Amerikaning eng istiqbolli harbiy loyihalari, ulardan tinch maqsadlarda foydalanish mumkin
Harbiy kuchlar va fanning texnologik jihozlanishini rivojlantirish uchun har yili millionlab dollar mablag 'ajratiladi. Amerikaning DARPA qisqartmasi bilan mashhur bo'lgan Kengaytirilgan mudofaa loyihalari tadqiqot agentligi bu sohadagi o'zgarishlar bilan shug'ullanadi. Aynan shu agentlik nafaqat harbiylar, balki oddiy fuqarolar uchun ham katta ahamiyatga ega bo'lgan Internet, GPS va yashirin samolyotlar kabi ixtirolarning muallifidir.
Hozirgi vaqtda agentlik insoniyatga sezilarli ta'sir ko'rsatishi mumkin bo'lgan juda ko'p loyihalarni ishlab chiqmoqda, agar ular sanoat ishlab chiqarishiga ruxsat berilsa.
Hozirgi vaqtda DARPA ning rivojlanishiga katta e'tibor qaratilmoqda lazer tizimlari … Agentlik dasturlari orasida quyidagi dasturlar bor: Excalibur, Diod yuqori energiyali lazer tizimi uchun arxitektura, Ultra nur va ixcham o'rta ultrabinafsha texnologiyasi.
Kichik o'lchamli Excalibur lazerli boshqariladigan qurol
Harbiylar har doim shahar urushida mukammal quroldan foydalanishdan juda xavotirda. Ammo samolyotlar va dronlarni lazer qurollari bilan jihozlash uchun uning o'lchamlari etarlicha ixcham va hozirda mavjud bo'lgan va katta platformalarda o'rnatilgan tizimlarga qaraganda ancha samarali bo'lishi kerak. DARPA samolyotlar va boshqa samolyotlarda ishlatish uchun ixcham va kuchli lazer qurol tizimini ishlab chiqara boshladi.
Ilgari, lazerni yaratishning eng oson yo'li zaharli faol kimyoviy moddalarning katta idishlarini ishlatish edi. Xususan, bunday lazer Boeing-747 samolyotiga o'rnatiladi, lekin bunday katta qurilmani hujum samolyotida yoki qiruvchi samolyotda qurol sifatida ishlatish hech bo'lmaganda amaliy emas.
Yangi Excalibur lazerli to'pi ancha engil va ixchamroq. Sxematik ravishda, bu qurol bir -biridan mustaqil ko'p sonli lazerlardan iborat. Shunday qilib, emitentlarning o'zlari hajmini kamaytirish mumkin. Bu chiqaruvchilar kuchini yo'qotmasdan bitta nurga birlashtirilishi kerak. Ushbu printsip tufayli iste'mol qilinadigan energiya miqdori sezilarli darajada kamayadi. Ammo to'pning ham ma'lum kamchiliklari bor. Shunday qilib, xususan, ko'p nurlarni bitta nurga birlashtirish bilan bog'liq bo'lgan bir qator muammolar mavjud bo'lib, ular yuqori yorqinlik va kam divergensiyaga ega bo'ladi. Interferentsiya, diffraktsiya va boshqa chiziqli bo'lmagan effektlar bunga erishishga to'sqinlik qiladi. Shuning uchun, bu muammoni hal qilish uchun, yaratuvchilar zamonaviy radarlarda ishlatiladigan va faqat nurni yo'naltirishga emas, balki antennani aylantirmasdan uning burilish burchagini to'g'rilashga imkon beradigan bosqichli antenna analogidan foydalanganlar. o'zi.
Yil oxirigacha agentlik atigi 3 kilovatt quvvatga ega lazer to'pining prototipini namoyish etishni va'da qilmoqda. Ammo tugallangan tizim ancha yuqori quvvatga ega bo'ladi (taxminan 100 kilovatt). Shunday qilib, u havo va er nishonlariga aniq zarba berish uchun ishlatilishi mumkin. Qurolning og'irligi hozirda mavjud bo'lgan lazerlardan 10 baravar kam bo'lganligi sababli, Excaliburni jangovar xususiyatlarini yomonlashtirmasdan deyarli har qanday harbiy platformaga o'rnatish mumkin.
Diodli yuqori energiyali lazer tizimi uchun arxitektura
Agentlikning boshqa yangi dasturi-"Arxitektura diodli yuqori energiyali lazer tizimi (ADHELs)"-yangi avlod ixcham, yuqori samarali va yuqori energiyali lazerlarni yaratish jarayonida yangi lazer nurlarining uzunligini tadqiq qilishga bag'ishlangan. Bunday tizimlar taktik havo -transport vositalariga, xususan, dronlarga birlashtirilishi mumkin.
Dastur, birinchi navbatda, past nurli tafovut bilan yuqori quvvatli va yorqin lazer nurlarini olish texnologiyalarini ishlab chiqishga qaratilgan.
Dastur 36 oyga mo'ljallangan va ikki bosqichdan iborat. Birinchi bosqichda spektral va kogerent nurlarning kombinatsiyasini o'rganish rejalashtirilgan. Ikkinchi bosqich butunlay yuqori samaradorlik va quvvat spektral nurini yaratishga qaratilgan. Loyihaning yakuniy maqsadi-100 kilovattlik HEL sinfli tizimlar shkalasida uzoq lazer to'lqinlarida ishlaydigan tizim uchun diffraktsiya tuzilishini olish.
Ultra nur
Hozirgi vaqtda agentlik lazerni yaxshilash bo'yicha bir qancha loyihalarni amalga oshirmoqda. Shunday qilib, bunday dasturlardan biri "Ultra Beam" bo'lib, uning maqsadi gamma-nurlanishli lazer yaratishdir. Rivojlanishning birinchi bosqichida allaqachon ma'lum natijalarga erishilgan - rentgen lazerlari laboratoriya sharoitida yaratilgan, bunda foton energiyasi 4,5 keV bo'lgan, bu gamma -lazer yaqin kelajak masalasidir. Bu rivojlanish ham fuqarolik ahamiyatiga ega, chunki ixcham gamma -lazerlardan radiatsiya terapiyasi va diagnostikasida katta samaradorlik bilan foydalanish mumkin.
Texnologiyasi DARPA tomonidan ishlab chiqilgan rentgen lazerining o'ziga xos xususiyati, yuqori yorqinlikdagi izchil nurlanishli laboratoriya ixcham manbalarini ishlab chiqishga yordam berishi mumkin, bu esa, natijada, uch o'lchovli tasvirni ko'rsatishga imkon beradi. tirik hujayralar modellari.
UltraLuch dasturining ikki bosqichi bor. Birinchi bosqichda rentgen nurlarining to'yinganligini 10 mJ quvvatga ega 4,5 keV ga oshirishga erishildi va bu nurlar pulslarni shaffof qattiq jismlar, masalan, idishlar orqali o'tkazishi mumkinligi isbotlandi. Ikkinchi bosqichda, 36 oy davomida rentgen lazerining yuqori quvvatini ishlab chiqish, gamma nurlarini tashxislash va ko'p sonli qattiq jismli materiallarda ishlatilganda gamma nurlanishini kuchaytirish uchun kerakli parametrlarni o'rnatish rejalashtirilgan. atomlar.
Yilni o'rta ultrabinafsha texnologiyasi
Harbiylar dushman arsenalida bo'lishi mumkin bo'lgan kimyoviy va biologik qurollarni aniqlash va aniqlash imkoniyatiga ega bo'lishi kerak. Ammo zamonaviy aniqlash usullari katta va og'ir bo'lib, ular ham katta kuch talab qiladi. Bu kamchiliklarni bartaraf etish uchun DARPA Compact Mid-ultrabinafsha texnologiyasi dasturini ishlab chiqa boshladi. Ushbu dastur doirasida olinishi rejalashtirilgan natijalar, lazer texnologiyalaridan foydalangan holda, biologik va kimyoviy qurollarni aniqlash va aniqlashni yanada samarali qiladi. O'rta to'lqinli ultrabinafsha to'lqinlar yordamida aminokislotalar va boshqa biologik molekulalarni aniqlash mumkin, shuning uchun agar bu turdagi qurol ishlatilsa, bu elementlarni aniqlash mumkin.
NMPni aniqlash uchun lazer texnologiyalari ultrabinafsha nurlar ichida katta lazerlarda, xususan, KrF (248 nm) da mavjud. Kichik lazerlar (Biologik nuqta aniqlash tizimi) hozirda kimyoviy batalon darajasida qo'llanilmoqda. Ammo, yuqorida ta'kidlab o'tilganidek, bu tizimlarning barchasi juda qimmat va katta hajmga ega, shuning uchun ular keng foydalanish uchun juda noqulay. Shuning uchun agentlik taklif qilgan dastur ikki asosiy yo'nalishda taqdim etiladi: LED yo'nalishi 250-275 nm va chiqish quvvati 100 mVt, shuningdek 10 mVt quvvatga ega va 220-250 yo'nalishdagi lazerlar. ni. Dasturning asosiy qismi nitridlar guruhining o'rta-qisqa ultrabinafsha to'lqinlarining yarimo'tkazgichlari sifatida joylashishini cheklash bilan bog'liq muammolarni hal qilishga qaratilgan bo'ladi.
Ushbu dasturning amalga oshirilishi, masalan, suvda kimyoviy va biologik ifloslanishni aniqlaydigan ixcham qurilmalar yaratish imkonini beradi.
DARPA -ning istiqbolli dasturlari tibbiyot sohasi … Dializga o'xshash terapiya (DLT) agentligining loyihalari, In Vivo Nanoplatforms, Living Foundries, Ishonchli neyron-interfeys texnologiyasi.
Dializga o'xshash terapiya (DLT)
Bakteriyalar keltirib chiqaradigan infektsiyalar ko'pincha qon zaharlanishi (sepsis) natijasidir, undan engil yaralangan askar ham o'lishi mumkin. Amerika harbiy boshqarmasi bu masala bilan jiddiy xavotirda, shuning uchun qonni bakteriyalardan tozalashning yangi texnologiyasini ishlab chiqish topshirildi. DARPA 10 million dollarlik loyihani ishlab chiqish ishlarini boshladi. Uning asosiy maqsadi - portativ qonni tanadan olib tashlash, uni maxsus filtrlar yordamida zararli moddalardan tozalash va keyin toza qonni tanaga qaytarish mumkin bo'lgan ko'chma qurilma yaratish. Ushbu qurilma funktsiyasi bo'yicha buyrak dializiga o'xshaydi.
Hozirgi vaqtda virusli va bakterial toksinlarni to'xtatadigan patogen moddalar uchun datchiklarni ishlab chiqish davom etmoqda. Bundan tashqari, ushbu komponentlarni qondan ajratish texnologiyalari ishlab chiqilmoqda. Keyingi qadam, ushbu qurilmaning samaradorligini tekshirish uchun test o'tkazish bo'lishi kerak. Oxir -oqibat, bir vaqtning o'zida qonning butun hajmini batafsil tahlil qiladigan portativ mashinani olish kerak, bu esa virus va toksinlarning ko'rinishini erta bosqichda aniqlash imkonini beradi.
Bunday texnologiya fuqarolik maqsadlarida foydalanish uchun katta ahamiyatga ega bo'ladi, chunki uning yordami bilan har yili yuzlab va minglab odamlarning hayotini saqlab qolish mumkin bo'ladi.
Vivo nanoplatformalarida
Har xil kasalliklar askarlarning jangovar tayyorgarligini cheklaydi va sog'liqni saqlash bo'yicha harbiy bo'limga katta xarajatlar keltiradi. Ammo hozirgi vaqtda kasalliklarni aniqlashning mavjud texnologiyalari asosan qimmat va ko'p vaqt talab etadi. Shuning uchun zamonaviy armiyada ularni tezroq tashxislash va davolash zarur.
DARPA "In Vivo Nanoplatforms" deb nomlangan yana bir istiqbolli loyihani ishlab chiqa boshladi. Uning mohiyati inson tanasini bir xil va aniq sezish, shuningdek, har xil turdagi yuqumli kasalliklar va fiziologik anormalliklarni davolash uchun mo'ljallangan yangi nanohissachalar sinfini yaratishga bog'liq.
Aslida, dastur inson tanasining holatini doimiy monitoringini ta'minlaydigan nanokapsulani ishlab chiqishga qaratilgan.
Nanokapsula - ichi bo'sh sharsimon zarracha, uning qobig'i fosfolipidlar yoki polimerlardan iborat. Bu kapsulaning ichida past molekulyar og'irlikdagi modda bor. Bundan tashqari, qobiq ma'lum bir tarzda tashkil etilgan DNK molekulalaridan, kaltsiy silikat yoki gidroksiapatitdan tayyorlanishi mumkin.
Nanopartikulalardan foydalanish ma'lum bir kompozitsiyaning (gormonlar yoki fermentlar) dorilarini yoki genetik konstruktsiyalarini maqsadli boshqarilishini ta'minlashi mumkin. Va nanokapsulani "belgilangan joyga" etkazib berish uchun uning qobig'i retseptorlari yoki antijenlari bilan jihozlanadi.
Dastur 2012 yil mart oyida sinovdan o'tgan. Kuzda foydalanish uchun tasdiqlanishi kutilmoqda.
Tirik quyish zavodlari
Zamonaviy muhandislik murakkab ishlanmalarga asoslangan va natijalar faqat takroriy sinov va xatolardan so'ng olinadi. Va ko'pincha, bitta loyiha ustida ishlash boshqa loyiha ustida ishlashga imkon bermaydi. Natijada, bitta biomuhandislik loyihasi uchun o'nlab yillar va yuz millionlab dollarlar ajratiladi. Bioinjeneriya texnologiyalarining takomillashuvi hozirda umuman echim topmagan yoki bir vaqtning o'zida bir nechta echimlarga ega bo'lgan murakkab muammolarni hal qilishga imkon beradi.
DARPA -ning yangi "Living Foundries" dasturi inson biologiyasi qurilish tizimlarini loyihalash uchun yangi biologik asos yaratish va ularning murakkabligini kengaytirish uchun mo'ljallangan. Dastur ilgari hal qilinmagan muammolarni hal qilishga imkon beradigan yangi texnologiyalar va texnikalarni ishlab chiqishga qaratilgan. Xususan, odamning ma'lum kasalliklarga genetik moyilligini aniqlash, hujayralar va umuman tananing vazifalarini to'g'rilash mumkin bo'ladi.
Bir tomondan, bunday texnologiyalarni yaratish imkonsizdek tuyulishi mumkin, lekin yangi biologik materiallar va dori -darmonlarni ommaviy ishlab chiqarishning o'zi jozibali bo'lib tuyuladi.
Ishonchli neyron-interfeys texnologiyasi
Nerv protezlarini, xususan, koklear implantlarni (sun'iy quloqlarni) ishlab chiqish va tadqiq qilish, inson tanasi bu materialni sezishini isbotladi. Bunday protezlar yordamida ko'pchilik odamlarda yo'qolgan funksiyalar tiklandi. Garchi inson asab tizimiga biriktirilishi mumkin bo'lgan protezlar Urush bo'limi uchun juda istiqbolli va muhim bo'lsa -da, bunday implantlarni klinik sharoitda ishlatilishiga to'sqinlik qiladigan ikkita asosiy va asosiy to'siq bor. Ikkala to'siq ham ma'lumot uzatishning to'g'riligi bilan bog'liq. Masalan, miniatyura portativ neyron qurilmasi ko'p yillar davomida asab hujayralaridan aniq ma'lumot olish uchun moslashtirilmagan. Bundan tashqari, bunday protezlar qabul qilingan signallardan foydalana olmaydi va ularni yuqori tezlikda boshqarolmaydi.
Agentlik protezlarni klinik foydalanishga topshirish uchun bu ikki muammoni hal qilishdan manfaatdor. Shunday qilib, yarador askarlarning tuzalishi tezroq bo'ladi, mos ravishda ular xizmatga tezroq qaytishlari mumkin bo'ladi.
Birinchidan, dastur nima uchun implantlar bir necha yil ishonchli xizmat qila olmasligini tushunishga qaratilgan. Abiotik va biotik tizimlarning o'zaro ta'siri parametrlari bo'yicha tadqiqotlar o'tkazish rejalashtirilgan. Bundan tashqari, asab tizimi hujayralaridan protezlarga qanday ma'lumot uzatilishi haqidagi ma'lumotlarni o'z ichiga oladigan yangi tizim yaratiladi.
Aytish mumkinki, bu texnologiya ham keng fuqarolik dasturlariga ega bo'ladi.
DARPA ning rivojlanishga yo'naltirilgan dasturlari kuzatuv tizimlari.
Issiqlik tasvirini arzon ishlab chiqarish
Termal ko'rish tizimi ko'plab harbiy dasturlarga ega. Ammo hozirgacha bu tizim juda qimmat, shuning uchun uni qo'llash zarur darajada katta emas. DARPA iqtisodiy tejamli termal kamerani ishlab chiqish dasturini taklif qiladi. Ishlab chiqaruvchilarning ishontirishlariga ko'ra, bunday termal tasvirlarni kommunikatorlar va mobil telefonlarga qo'shish mumkin. Rivojlanish uchun 13 million dollar ajratilgan. Bundan tashqari, loyihaning bajarilishi uch yildan kechiktirmay amalga oshirilishi kerak.
Yangi avlod termal kameralariga qo'yiladigan asosiy talablar nisbatan past narx - taxminan 500 dollar. Bundan tashqari, olingan tasvirning o'lchamlari kamida 640 * 480 piksel bo'lishi kerak, ko'rish burchagi 40 daraja va undan yuqori bo'lishi va quvvat sarfi 500 millivattdan kam bo'lishi kerak.
Yangi termal kameraning texnologiyasi infraqizil nurlanishni ishlatishga asoslangan bo'lib, u rang spektrida issiqdan sovuq narsalardan farqlashga yordam beradi. Shunday qilib, ular nafaqat oddiy sharoitda, balki ko'rishning yomonligi va tunda ham ishlatilishi mumkin.
Bugungi kunda mavjud bo'lgan termal kameralar katta va qimmat. Shuni ham aytish kerakki, agar tadqiqot muvaffaqiyatli bo'lsa, natijada nafaqat harbiy, balki fuqarolik tashkilotlari ham foydalanishlari mumkin bo'ladi. Eslatib o'tamiz, gipermatn texnologiyasi va grafik interfeys kabi DARPA ishlanmalari ham dastlab harbiy maqsadlar uchun ishlab chiqilgan.
Rasmni qayta tiklash va ekspluatatsiya qilish uchun kengaytirilgan keng FOV arxitekturasi
Uzoqni ko'rish qobiliyati, har qanday sharoitda aniqroq, jangovar operatsiyalarni muvaffaqiyatli o'tkazish omillaridan biridir. Kamera qimmat bo'lmasa, ko'rish maydonini, kunduzi ham, kechasi ham bir xil darajada ko'rish qobiliyatini oshirish kerak. Bu ehtiyojning asosiy sababi askarlarning jangovar samaradorligini oshirish uchun mavjud vizualizatsiya vositalari, boshqacha aytganda, foto va videokameralar bilan ta'minlanishida yotadi. Shu sababli, DARPA ushbu turdagi muammolarni hal qilish uchun mo'ljallangan, tasvirni qayta tiklash va ekspluatatsiya qilish uchun Advanced Wide FOV Architectures (AWARE) dasturini ishga tushirdi.
Ushbu dasturni amalga oshirish doirasida olish rejalashtirilgan yangi vizualizatsiya tizimi juda ixcham va engil bo'ladi. Bu har qanday ob-havo sharoitida, kunduzi ham, kechasi ham uzoq masofada ko'rish maydonini, yuqori aniqlikdagi va yuqori sifatli tasvirlarni ko'payishini nazarda tutadi. U bitta linzada 150 dan ortiq kameralarni birlashtiradi. Tizim 10 dan 50 gigapixelgacha bo'lgan tasvirlarni yaratish uchun mo'ljallangan - bu piksellar sonini inson ko'ziga ko'rinadigan diapazondan sezilarli darajada oshadi.
Birinchi bunday tizimlar er yuzidagi ob'ektlarga joylashtirilishi uchun mo'ljallangan bo'lib, ular ko'rish masofasini, ish qobiliyatini, kunduzi va kechasi ko'rishni oshiradi, nishonni qidirish qobiliyatini o'rnatadi va datchiklarning katta guruhidan foydalanishni ta'minlaydi.
Bunday qurilmalar katta harbiy ahamiyatga ega, chunki ular nishonga olish, sezish va doimiy kuzatuv kabi maqsadlarda ishlatilishi mumkin.
Hozirgi vaqtda deyarli har qanday harbiy mahsulot elektron komponentlar, mikrosxemalar, chiplar va h.k. Shuning uchun DARPA dasturlarining ko'pchiligi ishlab chiqish va takomillashtirishga qaratilgan komponentlar bazasi … Bunday dasturlar orasida quyidagilar bor: Intrachip Enhanced Cooling; Integral sxemalarning yaxlitligi va ishonchliligi; O'rnatilgan hisoblash texnologiyalari uchun energiya samaradorligi inqilobi; Maslahatli Nanofabrikatsiya va boshqalar.
Intrachip kengaytirilgan sovutish
Zamonaviy elektronikada komponentlar sonining ko'payishi isitish va quvvat sarfini misli ko'rilmagan balandliklarga olib chiqdi. Shu bilan birga, elektron tizimlarning hajmini va og'irligini oshirmasdan turib, harorat ko'tarilishini cheklash mumkin emas. Issiqlik chiplardan havoga o'tkazilishi kerak bo'lgan masofadan sovutishdan foydalanish endi samarasiz.
Shu sababli, DARPA masofadan sovutish cheklovlarini bartaraf etishga intiladigan Intrachip Enhanced Cooling (ICECOOL) dasturini ishlab chiqa boshladi. Dastur buning uchun kremniy yordamida chiplar ichidagi isitish darajasini o'rganadi. Agentlik sovutish chipning dizayni uchun boshqa komponentlar kabi muhimligini isbotlashga intiladi. Loyiha shuni ko'rsatadiki, ichki sovutish to'g'ridan-to'g'ri mikrosxemaga yoki mikrosxemalar orasidagi bo'shliqqa o'rnatiladi.
Agar loyiha muvaffaqiyatli yakunlansa, chipning o'zi va sovutish tizimlarining zichlik darajasini pasaytirish imkoniyatini beradi, bu yangi avlod elektron tizimlarini yaratish uchun juda samarali bo'ladi.
Issiqlik boshqaruv texnologiyalari
Texnologiya va tizim integratsiyasining sezilarli yaxshilanishi harbiylar tomonidan energiya iste'moli darajasini sezilarli darajada oshishiga olib keldi. Quvvat iste'moli darajasi oshdi, mikrosxemalar hajmi kamaydi. Bu tizimlarning haddan tashqari qizib ketishiga olib keldi. Shu sababli, DARPA termal boshqaruv texnologiyalari dasturini ishga tushirdi, u mikrosxemalar ishlab chiqarishda qo'llanilishi rejalashtirilgan, issiqlik qabul qiluvchi tizimli yangi nanomateriallarni o'rganish va optimallashtirish bilan shug'ullanadi. Dastur beshta asosiy yo'nalishda rivojlanmoqda: issiqlik almashtirgichlarni sovutish uchun mikrotexnologiya, modullarni faol sovutish, moslashtirilgan issiqlik quvurlari texnologiyasi, modernizatsiya qilingan quvvat kuchaytirgichlari, termoelektrik sovutgichlar.
Shunday qilib, dasturning asosiy sa'y-harakatlari ikki fazali sovutishga asoslangan yuqori samarali issiqlik tarqatuvchilarni ishlab chiqish va yaratishga va ularni hozirda tizimlarda qo'llaniladigan mis qotishmalariga almashtirishga qaratilgan; issiqlik qarshiligini kamaytirish orqali issiqlik sovutish darajasini oshirish; isitishni kamaytiradigan yangi materiallar va tuzilmalarni ishlab chiqish; termoelektrik modullar yordamida sovutish texnologiyalarini o'rganish.
O'rnatilgan hisoblash texnologiyalari uchun energiya samaradorligi inqilobi
Hozirgi harbiy axborot tizimlarining aksariyati elektr quvvati, hajmi va vazni cheklanganligi va sovutish muammolari tufayli hisoblash kuchi nuqtai nazaridan cheklangan. Bu cheklov harbiy kafedralarning operativ boshqaruviga jiddiy salbiy ta'sir ko'rsatadi, chunki, masalan, razvedka va razvedka tizimlari real vaqtda qayta ishlashga qaraganda ko'proq ma'lumot to'playdi. Shunday ekan, ma'lum bo'lishicha, razvedka kerakli vaqtda qimmatli ma'lumotlarni taqdim eta olmaydi.
Amaldagi axborotni qayta ishlash tizimlari sekundiga 1 gigabayt ma'lumotni qayta ishlashga qodir, harbiylarga ko'ra, bundan 75 barobar ko'proq kerak. Ammo zamonaviy protsessorlar quvvat sarfini ko'paytirmay, quvvatni oshirish jarayonida allaqachon maksimal darajaga etgan. DARPA -ning energiya samaradorligi inqilobi o'rnatilgan texnologiyalar uchun inqilob dasturi (PERFECT) sizga kerakli energiya samaradorligini ta'minlash uchun mo'ljallangan.
Dasturda axborotni qayta ishlash imkoniyatlarini 75 barobar oshirishga erishish ko'zda tutilgan. Ushbu dasturni amalga oshirish bir necha hafta davomida ishlaydigan smartfonlarni yoki noutbuklarni yaratishga imkon beradi, ularning akkumulyatorini mashinaga yonilg'i quyish paytida tez -tez zaryadlash kerak bo'ladi.
Maslahatga asoslangan nanofabrikatsiya
Agentlik nanotexnologiyani rivojlantirishga ko'p mablag 'sarflaydi. Ammo ularning rivojlanishidagi asosiy tushunchalar zarur deb tan olinganiga qaramay, ularni ommaviy ishlab chiqarish bilan bog'liq muammolar mavjud.
Maslahatli Nanofabrikatsiya dasturining maqsadi - har bir mahsulotning o'lchami, yo'nalishi va joylashuvi ustidan nazoratni o'z ichiga olgan nanomateriallar - nano simlar, nanotubkalar va kvant nuqtalari ishlab chiqarish sifati ustidan nazorat o'rnatish. Dastur boshqaruvni innovatsion texnologiyalar bilan birlashtirishni, shu bilan yuqori harorat, yuqori tezlikdagi oqimlarni va optik texnologiyaga o'xshash kuchli elektromagnit maydonlarni yaratishni o'z ichiga oladi.
Hozirgi vaqtda nano-ishlab chiqarish jarayonini nazorat qilib bo'lmaydi. So'nggi yillarda ma'lum texnikalar namoyish etildi, lekin ularning hammasida jiddiy kamchiliklar bor. Shunday qilib, masalan, nanotubalar ishlab chiqarishda ularning o'sishini nazorat qilish mumkin, lekin ularning kattaligi va yo'nalishini emas. Kvant nuqtalarini yaratishda bir hilligi yuqori bo'lgan katta massiv yaratish mumkin emas.
Agar loyiha muvaffaqiyatli yakunlansa, uning natijalari nanoproduktsiya ishlab chiqarish uchun o'ta muhim bo'ladi.
Integral mikrosxemalarning yaxlitligi va ishonchliligi
AQSh Mudofaa vazirligi uchun ishlab chiqilgan ko'plab elektron tizimlarning markazida integral mikrosxemalar yotadi. Shu bilan birga, harbiy kafedra ularni juda ehtiyotkorlik bilan ishlatadi, bu tizimlarning yaxlitligi haqida qayg'uradi. Bozor globallashuvi sharoitida, mikrosxemalarning aksariyati noqonuniy korxonalarda ishlab chiqarilganligi sababli, harbiy kafedra tizimlari uchun sotib olingan sxemalar texnik talablarga javob bermasligi va shuning uchun ishonchli bo'lmasligi xavfi mavjud..
DARPA, Integral davrlarning yaxlitligi va ishonchliligi (IRIS) dasturining bir qismi sifatida, har bir chipning funktsiyasini buzmasdan tekshiradigan usullarni ishlab chiqishga intiladi. Bu usullar tizimiga chuqur submikronli elektron qurilmalarni ilgari tanib olish, shuningdek, qurilmalar orasidagi bog'liqlikni aniqlashning hisoblash usullari kiradi.
Bundan tashqari, dastur oz sonli namunalarni sinab ko'rish orqali qurilmalarni modellashtirish va integral mikrosxemalarning ishonchliligini aniqlashga qaratilgan analitik jarayonlarni o'tkazishning innovatsion usullarini yaratishni nazarda tutadi.
Etakchi chekka kirish dasturi
Yuqorida aytib o'tganimizdek, AQShda ishlatiladigan chiplarning aksariyati mamlakat tashqarisida ishlab chiqariladi. Bu holat, amerikaliklarning fikricha, zararli. Birinchidan, ilg'or texnologiyalarning etishmasligi mamlakatdan yuqori malakali kadrlarning chiqib ketishiga yordam beradi. Ikkinchidan, Mudofaa vazirligi bunday mikrosxemalarga unchalik ishonmaydi.
Yarimo'tkazgich texnologiyasi sohasidagi tadqiqotlar texnologik ishlanmalarni nafaqat tijorat tuzilmalarida, balki harbiy kafedrada ham joriy etishda katta ahamiyatga ega. Shu sababli, agentlik universitetlar, sanoat va davlat idoralarini harbiy yarimo'tkazgichlarning ilg'or texnologiyasi bilan ta'minlashga qaratilgan Leading Edge Access dasturi deb nomlangan yangi dasturni ishga tushirdi. Bularning barchasi chip ishlab chiqarishni Amerikaga erta qaytarish umidida qilingan.
Ilg'or texnologiya ilovalariga analog yoki aralash signalli integral mikrosxemalarni raqamli almashtirish, yordamchi aralash signalli integral mikrosxemalar, analog-raqamli konvertorlar va ko'p yadroli protsessorlarning yuqori tezligi va kam quvvati muammosini hal qilish kiradi. Muayyan vaqtda harbiy kafedra agentlikka yangi loyihalarni taqdim etadi. Tanlovning asosiy mezonlari dizaynning yangiligi, harbiy sanoatda qo'llash imkoniyati, shuningdek, operatsion samaradorlikni muvaffaqiyatli safarbar qilish salohiyati bo'ladi.
Turli xil kirish mumkin bo'lgan heterojen
Hozirgi vaqtda kompyuter texnologiyalarining yanada rivojlanishiga to'sqinlik qilayotgan asosiy muammolardan biri shundaki, ular uchun mikrosxemalar har xil materiallardan tayyorlanishi kerak. DARPA turli xil kirish mumkin bo'lgan heterojen dasturini ishlab chiqmoqda, uning maqsadi yangi yagona mikrochiplar yaratiladigan yangi kremniy platformasini yaratishdir. Shunday qilib, ishlab chiquvchilarning fikriga ko'ra, heterojen integratsiya ma'lumotlarni uzatish jarayoni bilan bog'liq bir qator jiddiy muammolarni bartaraf etishi, heterojen birikmalarning zichligini aniqlashi, optimal harorat rejimini o'rnatishi va ommaviy ishlab chiqarish uchun yangi platformani optimallashtirishi kerak.
Muvaffaqiyatli ishlab chiqilgan taqdirda, heterojen platformani optoelektron mikrosxemalar, optik sezish tizimlari, ixtiyoriy signallarning optik generatorlari, tasvirni qayta ishlash va ma'lumotni o'qishga ega ko'p to'lqinli termal kameralar kabi sohalarda qo'llash mumkin.
Dasturning natijalari fuqarolik maqsadlarida ham muhim ahamiyatga ega bo'ladi, chunki universal platformaning yaratilishi kompyuterlarning tez va samarali ishlashiga yordam beradi.
Hamma joyda yuqori samarali ishlash
Agentlikning ishlanmalari orasida kompyuter uskunalarini yaratish jarayoniga deyarli noldan yondashadigan dastur mavjud - "Hamma joyda yuqori mahsuldorlikdagi hisoblash". U kam quvvat sarflaydigan, kiberhujumlardan himoyalangan va yuqori ko'rsatkichli kompyuterlar yaratish uchun asos yaratadigan texnologiyalarni ishlab chiqish va rivojlantirishga qaratilgan. Bundan tashqari, dastur bunday kompyuterlar dasturlash jihatidan ancha oson bo'lishini taxmin qiladi, shuning uchun hatto tajribasi kam bo'lgan mutaxassislar ham buni qila oladi.
Bu kompyuterlar kengaytiriladigan, yuqori darajada programlanadigan tizimlarni takomillashtirish orqali yanada ishonchli va samaraliroq bo'ladi. Ushbu loyihada Massachusets texnologiya universiteti, Intel, NVIDIA kabi jiddiy tuzilmalar ishtirok etmoqda. Shunday qilib, bu dastur DARPA -ning eng shuhratparast ishlanmalaridan biri deb aytish mumkin.
Bundan tashqari, agentlik integratsiyalashgan 3D mikrosxemalarini ishlab chiqish ustida faol ish olib bormoqda. Hozirgi vaqtda mikrosxemalar mikroelektronikaning asosiy nuqtalaridan biri hisoblanadi. Ammo chiplarning o'lchamlari tobora kamayib borayotgani sharoitida zamonaviy yarimo'tkazgichli texnologiyalar ko'plab o'ziga xos va asosiy muammolarga duch kelmoqda. Shuning uchun, yarimo'tkazgichlarning katta muvaffaqiyatiga qaramay, ishlab chiquvchilar yuqori mahsuldorlikka ega bo'lgan umumiy turdagi mikrosxemalarning yangi turlarini qidirmoqdalar.
Uch o'lchovli integral mikrosxemaning yaratilishi kompyuter texnologiyalarini tezroq va samaraliroq rivojlantirish uchun katta imkoniyatlarni ochib beradi, chunki ikki o'lchov chegarasi engib o'tiladi. Oxir oqibat, mikrosxemalar shunchalik murakkab bo'ladiki, ikki o'lchovli chipda kerakli ulanishlar uchun joy bo'lmaganda, taraqqiyot rivojlanish darajasiga yetdi.
Uch o'lchovli mikrosxemaning yaratilishi, uning amaliy qo'llanilishi bilan bog'liq barcha muammolar texnologiyalarni ixchamlashtirish imkonini beradi.
Joylashuv, navigatsiya va vaqtni belgilash uchun mikro texnologiya
O'nlab yillar mobaynida global joylashishni aniqlash tizimi yoki GPS ko'pchilik harbiy navigatsiya uskunalariga o'rnatildi. Shunday qilib, qurollarning ko'p turlari joylashuv, harakat yo'nalishi, parvoz vaqti va shunga o'xshash tizim ma'lumotlariga bog'liq. Ammo bunday qaramlik katta muammolarni keltirib chiqarishi mumkin, chunki signalni qiyin qabul qilish yoki tiqilib qolish sharoitida tizim bilan doimiy aloqada bo'lishni talab qiladigan qurollar ishlamaydi.
DARPA joylashishni aniqlash, navigatsiya va vaqtni belgilash mikro-texnologiyasini (MICRO-PNT) ishlab chiqishni boshladi, uning mohiyati oflayn rejimda ishlash imkonini beradigan texnologiyalarni yaratishdir. Ushbu bosqichdagi asosiy muammo - bu o'lcham, vazn va quvvat. Muvaffaqiyatli tadqiqotlar natijasida barcha kerakli qurilmalarni birlashtiradigan yagona qurilma yaratiladi: akselerometrlar, soatlar, kalibrlash, giroskoplar. Mikroskopik kalibrlash ichki xatolarni to'g'rilash orqali aniqroq nishonni ta'minlashi kerak.
2010 yilda yuqori aniqlikdagi soatlar va inertial asboblarni yaratish bilan bog'liq mikrotexnologiyani rivojlantirish bo'yicha tadqiqotlar boshlandi.
Dasturni ishlab chiqish, birinchi navbatda, inertial datchiklarning dinamik diapazonini oshirishga, soat xatolarini kamaytirishga, shuningdek, pozitsiya va harakat traektoriyasini aniqlash uchun mikrochiplarni ishlab chiqishga qaratilgan.
Agar dastur amalga oshirilayotgan bo'lsa, metroda Google Xaritalarni tasavvur qiling.
