Najsľubnejšie americké vojenské projekty, ktorých využitie je možné na mierové účely

Najsľubnejšie americké vojenské projekty, ktorých využitie je možné na mierové účely
Najsľubnejšie americké vojenské projekty, ktorých využitie je možné na mierové účely

Video: Najsľubnejšie americké vojenské projekty, ktorých využitie je možné na mierové účely

Video: Najsľubnejšie americké vojenské projekty, ktorých využitie je možné na mierové účely
Video: Biden Activates Reservists Escalating Military Response To Ukraine War 2024, Marec
Anonim

Najsľubnejšie americké vojenské projekty, ktorých využitie je možné na mierové účely

Na rozvoj technologického vybavenia vojenských síl a vedy sa každoročne vyčleňujú mnohomiliónové finančné prostriedky. Výskumná agentúra pre pokročilé obranné projekty, ktorá je známejšia pod svojou americkou skratkou - DARPA, sa zaoberá vývojom v tejto oblasti. Práve táto agentúra je autorom takých vynálezov, akými sú internet, GPS a tajné lietadlá, ktoré majú veľký význam nielen pre armádu, ale aj pre bežných civilistov.

V súčasnosti agentúra vyvíja značný počet projektov, ktoré môžu mať tiež významný vplyv na ľudstvo, ak sú len povolené do priemyselnej výroby.

V súčasnosti DARPA venuje veľkú pozornosť vývoju laserové systémy … Medzi programy agentúry patria tieto programy: Excalibur, architektúra pre diódový vysokoenergetický laserový systém, ultra lúč a kompaktná stredná ultrafialová technológia.

Najsľubnejšie americké vojenské projekty, ktorých využitie je možné na mierové účely
Najsľubnejšie americké vojenské projekty, ktorých využitie je možné na mierové účely

Laserová guľomet Excalibur malej veľkosti

Armáda má vždy obavy z použitia perfektnej zbrane v mestskej vojne. Na vybavenie lietadiel a dronov laserovými zbraňami je však potrebné, aby jeho rozmery boli dostatočne kompaktné a oveľa účinnejšie ako systémy, ktoré v súčasnosti existujú a sú inštalované na veľkých platformách. DARPA začala vyvíjať kompaktný a výkonný laserový zbraňový systém pre použitie v lietadlách a iných lietadlách.

Predtým bolo najľahším spôsobom, ako vytvoriť laser, použitie veľkých nádob s toxickými aktívnymi chemikáliami. Konkrétne je takýto laser nainštalovaný na lietadle Boeing-747, ale použitie tak veľkého zariadenia ako zbrane na útočnom alebo stíhacom lietadle je prinajmenšom nepraktické.

Nové laserové delo Excalibur je oveľa ľahšie a kompaktnejšie. Schematicky sa táto zbraň skladá z veľkého počtu laserov, ktoré sú navzájom nezávislé. Je teda možné znížiť veľkosť samotných žiaričov. Tieto žiariče musia byť kombinované do jedného lúča bez straty výkonu. Vďaka tomuto princípu sa množstvo spotrebovanej energie výrazne zníži. Ale delo má aj určité nevýhody. Konkrétne existuje množstvo problémov spojených so spájaním mnohých lúčov do jedného, ktoré by mali vysoký jas a nízku divergenciu. Interferencia, difrakcia a iné nelineárne efekty sú prekážkami pri dosahovaní tohto cieľa. Na vyriešenie tohto problému preto tvorcovia použili analóg fázovej antény, ktorá sa používa v moderných radaroch a umožňuje nielen zamerať lúč, ale aj opraviť uhol jeho vychýlenia bez otáčania antény sám.

Do konca roka agentúra sľubuje predviesť prototyp laserového dela s kapacitou iba 3 kilowatty. Dokončený systém však bude mať oveľa vyšší výkon (asi 100 kilowattov). Môže sa teda použiť na presné údery proti vzdušným a pozemným cieľom. A pretože hmotnosť zbrane bude 10 -krát menšia ako v súčasnosti existujúcich laserov, Excalibur je možné nainštalovať na takmer akúkoľvek vojenskú platformu bez zhoršenia ich bojových vlastností.

Obrázok
Obrázok

Architektúra pre diódový vysokoenergetický laserový systém

Ďalší nový program agentúry, Architecture for Diode High Energy Laser System (ADHELs), sa zameriava na výskum nových dĺžok laserových lúčov v procese vytvárania novej generácie kompaktných, vysoko účinných, vysokoenergetických laserov. Tieto systémy môžu byť integrované do taktických leteckých lietadiel, najmä do dronov.

Program je primárne zameraný na vývoj technológií na získavanie laserových lúčov s vysokým výkonom a jasom s divergenciou nízkeho lúča.

Program je navrhnutý na 36 mesiacov a pozostáva z dvoch fáz. V prvej fáze sa plánuje štúdium kombinovania spektrálneho a koherentného lúča. Druhá etapa je úplne zameraná na vytvorenie spektrálneho lúča s vysokou účinnosťou a výkonom. Konečným cieľom projektu je získať difrakčnú štruktúru pre systém, ktorý bude pracovať pri dlhých laserových vlnách na stupnici systémov triedy HEL so 100 kilowattmi.

Obrázok
Obrázok

Ultra lúč

Agentúra v súčasnosti realizuje niekoľko projektov na zlepšenie laseru. Jedným z takýchto programov je teda „Ultra Beam“, ktorého účelom je vytvoriť laser s gama žiarením. V prvej fáze vývoja už boli dosiahnuté určité výsledky - röntgenové lasery boli vytvorené v laboratórnych podmienkach, v ktorých bola energia fotónu 4,5 keV, čo dokazuje skutočnosť, že gama laser je záležitosťou blízkej budúcnosti. Tento vývoj má tiež civilný význam, pretože kompaktné gama lasery je možné používať s vyššou účinnosťou v radiačnej terapii a diagnostike.

Unikátny vo svojich vlastnostiach röntgenový laser, ktorého technológiu vyvinula DARPA, môže prispieť k vývoju laboratórnych kompaktných zdrojov s vysokým jasom koherentného žiarenia, ktoré v dôsledku toho umožnia zobrazenie trojrozmerného modely živých buniek.

Program UltraLuch má dve fázy. V prvom štádiu bolo dosiahnuté zvýšenie nasýtenia röntgenových lúčov o 4,5 keV s výkonom 10 mJ a bolo dokázané, že tieto lúče môžu prenášať impulzy cez nepriehľadné pevné predmety, napríklad kontajnery. V druhej fáze sa plánuje vyvinúť vyšší výkon röntgenového lasera na 36 mesiacov, diagnostikovať gama lúče a stanoviť potrebné parametre na zosilnenie gama žiarenia pri použití na polovodičové materiály s veľkým počtom atómy.

Obrázok
Obrázok

Kompaktná stredno-ultrafialová technológia

Armáda musí byť schopná detekovať a identifikovať chemické a biologické zbrane, ktoré sa môžu nachádzať vo výzbroji nepriateľa. Moderné metódy detekcie sú však veľké a ťažké a vyžadujú si tiež veľa energie. Na vyriešenie týchto nedostatkov začala spoločnosť DARPA vyvíjať program kompaktných stredných a ultrafialových lúčov. Výsledky, ktorých získanie je plánované v rámci tohto programu, zefektívnia detekciu a identifikáciu biologických a chemických zbraní pomocou laserových technológií. Aminokyseliny a ďalšie biologické molekuly je možné detegovať pomocou ultrafialových vĺn strednej vlny, takže tieto prvky je možné identifikovať, ak sa používa tento typ zbrane.

Laserové technológie na detekciu NMP už existujú vo vnútri ultrafialových lúčov vo veľkých laseroch, najmä v KrF (248 nm). Na úrovni chemického práporu sa v súčasnosti používajú malé lasery (systém detekcie biologických bodov). Ako je však uvedené vyššie, všetky tieto systémy sú také drahé a veľké, takže sú pre široké použitie veľmi nepohodlné. Program navrhovaný agentúrou bude preto predstavený v dvoch hlavných smeroch: s orientáciou LED 250-275 nm a výstupným výkonom 100 mW, ako aj s lasermi s výkonom 10 mW a orientáciou 220-250 ni. Hlavná časť programu bude zameraná na riešenie problémov spojených s obmedzením usporiadania skupiny nitridov ako polovodičov stredne krátkych ultrafialových vĺn.

Implementácia tohto programu umožní vytvoriť kompaktné zariadenia, ktoré dokážu detekovať chemické a biologické znečistenie napríklad vo vode.

Sľubné programy DARPA v lekársky odbor … Patria sem projekty agentúry Dialysis-Like Therapeutics (DLT), In Vivo Nanoplatforms, Living Foundries, Reliable Neural-Interface Technology.

Obrázok
Obrázok

Terapeutiká podobné dialýze (DLT)

Infekcie spôsobené baktériami sú často dôsledkom otravy krvi (sepsa), na ktorú môže zomrieť aj ľahko zranený vojak. Americké vojenské oddelenie je týmto problémom vážne znepokojené, a preto dostalo pokyn vyvinúť novú technológiu na čistenie krvi z baktérií. DARPA začala vývojové práce na projekte za 10 miliónov dolárov. Jeho hlavným cieľom je vytvoriť prenosné zariadenie, pomocou ktorého by bolo možné odstrániť kontaminovanú krv z tela, pomocou špeciálnych filtrov ju očistiť od škodlivých látok a potom už čistú krv vrátiť do tela. Toto zariadenie má podobnú funkciu ako dialýza obličiek.

V súčasnej dobe prebieha vývoj senzorov pre patogénne látky, ktoré zastavia vírusové a bakteriálne toxíny. Okrem toho sa vyvíjajú technológie na oddelenie týchto zložiek od krvi. Ďalším krokom by malo byť vykonanie testu na overenie účinnosti tohto zariadenia. Nakoniec by mal byť získaný prenosný prístroj, ktorý bude vykonávať podrobnú analýzu celého objemu krvi naraz, čo umožní zistiť výskyt vírusov a toxínov v počiatočnom štádiu.

Takáto technológia bude mať veľký význam pre civilné použitie, pretože s jej pomocou bude možné každoročne zachrániť stovky a tisíce životov.

Obrázok
Obrázok

In Vivo nanoplatformy

Všetky druhy chorôb obmedzujú bojaschopnosť vojakov a pre vojenské oddelenie spôsobujú značné náklady na zdravotnú starostlivosť. V súčasnosti sú však existujúce technológie na diagnostiku chorôb väčšinou drahé a časovo náročné. Preto je v modernej armáde potrebná ich rýchlejšia diagnostika a liečba.

DARPA začala vyvíjať ďalší sľubný projekt s názvom „In Vivo Nanoplatforms“. Jeho podstata spočíva v vytvorení novej triedy nanočastíc určených na jednotné a presné snímanie ľudského tela, ako aj na liečbu rôznych druhov infekčných chorôb a fyziologických abnormalít.

Program je v skutočnosti zameraný na vývoj nanokapsúl, ktoré budú poskytovať nepretržité monitorovanie stavu ľudského tela.

Nanokapsula je dutá sférická častica, ktorej škrupina je vyrobená z fosfolipidov alebo polymérov. Vnútri tejto kapsuly je látka s nízkou molekulovou hmotnosťou. Navyše môže byť škrupina vyrobená z molekúl DNA organizovaných určitým spôsobom, kremičitanu vápenatého alebo hydroxyapatitu.

Použitie nanočastíc môže poskytnúť cielené podávanie liečiv alebo genetických konštruktov určitého zloženia (hormónov alebo enzýmov). A aby bola nanokapsula doručená „na miesto určenia“, bude jej škrupina vybavená receptormi alebo antigénmi.

Program bol testovaný v marci 2012. Očakáva sa, že bude schválený na použitie na jeseň.

Obrázok
Obrázok

Živé zlievárne

Moderné inžinierstvo je založené na starostlivom špeciálnom vývoji a výsledky sa získavajú iba po opakovanom pokusu a omyle. A veľmi často vám práca na jednom projekte neumožňuje začať pracovať na inom. Výsledkom je, že na jeden projekt bioinžinierstva sú vyčlenené desiatky rokov a stovky miliónov dolárov. Vylepšenie bioinžinierskych technológií umožní riešiť komplexné problémy, ktoré v súčasnosti buď nemajú riešenie vôbec, alebo majú niekoľko riešení naraz.

Nový program DARPA Living Foundries je navrhnutý tak, aby vytvoril nový biologický rámec pre navrhovanie stavebných systémov pre ľudskú biológiu a rozšíril ich komplexnosť. Program je zameraný na vývoj nových technológií a techník, ktoré umožnia vyriešiť predtým nevyriešené problémy. Predovšetkým bude možné určiť genetickú predispozíciu osoby k určitým chorobám, napraviť funkcie buniek a tela ako celku.

Na jednej strane sa môže zdať, že takéto technológie nemožno vytvárať, ale samotná možnosť masovej výroby nových biologických materiálov a liečiv znie lákavo.

Obrázok
Obrázok

Spoľahlivá technológia neurálneho rozhrania

Vývoj a výskum neurálnych protéz, najmä kochleárnych implantátov (umelých uší), dokázal, že ľudské telo vníma tento materiál. S pomocou takýchto protéz sa mnohým ľuďom obnovili stratené funkcie. Napriek tomu, že protézy, ktoré je možné pripevniť na nervový systém človeka, sú veľmi sľubné a dôležité pre ministerstvo vojny, existujú dve hlavné a zásadné prekážky, ktoré bránia používaniu takýchto implantátov v klinickom prostredí. Obe prekážky súvisia s presnosťou prenosu informácií. Miniatúrne prenosné neurálne zariadenie napríklad nebolo dlhé roky prispôsobené na získavanie presných informácií z nervových buniek. Navyše tieto protézy nedokážu používať prijaté signály a ovládať ich vysokou rýchlosťou.

Agentúra má záujem vyriešiť tieto dva problémy, aby mohli byť protézy uvedené do klinického používania. Zotavenie zranených vojakov bude teda rýchlejšie, respektíve sa budú môcť vrátiť do služby oveľa rýchlejšie.

Program je v prvom rade zameraný na pochopenie toho, prečo implantáty nemôžu spoľahlivo slúžiť niekoľko rokov. Plánuje sa vykonať výskum parametra interakcie medzi abiotickými a biotickými systémami. Okrem toho bude vytvorený nový systém, ktorý bude obsahovať informácie o tom, ako sa informácie prenášajú z nervových buniek na protézy.

Dá sa tvrdiť, že táto technológia bude mať aj rozsiahle civilné aplikácie.

Programy DARPA zamerané na vývoj sledovacie systémy.

Obrázok
Obrázok

Nízkonákladová výroba tepelného zobrazovania

Systém tepelného videnia má mnoho vojenských aplikácií. Ale až doteraz je tento systém extrémne drahý, takže jeho aplikácia nie je taká veľká, ako by bolo potrebné. DARPA ponúka program na vývoj cenovo výhodnej termokamery. Podľa uistení vývojárov je celkom možné integrovať takéto termokamery do komunikátorov a mobilných telefónov. Na vývoj bolo vyčlenených 13 miliónov dolárov. Dokončenie projektu by navyše malo prebehnúť najneskôr o tri roky neskôr.

Hlavnými požiadavkami na termokamery novej generácie sú relatívne nízka cena - asi 500 dolárov. Rozlíšenie výsledného obrázku musí byť navyše najmenej 640 * 480 pixelov, pozorovací uhol musí byť 40 stupňov alebo viac a spotreba energie musí byť menšia ako 500 miliwattov.

Technológia novej termokamery je založená na použití infračerveného žiarenia, ktoré vo farebnom spektre pomáha rozoznať teplé a studené predmety. Môžu byť teda použité nielen za bežných podmienok, ale aj za zlej viditeľnosti a v noci.

Tieto termokamery, ktoré dnes existujú, sú veľké a drahé. Tiež treba povedať, že ak bude výskum úspešný, tak výsledky budú môcť využiť nielen vojenské, ale aj civilné organizácie. Pripomeňme, že taký vývoj DARPA, ako je hypertextová technológia a grafické rozhranie, bol pôvodne vyvinutý aj na vojenské účely.

Obrázok
Obrázok

Pokročilé široké architektúry FOV na obnovu a využitie obrazu

Schopnosť vidieť ďalej, s väčšou jasnosťou za každých podmienok, je jedným z faktorov úspešného vedenia bojových operácií. Za predpokladu, že kamera nie je drahá, je potrebné zvýšiť zorné pole, schopnosť vidieť rovnako dobre vo dne aj v noci. Hlavný dôvod tejto potreby spočíva v poskytnutí vojakom dostupných vizualizačných nástrojov na zvýšenie ich bojovej účinnosti, inými slovami, fotoaparátov a kamier. DARPA preto spustila program Advanced Wide FOV Architectures For Image Reconstruction and Exploitation (AWARE), ktorý je navrhnutý tak, aby riešil tieto druhy problémov.

Nový vizualizačný systém, ktorý sa plánuje získať v rámci implementácie tohto programu, bude veľmi kompaktný a ľahký. Predpokladá zvýšenie zorného poľa, vysoké rozlíšenie a vysokokvalitné obrázky za akýchkoľvek poveternostných podmienok, vo dne alebo v noci na značnú vzdialenosť. Kombinuje viac ako 150 fotoaparátov v jednom objektíve. Systém je navrhnutý tak, aby vytváral obrázky s rozlíšením 10 až 50 gigapixelov - toto rozlíšenie výrazne presahuje rozsah viditeľný ľudským okom.

Prvé takéto systémy budú navrhnuté na nasadenie na pozemné objekty, zvýšia vzdialenosť videnia, prevádzkyschopnosť, denné a nočné videnie, zavedú schopnosť hľadať cieľ a zaistia používanie veľkej skupiny senzorov.

Takéto zariadenia majú veľký vojenský význam, pretože sa dajú použiť na účely zameriavania, snímania a neustáleho sledovania.

V dnešnej dobe je takmer každý vojenský výrobok preplnený elektronickými komponentmi, mikroobvodmi, čipmi atď. Preto je pomerne veľa programov DARPA zameraných na vývoj a zlepšovanie komponentná základňa … Medzi takéto programy patria nasledujúce: Intrachip Enhanced Cooling; Integrita a spoľahlivosť integrovaných obvodov; Revolúcia energetickej účinnosti pre vstavané počítačové technológie; Nanofabrikácia založená na tipoch a ďalšie.

Obrázok
Obrázok

Vylepšené chladenie Intrachip

Nárast počtu komponentov v modernej elektronike zvýšil úroveň vykurovania a rozptylu výkonu do nebývalých výšok. Súčasne je stále nemožné obmedziť nárast teploty bez zvýšenia objemu a hmotnosti samotných elektronických systémov. Používanie diaľkového chladenia, pri ktorom sa musí teplo odvádzať z čipov do vzduchu, už nie je účinné.

DARPA preto začala vyvíjať program s názvom Intrachip Enhanced Cooling (ICECOOL), ktorý sa snaží prekonať obmedzenia diaľkového chladenia. Program na to bude študovať úroveň zahrievania vo vnútri čipov pomocou kremíka. Cieľom agentúry je dokázať, že chladenie je pre konštrukciu čipu rovnako dôležité ako ostatné komponenty. Projekt predpokladá, že vnútorné chladenie bude nainštalované buď priamo v mikroobvode, alebo v mikro medzere medzi čipmi.

Ak bude projekt úspešne dokončený, poskytne príležitosť na zníženie úrovne hustoty samotného čipu a chladiacich systémov, čo bude veľmi účinné pri vytváraní novej generácie elektronických systémov.

Obrázok
Obrázok

Technológie tepelného manažmentu

Významné zlepšenia v oblasti technológie a systémovej integrácie viedli k výraznému zvýšeniu úrovne spotreby energie armádou. Úroveň spotreby energie sa zvýšila, zatiaľ čo veľkosť mikroobvodov sa zmenšila. To spôsobilo prehriatie týchto systémov. DARPA preto spustila program Thermal Management Technologies, ktorý sa zaoberá štúdiom a optimalizáciou nových nanomateriálov so systémom chladiča, ktoré sa plánujú použiť pri výrobe mikroobvodov. Program sa rozvíja v piatich hlavných oblastiach: mikrotechnológia chladenia výmenníkov tepla, aktívne chladenie modulov, prispôsobená technológia teplovodov, modernizované výkonové zosilňovače, termoelektrické chladiče.

Hlavné úsilie programu je teda zamerané na vývoj a vytváranie vysokovýkonných rozdeľovačov tepla založených na dvojfázovom chladení a ich náhrade za zliatiny medi, ktoré sa v súčasnosti v systémoch používajú; zvýšenie úrovne tepelného chladenia znížením tepelného odporu; vývoj nových materiálov a štruktúr, ktoré môžu znížiť vykurovanie; štúdium chladiacich technológií pomocou termoelektrických modulov.

Obrázok
Obrázok

Revolúcia energetickej účinnosti pre vstavané počítačové technológie

Väčšina súčasných vojenských informačných systémov bola z hľadiska výpočtového výkonu obmedzená kvôli obmedzeniam elektrického výkonu, veľkosti a hmotnosti a problémom s chladením. Toto obmedzenie má výrazne negatívny vplyv na operačné riadenie vojenských útvarov, pretože napríklad spravodajské a prieskumné systémy zbierajú viac informácií, ako je možné spracovať v reálnom čase. Preto sa ukazuje, že inteligencia nie je schopná poskytnúť cenné údaje požadované v určitom čase.

Existujúce systémy na spracovanie informácií sú schopné spracovať 1 gigabajt údajov za sekundu, pričom podľa armády je potrebných 75 -krát viac. Ale moderné procesory už dosiahli svoje maximum v procese zvyšovania kapacít bez zvýšenia spotreby energie. Program DARPA Power Efficiency Revolution for Embedded Computing Technologies (PERFECT) je navrhnutý tak, aby poskytoval potrebnú energetickú účinnosť.

Program zabezpečuje dosiahnutie 75 -násobného zvýšenia kapacity spracovania informácií. Implementácia tohto programu môže umožniť vytvoriť smartfóny, ktoré môžu fungovať niekoľko týždňov, alebo prenosné počítače, ktorých batériu bude potrebné nabíjať tak často, ako budete tankovať auto.

Obrázok
Obrázok

Nanofabrikácia založená na tipoch

Agentúra vynakladá veľa peňazí na rozvoj nanotechnológií. Napriek tomu, že základné koncepty ich vývoja sú uznávané ako nevyhnutné, stále existujú problémy s ich sériovou výrobou.

Cieľom programu nanofabrikácie založeného na tipoch je stanoviť kontrolu nad kvalitou výroby nanomateriálov - nanodrôtov, nanorúrok a kvantových bodiek, ktorá zahŕňa kontrolu nad veľkosťou, orientáciou a polohou každého produktu. Program zahŕňa kombináciu riadenia s inovatívnymi technológiami, čím sa vytvárajú vysoké teploty, vysokorýchlostné toky a silné elektromagnetické polia podobné optickej technológii.

V súčasnosti nie je možné ovládať nano-výrobný proces. V posledných rokoch boli preukázané určité techniky, ale všetky majú významné nevýhody. Napríklad pri výrobe nanorúrok je možné kontrolovať iba ich rast, nie však veľkosť a orientáciu. Pri vytváraní kvantových bodiek nie je možné vytvoriť veľké pole s vysokou homogenitou.

Ak bude projekt úspešne dokončený, jeho výsledky budú pre výrobu nanoproduktov mimoriadne dôležité.

Obrázok
Obrázok

Integrita a spoľahlivosť integrovaných obvodov

V srdci mnohých elektronických systémov, ktoré boli vyvinuté pre ministerstvo obrany USA, sú integrované obvody. Vojenské oddelenie ich zároveň používa s mimoriadnou opatrnosťou a obáva sa o integritu týchto systémov. Pretože v kontexte globalizácie trhu je väčšina mikroobvodov vyrábaná v nelegálnych podnikoch, existuje nebezpečenstvo, že obvody získané pre systémy vojenského oddelenia nebudú zodpovedať špecifikáciám, a preto nebudú spoľahlivé..

DARPA, ako súčasť programu Integrita a spoľahlivosť integrovaných obvodov (IRIS), sa snaží vyvinúť metódy, ktoré dokážu overiť funkcie každého čipu bez toho, aby ho zničili. Systém týchto metód zahŕňa pokročilé rozpoznávanie zariadení s hlbokými submikrónovými obvodmi, ako aj výpočtové metódy na určovanie vzťahu medzi zariadeniami.

Program okrem toho zabezpečuje tvorbu inovatívnych metód pre modelovanie zariadení a vykonávanie analytických postupov zameraných na stanovenie spoľahlivosti integrovaných obvodov testovaním malého počtu vzoriek.

Obrázok
Obrázok

Popredný prístupový program Edge

Ako bolo uvedené vyššie, väčšina čipov, ktoré sa používajú v USA, sa vyrába mimo krajiny. Tento stav vecí je podľa názoru Američanov zhubný. Po prvé, nedostatok prístupu k pokročilým technológiám prispieva k odlivu vysokokvalifikovaných pracovníkov z krajiny. Za druhé, ministerstvo obrany takýmto mikroobvodom príliš neverí.

Výskum v oblasti polovodičových technológií má veľký význam pre zavedenie technologického vývoja nielen v obchodných štruktúrach, ale aj vo vojenskom oddelení. Agentúra preto spustila nový program s názvom Leading Edge Access Program, ktorého cieľom je poskytnúť univerzitám, priemyslu a vládnym agentúram vyspelú vojenskú polovodičovú technológiu. To všetko sa deje v nádeji, že sa čoskoro vráti výroba čipov späť do Ameriky.

Medzi pokročilé technologické aplikácie patrí digitálna náhrada analógových alebo zmiešaných signálových integrovaných obvodov, pomocných zmiešaných signálových integrovaných obvodov, riešenie problému s vysokou rýchlosťou a nízkym výkonom analógovo-digitálnych prevodníkov a viacjadrových procesorov. V určitom čase vojenské oddelenie poskytne agentúre nové projekty. Hlavnými kritériami výberu budú novosť dizajnu, možnosť uplatnenia vo vojenskom priemysle, ako aj potenciál úspešnej mobilizácie prevádzkovej efektívnosti.

Obrázok
Obrázok

Rôznorodé prístupné heterogénne

Jeden z hlavných problémov, ktoré v súčasnosti bránia ďalšiemu rozvoju počítačovej technológie, je ten, že mikroobvody pre ne musia byť vyrobené z rôznych materiálov. DARPA vyvíja rôznorodý prístupný heterogénny program, ktorého cieľom je vytvoriť novú jednotnú kremíkovú platformu, na ktorej budú vytvorené mikročipy novej generácie. Podľa vývojárov by teda heterogénna integrácia mala prekonať množstvo vážnych problémov spojených s procesom prenosu údajov, určiť hustotu heterogénnych zlúčenín, stanoviť optimálny teplotný režim a optimalizovať novú platformu pre hromadnú výrobu.

V prípade úspešného vývoja môže byť heterogénna platforma použitá v takých odvetviach, ako sú optoelektronické mikroobvody, systémy optického snímania, optické generátory ľubovoľných signálov, viacvlnové termokamery s integrovaným spracovaním obrazu a čítaním informácií.

Výsledky programu budú dôležité aj pre civilné použitie, pretože vytvorenie univerzálnej platformy pomôže počítačom pracovať rýchlejšie a efektívnejšie.

Obrázok
Obrázok

Všadeprítomné vysokovýkonné výpočty

Medzi vývojmi agentúry je program, ktorý pristupuje k procesu vytvárania počítačového vybavenia prakticky od nuly - „všadeprítomné vysokovýkonné počítače“. Zameriava sa na návrh a vývoj technológií, ktoré poskytujú základy pre vytváranie počítačov s nízkou spotrebou energie, ochranou pred kybernetickými útokmi a s vyšším výkonom. Program navyše predpokladá, že takéto počítače budú z hľadiska programovania oveľa jednoduchšie, takže to zvládnu aj odborníci s malými skúsenosťami.

Tieto počítače budú spoľahlivejšie a efektívnejšie vďaka zlepšeniu škálovateľných, vysoko programovateľných systémov. Na tomto projekte sa zúčastňujú také vážne štruktúry ako Massachusetts Technological University, Intel, NVIDIA. Dá sa teda tvrdiť, že tento program je jedným z najambicióznejších vývojov DARPA.

Agentúra navyše aktívne pracuje na vývoji integrovaných 3D mikroobvodov. V súčasnej dobe sú mikroobvody jedným z kľúčových bodov mikroelektroniky. Ale vzhľadom na stále sa zmenšujúce veľkosti čipov čelia moderné polovodičové technológie mnohým špecifickým a zásadným problémom. Preto napriek veľkému úspechu polovodičov vývojári hľadajú nové typy mikroobvodov na všeobecné použitie, ktoré budú mať vyšší výkon.

Vytvorenie trojrozmerného integrovaného obvodu otvorí veľké príležitosti pre rýchlejší a efektívnejší rozvoj počítačovej technológie, pretože bude prekonané obmedzenie dvoch dimenzií. Napokon pokrok dosiahol bod vývoja, keď sú mikroobvody také zložité, že na dvojrozmernom čipe jednoducho nie je priestor na potrebné spojenia.

Vytvorenie trojrozmerného mikroobvodu so všetkými problémami spojenými s jeho praktickým použitím umožní, aby boli technológie kompaktnejšie.

Obrázok
Obrázok

Mikrotechnológia určovania polohy, navigácie a načasovania

Globálny polohovací systém alebo GPS je už mnoho desaťročí vstavaný do väčšiny vojenských navigačných zariadení. Mnoho typov zbraní teda závisí od údajov o polohe, smere cesty, čase letu a podobných informáciách prenášaných systémom. Takáto závislosť však môže spôsobiť veľké problémy, pretože v podmienkach ťažkého príjmu alebo rušenia signálu nefungujú zbrane, ktoré vyžadujú neustálu komunikáciu so systémom.

DARPA zahájila vývoj programu Mikro-technológia pre určovanie polohy, navigáciu a načasovanie (MICRO-PNT), ktorého podstatou je vytvárať technológie, ktoré vám umožnia pracovať offline. Kľúčovými problémami zariadenia v tejto fáze sú veľkosť, hmotnosť a výkon. Úspešný výskum vytvorí jediné zariadenie, ktoré bude kombinovať všetky potrebné zariadenia: akcelerometre, hodiny, kalibráciu, gyroskopy. Mikroskopická kalibrácia by mala poskytnúť presnejšie zameranie pomocou vnútornej opravy chýb.

V roku 2010 sa začal výskum vo vývoji mikrotechnológií spojený s tvorbou vysoko presných hodín a inerciálnych nástrojov.

Vývoj programu je zameraný predovšetkým na zvýšenie dynamického rozsahu inerciálnych senzorov, zníženie chyby hodín, ako aj vývoj mikročipov na určovanie polohy a trajektórie pohybu.

Ak sa program implementuje, predstavte si Mapy Google v metre.

Odporúča: