Исследовательское агентство передовых оборонных проектов (DARPA) получает многомиллионное спонсирование на развитие науки и технологического будущего военных сил.
Именно этому агентству мы обязаны GPS, интернетом и стелс-самолётами.
Мы представляем вам список активных проектов агентства, которые могут иметь огромное гражданское значение, если они когда-нибудь будут доведены до промышленного производства.
Управляемая лазерная пушка «Экскалибур»
Управление обороны всегда озабочено вопросом применения конвенционального оружия в условиях городской войны. Проблема заключается в ограничении повреждений противникам и их оружию и в избегании побочного ущерба.
Это является одной из многих причин, почему военные очень, очень хотят получить лазерное оружие. И DARPA планирует дать его им.
Программа «Экскалибур» разрабатывает лазерное оружие, которое в десять раз легче существующих боевых лазеров. Оно является практически ручным. Цель DARPA заключается в получении стокиловаттного устройства, которое способно со снайперской точностью поражать цели на земле и в воздухе.
Способ очистки крови, подобный диализу, но удаляющий из крови возбудителей инфекций
Согласно официальным данным, инфекции крови поразили более полутора тысяч служащих военных в одном только 2009 году.
DARPA разрабатывает переносное устройство, которое будет способно удалять заражённую кровь из тела, очищать её от вредоносных включений, и возвращать «чистую» кровь обратно в тело, подобно тому, как машины для диализа удаляют токсины из тела пациента.
Исследователи также хорошо понимают значение подобной технологии для гражданского применения. DARPA заявляет, что это устройство потенциально может спасать «тысячи жизней и миллионы долларов в Соединённых штатах каждый год».
Наноботы в человеческом теле, которые отслеживают состояние здоровья своего носителя
Хотя внешнее наблюдение за состоянием здоровья крайне важно, DARPA работает над системой, которая позволяла бы делать это изнутри.
Программа «In Vivo Nanoplatforms» пытается разработать классы наночастиц, которые были бы способны распознавать и лечить заболевания и инфекции изнутри человеческого тела.
Данная технология включает в себя имплантируемые наночастицы, которые способны улавливать определённые молекулы – биологические индикаторы. DARPA работает над полной демонстрацией системы на крупном животном.
Данная система будет охлаждать чипы изнутри без громоздких вентиляторов
Потребность в громких и хрупких вентиляторах в компьютерных системах проистекает из необходимости удерживать мощные чипы от перегрева. По мере того как микросхемы становятся всё более и более компактными, они также начинают и сильнее нагреваться. Таким образом растёт и потребность в эффективном охлаждении, и в определённой точке оно станет уже неэффективным.
Именно к этой ситуации DARPA и готовит свою программу «Intrachip Enhanced Cooling (ICECOOL)». Эта технология отвергает идею воздушного охлаждения чипов, и вместо этого нацелена на интеграцию системы управления температурой непосредственно в кремний.
В данный момент DARPA выставляет предложения. Решение данной задачи может сделать перегревающуюся электронику уделом прошлого.
Чрезвычайно дешёвая система теплового видения
Тепловое видение имеет много военных применений. Однако эта технология до сих пор является сравнительно дорогостоящей, что предотвращает Управление обороны от настолько масштабного её применения, как ему того хотелось бы.
Программа производства экономичного тепловизора пытается сделать эту технологию дешёвой и доступной. DARPA не видит никаких причин, почему системы тепловидения не могут быть встроены в сотовые телефоны, очки, беспилотные самолёты, оптические прицелы, и шлемы.
А поскольку целью DARPA является камера на базе микрочипа, новые тепловые камеры могут найти применение во многих гражданских областях.
DARPA хочет создать машину для массовой генной терапии
Управлению обороны не нравится то количество ресурсов, которое необходимо для совершения новаторского биологического открытия. К примеру, разработка и массовое производство антималярийного препарата на основе бактериальных секреций потребовала годы работы и сотни миллионов долларов.
DARPA хочет получить собственные средства производства и поставить их с ног на голову. С помощью программы «Living Foundries» Агентство хочет разработать технологии и новые отрасли науки, которые смогут программировать человеческую биологию.
Это невероятно амбициозная задача, но возможность массового производства биологических решений звучит, по меньшей мере, заманчиво.
Данная программа намерена обеспечить полную интеграцию технологии с нервной системой человека
Кохлеарный имплантат
DARPA с большим интересом относится к идее кибернетических технологий. Агентство заинтриговано успехом кохлеарных имплантатов – искусственных ушей, которые позволяют глухим людям слышать. Но одним из самых больших препятствий для технологического усовершенствования человека является точка соприкосновения человека и машины.
Программа DARPA «Reliable Neural-Interface Technology (RE-NET)» нацелена на разработку имплантатов и кибернетических улучшений, которые могут оставаться подсоединёнными к человеческой нервной системе на протяжении десятилетий. Военные хотят получить в своё распоряжение усовершенствования, которые могут обеспечивать улучшенное восприятие и с высокими скоростями.
Сфера гражданского применения подобной технологии невероятно обширна, с учётом её медицинского и возможного рекреационного применения.
Микротехнология для навигации без GPS
Очень многое оборудование Управления обороны зависит от GPS, что в целом вполне предсказуемо. Но один факт следует учитывать, когда вы обнаруживаете себя в подобной зависимости. Системы подавления и зоны затруднённого приёма могут помешать работать вооружению, которое требует для работы непрерывного контакта с GPS.
Программа DARPA «Micro-technology for Positioning, Navigation, and Timing (MICRO-PNT)» призвана разработать решение этой проблемы. Её целью является создание оборудования, которое позволит GPS-зависимым технологиям продолжать работать даже после потери сигнала. Оно будет вычислять информацию, которую должен был бы предоставить GPS, на основании последней известной позиции, траектории и скорости движения.
Подобная технология имеет множество гражданских применений. Только представьте себе Google Maps в метро или в любой другой зоне прерывистого сигнала.
Данная программа будет проверять, что импортные чипы не скомпрометированы, не являются подделкой или мусором
Поскольку большая часть производства первичных микротехнологических компонентов отдана на заокеанский аутсорсинг, Управление обороны беспокоится о целостности систем, в которых используются импортированные микросхемы.
А поскольку Управление никак не может мониторить производство каждого отдельного чипа, DARPA разрабатывает программу «Integrity and Reliability of Integrated Circuits (IRIS)», нацеленную на создание технологии, способной проверять функции каждой отдельной микросхемы, не разрушая её.
Это означает, что DARPA будет способно взглянуть на схему и удостовериться, что она делает именно то, что она предназначена делать.
Это может дать гражданским пользователям возможность проверять, что их компьютерное оборудование свободно от интегрированных кейлоггеров или поддельных устройств. Плюс, эта технология может пригодиться для ремонта гражданских компьютеров, если она окажется коммерчески доступной.
Простой способ обнаружения биооружия и химических атак
На данный момент технология, необходимая для сканирования и поиска химического и биологического оружия, является большой, тяжёлой и крайне дорогой для использования.
Программа DARPA «Compact Mid-ultraviolet technology» намерена сделать систему идентификации такого оружия гораздо более компактной и мобильной. Её целью является разработка устройства, которое будет использовать ультрафиолетовый свет, и любой прогресс в этой программе будет иметь применение как в сфере отслеживания биологического оружия, так и в гражданской сфере – в частности, в очистке питьевой воды.
Данная программа намерена сделать компьютерные системы в семьдесят пять раз более энергоэффективными
Скорость компьютерных вычислений измеряется в числе Операций с плавающей точкой в секунду (FLOPS), мерой количества простых операций, которое система может выполнить в секунду. В настоящее время она обычно измеряется в гигафлопс, миллиардах операций в секунду. Также имеет практическое значение мера гигафлопс на ватт – единица эффективности использования энергии системой. Как можно улучшить производительность компьютеров в соотношении с эффективным энергопотреблением?
DARPA намерена улучшить существующую на данный момент меру около одного гигафлопс/ватт до семидесяти пяти гигафлопс/ватт. Программа «Power Efficiency Revolution For Embedded Computing Technologies (PERFECT)» имеет своей целью революционизировать энергопотребление.
Если она окажется успешной, это 7500процентное повышение эффективности может привести к появлению смартфонов, которые работают неделями, и ноутбуков, которым требуется зарядка примерно также часто, как полная заправка автомобилю.
Способ надёжного производства нанотехнологий
DARPA инвестирует много сил и средств в нанотехнологии. Ключевые концепции в этой области были признаны целесообразными, а технология доступной. Что продолжает составлять затруднения – так это массовое производство.
В своей программе «Tip-Based Nanofabrication» DARPA пытается сделать контролируемое производство наноматериалов реальностью. Она уже продемонстрировала, что вполне возможно выращивать «леса» нанотрубок, но целью программы является контроль и управление процессом этого роста.
Если эта программа окажется успешной, перед нами встанет целое новое технологическое поле. Управляемое производство нанотрубок, нанопроводов, и квантовых точек позволит конструировать наномашины из недоступных на данный момент первичных материалов. Области медицины и потребительской технологии также с нетерпением ожидают результатов этого проекта.
Высокоэффективный и высокомощный лазер для защиты беспилотных аппаратов и для других применений
Как вы вероятно и сами знаете, DARPA очень, очень любит лазеры. Сейчас оно планирует скомбинировать множество лазеров, работающих с разной длиной волны, в единый пучок, который позволит увеличить интенсивность результирующего луча. Команда проекта хочет создать эффективный лазер, который может поддерживать единый луч с заданной интенсивностью.
Целью программы «Architecture for Diode High Energy Laser System (ADHELs)» является совершенно новый высокомощный лазер, который может быть немедленно применен для защиты беспилотных аппаратов от атак.
С точки зрения гражданского применения, лазеры уже имеют огромное промышленное значение, и появление более мощных разновидностей произведёт большой коммерческий бум.
Трёхмерные микросхемы могут стать следующим крупным шагом к созданию более компактных технологий
На настоящий момент интегральные микросхемы являются почти исключительно двумерными объектами. DARPA хочет выйти за тесные рамки двух измерений, и намерена разработать трёхмерные микросхемы.
Успех этой программы будет означать, что компьютерные технологии начнут развиваться ещё быстрее, поскольку будет преодолено чрезвычайно значительное ограничение двухмерности. Одной из проблем, которая сдерживает дальнейший прогресс компьютеров, является то, что сложность микросхем дошла до такой степени, что уже скоро на двухмерной плате просто не будет места для всех необходимых соединений.
Концепция микросхемы в трёх измерениях – хотя её и чрезвычайно трудно применить на практике – позволит DARPA расширить технологию и сделать её более компактной.
«Ультралуч» – первый гамма-лучевой лазер, и он может навсегда изменить медицину
DARPA ведёт несколько посвящённых лазерам проектов прямо сейчас, но данный конкретный проект может иметь самое широкое гражданское применение. «Ультралуч» – это первый гамма-лучевой лазер. Он нравится военным, потому что подобный продвинутый излучатель может использоваться для просвечивания интересующих объектов, например важных контейнеров или персонала.
С медицинской точки зрения, его возможности огромны.
Компактные гамма-лучевые лазеры могут обеспечить новые типы радиационной терапии и новые методы диагностики.
Данная программа попытается вернуть разработку и производство интегральных микросхем обратно в Америку
В данный момент почти все первичные компоненты для интегральных плат производятся за океаном, поскольку это самый дешёвый и эффективный способ массового производства компьютерных технологий.
Это может иметь огромный потенциальный риск для Управления обороны, поскольку большинство чипов, используемых в военных технологиях, приходят из-за границы и приобретаются на коммерческой основе. Вот почему DARPA запустила программу «LEAP», нацеленную на возвращение производства микросхем обратно в Америку.
Эта программа предоставляет доступ к военным полупроводниковым компонентам университетам, исследователям, и местным производителям в надежде на скорое появление собственных американских микросхем.
Способ охлаждения продвинутых и мощных микросхем
По мере того, как микросхемы становятся всё более миниатюрными и компактными, они также начинают и сильнее нагреваться. Тепло может убить микрочип, поэтому ему требуются вентиляторы и системы распределения тепла. Но это не соответствует тому уровню амбициозных технологий, которые хочет иметь DARPA.
Программа агентства «Thermal Management Technologies» экспериментирует с пятью различными способами управления температурой системы. Они включают в себя адаптированную технологию тепловых трубок, охлаждающую микротехнологию, новые материалы, термоэлектрические кулеры, и усовершенствованные усилители мощности.
Наибольший интерес системы распределения тепла представляют для потребительской электроники.
Универсальная платформа для производства единых микрочипов
Одной из проблем, которая сдерживает развитие компьютеров на настоящий момент, является тот факт, что сейчас компьютерные чипы приходится делать из нескольких различных материалов.
Кремний является наиболее распространённым, но специализированные чипы создаются на основе нитрида галлия, арсениде галлия, антимонида, и других типов материалов.
Целью программы DARPA «Diverse Accessible Heterogeneous» является создание универсальной базы с единым субстратом для комбинирования чипов и экономии драгоценного времени.
Применение подобной технологии в гражданском оборудовании может сделать работу компьютеров более эффективной, поскольку информацию больше не нужно будет передавать между различными типами микрочипов.
Программа «AWARE» может изменить фотографию и технологию слежки навсегда
Военные всегда заинтересованы в усовершенствовании камер. Лучшие камеры означают лучшие разведывательные данные, которые в свою очередь означают лучшее проведение военных миссий. Вот почему DARPA запустила программу «Advanced Wide FOV Architectures For Image Reconstruction and Exploitation (AWARE)».
Это камера гигапиксельного диапазона, о которой вы, возможно, слышали. Она комбинирует более ста пятидесяти камер в единой линзе. Её целью является создание снимков с разрешением от десяти до пятидесяти гигапикселей – такое разрешение намного превосходит диапазон, который может видеть человеческий глаз.
В гражданской жизни продвинутые изображения имеют множество применений в медицине, коммерции, медиа, технологии, и рекреации.
DARPA намерена создать устойчивый и энергоэффективный компьютер, который может программироваться, по сути, любым желающим
Суперкомпьютер NASA
Программа «Ubiquitous High Performance Computing» походит к разработке компьютеров практически с нуля. DARPA намерена разработать новые компьютерные системы, которые устойчивы к кибератакам, более эффективно потребляют электроэнергию, и являются более производительными.
Что ещё более важно, эта программа нацелена на создание компьютеров, которые могут программироваться людьми с очень небольшим опытом в программировании. Данный проект является одним из наиболее амбициозных начинаний DARPA, и тот факт, что Intel, Массачусетский технологический институт, NVIDIA, и Sandia National Lab каждая участвует в нём, означает, что агентство относится к этому проекту весьма серьёзно.
перевод для mixednews – Cowanchee