 kilowați.
Ultra Beam
Agenția desfășoară în prezent mai multe proiecte de îmbunătățire a laserului. Deci, unul dintre astfel de programe este „Ultra Beam”, al cărui scop este crearea unui laser cu radiații gamma. În prima etapă de dezvoltare, au fost deja obținute anumite rezultate - laserele cu raze X au fost create în condiții de laborator, în care energia fotonică era de 4,5 keV, ceea ce dovedește faptul că un laser gamma este o chestiune de viitor apropiat. Această dezvoltare are, de asemenea, o importanță civilă, deoarece laserele gamma compacte pot fi utilizate cu o eficiență mai mare în radioterapie și diagnosticare.
Unicul prin caracteristicile sale cu raze X, a cărui tehnologie a fost dezvoltată de DARPA, poate contribui la dezvoltarea surselor compacte de laborator cu luminozitate ridicată a radiației coerente, ceea ce, ca urmare, va face posibilă afișarea tridimensională modele de celule vii.
Există două etape în programul UltraLuch. În prima etapă, s-a realizat o creștere a saturației razelor X cu 4,5 keV cu o putere de 10 mJ și s-a dovedit că aceste raze pot transmite impulsuri prin obiecte solide opace, de exemplu, containere. În a doua etapă, este planificată dezvoltarea unei puteri mai mari a unui laser cu raze X timp de 36 de luni, diagnosticarea razelor gamma și stabilirea parametrilor necesari pentru amplificarea radiației gamma atunci când se utilizează pe materiale cu stare solidă cu un număr mare de atomi.
Tehnologie compactă ultravioletă medie
Militarii trebuie să poată detecta și identifica armele chimice și biologice care ar putea fi în arsenalul inamicului. Dar metodele moderne de detectare sunt mari și grele și necesită, de asemenea, multă putere. Pentru a remedia aceste neajunsuri, DARPA a început să dezvolte un program de tehnologie Compact Mid-ultraviolet. Rezultatele, care sunt planificate a fi obținute în cadrul acestui program, vor face detecția și identificarea armelor biologice și chimice folosind tehnologiile laser. Aminoacizii și alte molecule biologice pot fi detectate folosind unde ultraviolete cu lungime de undă medie, astfel încât aceste elemente pot fi identificate dacă se utilizează acest tip de armă.
Tehnologiile laser pentru detectarea NMP există deja în interiorul razelor ultraviolete în lasere mari, în special în KrF (248 nm). Lasere mici (sistem de detectare a punctelor biologice) sunt în prezent utilizate la nivelul batalionului chimic. Dar, după cum sa menționat mai sus, toate aceste sisteme sunt atât de scumpe și de dimensiuni mari, astfel încât sunt extrem de incomode pentru o utilizare pe scară largă. Prin urmare, programul propus de agenție va fi prezentat în două direcții principale: cu o orientare LED de 250-275 nm și o putere de ieșire de 100 mW, precum și lasere cu o putere de 10 mW și o orientare de 220-250 ni. Partea principală a programului va viza rezolvarea problemelor asociate cu limitarea aranjării unui grup de nitruri ca semiconductori ai undelor ultraviolete medii-scurte.
Implementarea acestui program va face posibilă crearea unor dispozitive compacte care pot detecta poluarea chimică și biologică, de exemplu, în apă.
Programele promițătoare ale DARPA în camp medical … Acestea includ proiecte ale agenției Dialysis-Like Therapeutics (DLT), In Vivo Nanoplatforms, Living Foundries, Reliable Neural-Interface Technology.
Terapie asemănătoare dializei (DLT)
Infecțiile cauzate de bacterii sunt adesea rezultatul otrăvirii sângelui (sepsis), din care poate muri chiar și un soldat ușor rănit. Departamentul militar american este serios îngrijorat de această problemă, prin urmare, a fost instruit să dezvolte o nouă tehnologie pentru purificarea sângelui de bacterii. DARPA a început lucrările de dezvoltare la un proiect de 10 milioane de dolari. Scopul său principal este de a crea un dispozitiv portabil cu care ar fi posibil să se elimine sângele contaminat din corp, să îl curățați de substanțe nocive folosind filtre speciale și apoi să returnați sângele deja curat în organism. Acest dispozitiv are funcții similare cu dializa renală.
În prezent, se dezvoltă senzori pentru substanțe patogene, care vor opri toxinele virale și bacteriene. În plus, sunt dezvoltate tehnologii pentru separarea acestor componente de sânge. Următorul pas ar trebui să fie efectuarea unui test pentru a verifica eficiența acestui dispozitiv. În cele din urmă, ar trebui obținută o mașină portabilă care va efectua o analiză detaliată a întregului volum de sânge la un moment dat, care va permite detectarea apariției virușilor și a toxinelor într-un stadiu incipient.
O astfel de tehnologie va avea o mare importanță pentru utilizarea civilă, deoarece cu ajutorul acesteia va fi posibil să salvați sute și mii de vieți în fiecare an.
În Vivo Nanoplatforms
Tot felul de boli limitează pregătirea pentru luptă a soldaților și provoacă costuri semnificative pentru departamentul militar privind îngrijirea sănătății. Dar, în prezent, tehnologiile existente pentru diagnosticarea bolilor sunt în mare parte costisitoare și consumatoare de timp. Prin urmare, diagnosticul și tratamentul lor mai rapid sunt necesare într-o armată modernă.
DARPA a început să dezvolte un alt proiect promițător numit „In Vivo Nanoplatforms”. Esența sa se reduce la crearea unei noi clase de nanoparticule destinate detectării uniforme și exacte a corpului uman, precum și pentru tratamentul diferitelor tipuri de boli infecțioase și anomalii fiziologice.
De fapt, programul vizează dezvoltarea unei nanocapsule care să asigure monitorizarea continuă a stării corpului uman.
O nanocapsulă este o particulă sferică goală, a cărei coajă este formată din fosfolipide sau polimeri. În interiorul acestei capsule se află o substanță cu greutate moleculară mică. În plus, învelișul poate fi format din molecule de ADN organizate într-un anumit mod, silicat de calciu sau hidroxiapatită.
Utilizarea nanoparticulelor poate asigura administrarea țintită de medicamente sau constructe genetice ale unei anumite compoziții (hormoni sau enzime). Și pentru a livra nanocapsula „la destinația sa”, învelișul său va fi echipat cu receptori sau antigeni.
Programul a fost testat în martie 2012. Se așteaptă să fie aprobat pentru utilizare în toamnă.
Turnătorii vii
Ingineria modernă se bazează pe dezvoltări speciale minuțioase, iar rezultatele sunt obținute numai după încercări și erori repetate. Și foarte des, lucrul la un proiect nu vă permite să începeți să lucrați la altul. Ca urmare, zeci de ani și sute de milioane de dolari sunt alocați pentru un proiect de bioinginerie. Îmbunătățirea tehnologiilor de bioinginerie va face posibilă rezolvarea problemelor complexe care în prezent fie nu au deloc o soluție, fie au mai multe soluții simultan.
Noul program DARPA Living Foundries este conceput pentru a crea un nou cadru biologic pentru proiectarea sistemelor de construcție a biologiei umane și pentru a extinde complexitatea acestora. Programul vizează dezvoltarea de noi tehnologii și tehnici care vor face posibilă rezolvarea problemelor nerezolvate anterior. În special, va deveni posibil să se determine predispoziția genetică a unei persoane la anumite boli, să corecteze funcțiile celulelor și ale corpului în ansamblu.
Pe de o parte, se poate părea că astfel de tehnologii nu pot fi create, însă însăși posibilitatea producerii în masă a noilor materiale biologice și a medicamentelor pare tentantă.
Tehnologie de interfață neuronală fiabilă
Dezvoltarea și cercetarea protezelor neuronale, în special a implantelor cohleare (urechi artificiale), a dovedit că corpul uman percepe acest material. Cu ajutorul unor astfel de proteze, multe funcții au fost restabilite. Deși protezele care pot fi atașate sistemului nervos uman sunt foarte promițătoare și importante pentru Departamentul de Război, există două obstacole majore și fundamentale care împiedică utilizarea unor astfel de implanturi într-un cadru clinic. Ambele obstacole sunt legate de acuratețea transferului de informații. De exemplu, un dispozitiv neuronal portabil în miniatură nu a fost adaptat pentru a obține informații exacte de la celulele nervoase de mai mulți ani. În plus, astfel de proteze nu pot utiliza semnalele recepționate și le pot controla cu viteză mare.
Agenția este interesată să rezolve aceste două probleme, astfel încât protezele să poată fi utilizate în scop clinic. Astfel, recuperarea soldaților răniți va fi mai rapidă, respectiv vor putea să revină în serviciu mult mai repede.
În primul rând, programul vizează înțelegerea de ce implanturile nu pot servi în mod fiabil timp de câțiva ani. Se planifică efectuarea de cercetări cu privire la parametrul interacțiunii dintre sistemele abiotice și biotice. În plus, va fi creat un nou sistem care va include informații despre modul în care informațiile sunt transmise de la celulele nervoase la proteze.
Se poate argumenta că această tehnologie va avea și aplicații civile extinse.
Programele orientate spre dezvoltare ale DARPA sisteme de supraveghere.
Producție de imagini termice low cost
Sistemul de viziune termică are multe aplicații militare. Dar până acum, acest sistem este extrem de scump, deci aplicația sa nu este atât de mare pe cât este necesar. DARPA oferă un program de dezvoltare a unui aparat de fotografiat termic rentabil. Conform asigurărilor dezvoltatorilor, este foarte posibil să se integreze astfel de termocamere în comunicatori și telefoane mobile. Dezvoltării i s-au alocat 13 milioane de dolari. Mai mult, finalizarea proiectului ar trebui să aibă loc nu mai târziu de trei ani mai târziu.
Principalele cerințe pentru aparatele termice de nouă generație sunt un preț relativ mic - aproximativ 500 USD. În plus, rezoluția imaginii rezultate trebuie să fie de cel puțin 640 * 480 pixeli, unghiul de vizualizare trebuie să fie de 40 de grade sau mai mult, iar consumul de energie trebuie să fie mai mic de 500 de miliwați.
Tehnologia noului aparat de fotografiat termic se bazează pe utilizarea radiațiilor infraroșii, care ajută la distingerea obiectelor calde de cele reci din spectrul de culori. Astfel, pot fi utilizate nu numai în condiții normale, ci și în vizibilitate redusă și pe timp de noapte.
Acele imagere termice care există astăzi sunt mari și costisitoare. De asemenea, trebuie spus că dacă cercetarea are succes, atunci rezultatele vor putea folosi nu numai organizații militare, ci și civile. Amintiți-vă că astfel de dezvoltări DARPA precum tehnologia hipertextului și interfața grafică au fost, de asemenea, dezvoltate inițial în scopuri militare.
Arhitecturi FOV avansate largi pentru reconstrucția și exploatarea imaginilor
Abilitatea de a vedea mai departe, cu o mai mare claritate în toate condițiile, este unul dintre factorii pentru desfășurarea cu succes a operațiunilor de luptă. Este nevoie să măriți câmpul vizual, capacitatea de a vedea la fel de bine în timpul zilei și noaptea, cu condiția ca camera să nu fie scumpă. Motivul principal al acestei nevoi constă în furnizarea soldaților cu instrumente de vizualizare disponibile pentru a le crește eficacitatea luptei, cu alte cuvinte, camere foto și video. Prin urmare, DARPA a lansat programul Advanced Wide FOV Architectures For Image Reconstruction and Exploitation (AWARE), care este conceput pentru a aborda aceste tipuri de probleme.
Noul sistem de vizualizare, care este planificat să fie obținut ca parte a implementării acestui program, va fi foarte compact și ușor. Presupune o creștere a câmpului vizual, a rezoluției ridicate și a imaginilor de înaltă calitate în orice condiții meteorologice, zi sau noapte la o distanță considerabilă. Combină peste 150 de camere într-un singur obiectiv. Sistemul este conceput pentru a crea imagini cu o rezoluție de 10 până la 50 gigapixeli - această rezoluție depășește semnificativ gama vizibilă pentru ochiul uman.
Primele astfel de sisteme vor fi proiectate pentru desfășurarea pe obiecte de la sol, vor crește distanța de vizibilitate, operabilitatea, viziunea de zi și de noapte, vor stabili capacitatea de a căuta o țintă și vor asigura utilizarea unui grup mare de senzori.
Astfel de dispozitive au o mare importanță militară, deoarece pot fi utilizate în scopuri precum țintirea, detectarea și supravegherea constantă.
În zilele noastre, aproape orice produs militar este înghesuit cu componente electronice, microcircuite, cipuri etc. Prin urmare, destul de multe programe DARPA vizează dezvoltarea și îmbunătățirea baza componentei … Printre astfel de programe se numără următoarele: Racire îmbunătățită Intrachip; Integritatea și fiabilitatea circuitelor integrate; Revoluția eficienței energetice pentru tehnologiile de calcul încorporate; Nanofabricare bazată pe sfaturi și altele.
Racire imbunatatita intrachip
Creșterea numărului de componente din electronica modernă a ridicat nivelul de încălzire și disiparea puterii la înălțimi fără precedent. În același timp, este încă imposibil să se limiteze creșterea temperaturii fără a crește volumul și greutatea sistemelor electronice în sine. Utilizarea răcirii de la distanță, în care căldura trebuie să fie condusă de cipuri în aer, nu mai este eficientă.
Prin urmare, DARPA a început să dezvolte un program numit Intrachip Enhanced Cooling (ICECOOL), care încearcă să depășească limitele răcirii la distanță. Programul va studia nivelul de încălzire din interiorul cipurilor folosind siliciu pentru aceasta. Agenția își propune să demonstreze că răcirea este la fel de importantă pentru proiectarea cipului ca și restul componentelor. Proiectul presupune că răcirea internă va fi instalată fie direct în microcircuit, fie în micro-decalajul dintre jetoane.
Dacă va fi finalizat cu succes, proiectul va oferi o oportunitate de a reduce nivelul densității cipului în sine și a sistemelor de răcire, ceea ce va fi foarte eficient pentru crearea unei noi generații de sisteme electronice.
Tehnologii de management termic
Îmbunătățirile semnificative ale tehnologiei și integrării sistemelor au dus la o creștere semnificativă a nivelului de consum de energie de către armată. Nivelul consumului de energie a crescut, în timp ce dimensiunea microcircuitelor a scăzut. Acest lucru a făcut ca aceste sisteme să se supraîncălzească. Prin urmare, DARPA a lansat programul Tehnologii de management termic, care se angajează în studiul și optimizarea noilor nanomateriale cu sistem de radiator, care sunt planificate a fi utilizate în producția de microcircuite. Programul se dezvoltă în cinci domenii principale: microtehnologie pentru răcirea schimbătoarelor de căldură, răcirea activă a modulelor, tehnologia adaptată a conductelor de căldură, amplificatoarele de putere modernizate, răcitoarele termoelectrice.
Astfel, principalele eforturi ale programului vizează dezvoltarea și crearea distribuitoarelor de căldură performante bazate pe răcirea în două faze și înlocuirea acestora pentru aliajele de cupru, care sunt utilizate în prezent în sisteme; creșterea nivelului de răcire termică prin reducerea rezistenței termice; dezvoltarea de noi materiale și structuri care pot reduce încălzirea; studiul tehnologiilor de răcire utilizând module termoelectrice.
Revoluția eficienței energetice pentru tehnologiile de calcul încorporate
Majoritatea sistemelor de informații militare actuale au fost limitate în ceea ce privește puterea de calcul din cauza limitărilor de putere electrică, dimensiune și greutate și probleme de răcire. Această restricție are un impact negativ semnificativ asupra managementului operațional al departamentelor militare, deoarece, de exemplu, sistemele de informații și de recunoaștere colectează mai multe informații decât pot fi procesate în timp real. Prin urmare, se dovedește că inteligența nu este capabilă să furnizeze date valoroase necesare la un anumit moment.
Sistemele de procesare a informațiilor existente sunt capabile să proceseze 1 gigabyte de date pe secundă, în timp ce, potrivit armatei, este nevoie de 75 de ori mai mult. Dar procesoarele moderne au atins deja maximul în procesul de creștere a capacităților fără a crește consumul de energie. Programul DARPA pentru eficiența energetică pentru tehnologiile de calcul încorporate (PERFECT) este conceput pentru a oferi eficiența energetică de care aveți nevoie.
Programul prevede realizarea unei creșteri a capacității de procesare a informațiilor de 75 de ori. Implementarea acestui program poate face posibilă crearea de smartphone-uri care pot funcționa săptămâni întregi sau laptop-uri, a căror baterie va trebui încărcată de câte ori realimentați mașina.
Nanofabricare bazată pe sfaturi
Agenția cheltuiește mult pentru dezvoltarea nanotehnologiei. Dar, în ciuda faptului că conceptele de bază în dezvoltarea lor sunt recunoscute ca fiind necesare, există încă probleme cu producția lor în masă.
Scopul programului de nanofabricare bazat pe sfat este de a stabili controlul asupra calității producției de nanomateriale - nanofire, nanotuburi și puncte cuantice, care include controlul asupra dimensiunii, orientării și poziției fiecărui produs. Programul implică combinarea controlului cu tehnologii inovatoare, creând astfel temperaturi ridicate, fluxuri de mare viteză și câmpuri electromagnetice puternice similare tehnologiei optice.
În prezent, este imposibil să se controleze procesul de nanofabricare. Anumite tehnici au fost demonstrate în ultimii ani, dar toate au dezavantaje semnificative. De exemplu, în producția de nanotuburi, este posibil să se controleze doar creșterea lor, dar nu și dimensiunea și orientarea lor. Când creați puncte cuantice, este imposibil să creați o matrice mare cu omogenitate ridicată.
Dacă proiectul este finalizat cu succes, rezultatele acestuia vor fi extrem de importante pentru producția de nanoproduse.
Integritatea și fiabilitatea circuitelor integrate
În centrul multor sisteme electronice care au fost dezvoltate pentru Departamentul Apărării al SUA se află circuitele integrate. În același timp, departamentul militar le folosește cu extremă prudență, îngrijorându-se cu privire la integritatea acestor sisteme. Deoarece în contextul globalizării pieței, majoritatea microcircuitelor sunt fabricate în întreprinderi ilegale, există pericolul ca circuitele achiziționate pentru sistemele departamentului militar să nu îndeplinească specificațiile și, în consecință, să nu fie fiabile..
DARPA, ca parte a programului Integritate și fiabilitate a circuitelor integrate (IRIS), încearcă să dezvolte metode care pot verifica funcțiile fiecărui cip fără a-l distruge. Sistemul acestor metode include recunoașterea avansată a dispozitivelor de circuite submicronice profunde, precum și metode de calcul pentru determinarea relației dintre dispozitive.
În plus, programul prevede crearea de metode inovatoare pentru modelarea dispozitivelor și efectuarea proceselor analitice care vizează determinarea fiabilității circuitelor integrate prin testarea unui număr mic de probe.
Programul de acces Leading Edge
După cum sa menționat mai sus, majoritatea cipurilor utilizate în Statele Unite sunt fabricate în afara țării. Această stare de fapt, în opinia americanilor, este periculoasă. În primul rând, lipsa accesului la tehnologii avansate contribuie la ieșirea de personal înalt calificat din țară. În al doilea rând, Departamentul Apărării nu are prea multă încredere în astfel de microcircuite.
Cercetările în domeniul tehnologiei semiconductoarelor au o mare importanță pentru introducerea dezvoltărilor tehnologice nu numai în structurile comerciale, ci și în departamentul militar. Prin urmare, agenția a lansat un nou program numit Leading Edge Access Program, care își propune să ofere universităților, industriei și agențiilor guvernamentale tehnologie avansată a semiconductorilor militari. Toate acestea se fac în speranța unei reveniri timpurii a producției de cipuri înapoi în America.
Aplicațiile de tehnologie avansată includ înlocuirea digitală a circuitelor integrate cu semnal analog sau mixt, circuite integrate cu semnal mixt auxiliar, soluții la problema vitezei mari și a puterii reduse a convertoarelor analog-digital și a procesoarelor multi-core. La un moment dat, departamentul militar va oferi agenției noi proiecte. Principalele criterii de selecție vor fi noutatea proiectării, posibilitatea aplicării în industria militară, precum și potențialul pentru mobilizarea cu succes a eficienței operaționale.
Diverse accesibile eterogene
Una dintre principalele probleme care împiedică în prezent dezvoltarea în continuare a tehnologiei informatice este că microcircuitele pentru acestea trebuie să fie realizate din diverse materiale. DARPA dezvoltă programul eterogen accesibil divers, al cărui obiectiv este să creeze o nouă platformă unică de siliciu pe care să fie create microcipuri de nouă generație. Astfel, potrivit dezvoltatorilor, integrarea eterogenă ar trebui să depășească o serie de probleme grave asociate procesului de transfer de date, să determine densitatea compușilor eterogeni, să stabilească regimul optim de temperatură și să optimizeze noua platformă pentru producția în masă.
În cazul dezvoltării cu succes, platforma eterogenă poate fi utilizată în industrii precum microcircuite optoelectronice, sisteme optice de detectare, generatoare optice de semnale arbitrare, imagini termice multi-unde cu procesare integrată a imaginilor și citire a informațiilor.
Rezultatele programului vor fi importante și pentru uz civil, deoarece crearea unei platforme universale va contribui la îmbunătățirea și eficiența computerelor.
Calcul omniprezent de înaltă performanță
Printre evoluțiile agenției, există un program care abordează procesul de creare a echipamentelor informatice practic de la zero - „Ubiquitous High Performance Computing”. Se concentrează pe proiectarea și dezvoltarea tehnologiilor care oferă bazele pentru crearea computerelor cu consum redus de energie, protecție împotriva atacurilor cibernetice și cu performanțe mai mari. În plus, programul presupune că astfel de computere vor fi mult mai ușoare în ceea ce privește programarea, astfel încât chiar și specialiștii cu puțină experiență o pot face.
Aceste computere vor fi mai fiabile și mai eficiente prin îmbunătățirea sistemelor scalabile, extrem de programabile. Structuri serioase precum Universitatea Tehnologică din Massachusetts, Intel, NVIDIA iau parte la acest proiect. Astfel, se poate argumenta că acest program este una dintre cele mai ambițioase evoluții ale DARPA.
În plus, agenția lucrează activ la dezvoltarea microcircuitelor 3D integrate. În prezent, microcircuitele sunt unul dintre punctele cheie ale microelectronicii. Dar, în fața dimensiunilor de cipuri în continuă scădere, tehnologiile moderne cu semiconductori se confruntă cu multe probleme specifice și fundamentale. Prin urmare, în ciuda succesului mare al semiconductoarelor, dezvoltatorii caută noi tipuri de microcircuite de uz general care să aibă performanțe mai mari.
Crearea unui circuit integrat tridimensional va deschide mari oportunități pentru o dezvoltare mai rapidă și mai eficientă a tehnologiei computerizate, deoarece limitarea celor două dimensiuni va fi depășită. La urma urmei, progresul a atins un punct de dezvoltare când microcircuitele sunt atât de complexe încât pur și simplu nu există loc pentru conexiunile necesare pe un cip bidimensional.
Crearea unui microcircuit tridimensional, cu toate problemele asociate cu aplicarea sa practică, va face posibilă îmbunătățirea compactă a tehnologiilor.
Micro-tehnologie pentru poziționare, navigare și sincronizare
De mai multe decenii, sistemul de poziționare globală sau GPS a fost încorporat în majoritatea echipamentelor de navigație militare. Astfel, multe tipuri de arme depind de date despre locație, direcția de deplasare, timpul de zbor și informații similare transmise de sistem. Dar o astfel de dependență poate crea mari probleme, deoarece în condiții de recepție dificilă sau blocare a unui semnal, armele care necesită o comunicare constantă cu sistemul nu vor funcționa.
DARPA a început dezvoltarea programului de micro-tehnologie pentru poziționare, navigare și sincronizare (MICRO-PNT), a cărui esență este de a crea tehnologii care să vă permită să lucrați offline. Problemele cheie ale fixării în acest stadiu sunt dimensiunea, greutatea și puterea. Cercetările de succes vor crea un singur dispozitiv care va combina toate dispozitivele necesare: accelerometre, ceasuri, calibrare, giroscop. Calibrarea microscopică ar trebui să ofere o direcționare mai precisă prin corecția internă a erorilor.
În 2010, au început cercetările în dezvoltarea microtehnologiei legate de crearea de ceasuri de înaltă precizie și instrumente inerțiale.
Dezvoltarea programului vizează în primul rând creșterea gamei dinamice a senzorilor inerțiali, reducerea erorii de ceas, precum și dezvoltarea microcipurilor pentru determinarea poziției și traiectoriei mișcării.
Dacă programul este implementat, imaginați-vă Google Maps în metrou.
