Sotilaallinen arvostelu

Lupaavimmat amerikkalaiset sotilaalliset hankkeet, joiden käyttö on mahdollista rauhanomaisiin tarkoituksiin

14
Lupaavimmat amerikkalaiset sotilaalliset hankkeet, joiden käyttö on mahdollista rauhanomaisiin tarkoituksiin

Armeijan ja tieteen teknologisen kaluston kehittämiseen osoitetaan vuosittain useita miljoonia varoja. Tämän alueen kehittämisestä vastaa Advanced Defense Projects Research Agency, joka tunnetaan paremmin amerikkalaisella lyhenteellä - DARPA. Juuri tämä virasto on kirjoittanut sellaiset keksinnöt kuin Internet, GPS ja varkain lentokoneet, joilla on suuri merkitys paitsi armeijalle myös tavalliselle siviiliväestölle.

Tällä hetkellä virastossa on kehitteillä merkittävä määrä hankkeita, joilla voi olla myös merkittävä vaikutus ihmiskuntaan, jos ne vain päästään teolliseen tuotantoon.

DARPA keskittyy tällä hetkellä kehittämiseen laserjärjestelmät. Viraston ohjelmista voidaan erottaa seuraavat ohjelmat: Excalibur, Architecture for Diode High Energy Laser System, Ultra Beam ja Compact Mid-ultraviolet technology.

Lupaavimmat amerikkalaiset sotilaalliset hankkeet, joiden käyttö on mahdollista rauhanomaisiin tarkoituksiin Excalibur pieni laserohjattu ase

Sotilasosastot ovat aina erittäin huolissaan täydellisen käytöstä ase kaupunkisodassa. Mutta lentokoneiden ja droonien varustamiseksi laseraseilla on välttämätöntä, että niiden mitat ovat melko kompakteja ja paljon tehokkaampia kuin nykyiset järjestelmät, jotka on asennettu suurille alustoille. DARPA-virasto on alkanut kehittää kompaktia ja tehokasta laserasejärjestelmää, joka on suunniteltu asennettavaksi lentokoneisiin ja muihin lentokoneisiin.

Aikaisemmin helpoin tapa luoda laser oli käyttää suuria säiliöitä, joissa oli myrkyllisiä aktiivisia kemikaaleja. Erityisesti tällainen laser on asennettu Boeing-747:ään, mutta on ainakin epäkäytännöllistä käyttää tällaista kokonaislaitetta aseena hyökkäyslentokoneessa tai hävittäjässä.

Uusi Excalibur-laserase on paljon kevyempi ja kompaktimpi. Kaavamaisesti tämä ase koostuu suuresta määrästä lasereita, jotka ovat riippumattomia toisistaan. Siten on mahdollista pienentää itse emitterien kokoa. Nämä emitterit on yhdistettävä yhdeksi säteeksi tehonsa menettämättä. Tämän periaatteen ansiosta kulutetun energian määrä vähenee merkittävästi. Mutta aseella on myös tiettyjä haittoja. Niinpä erityisesti useiden säteiden yhdistämiseen yhdeksi, jolla olisi korkea kirkkaus ja pieni hajautus, liittyy useita ongelmia. Tämän saavuttamisen esteenä ovat häiriöt, diffraktio ja muut epälineaariset efektit. Siksi tämän ongelman korjaamiseksi luojat käyttivät vaiheistetun ryhmäantennin analogia, jota käytetään nykyaikaisissa tutkaissa ja jonka avulla on mahdollista paitsi fokusoida säde, myös korjata sen poikkeaman kulmaa kääntämättä antennia. itse.

Vuoden loppuun mennessä virasto lupaa esitellä prototyypin laseraseen, jonka teho on vain 3 kilowattia. Mutta valmiissa järjestelmässä on paljon enemmän tehoa (luokkaa 100 kilowattia). Siten sitä voidaan käyttää tarkkoihin iskuihin ilma- ja maakohteita vastaan. Ja koska aseen paino on 10 kertaa pienempi kuin nykyisin olemassa olevilla lasereilla, Excalibur voidaan asentaa melkein mille tahansa sotilaalliselle alustalle vaarantamatta niiden taistelukykyä.

Arkkitehtuuri korkean energian diodilaserjärjestelmälle

Toinen uusi virastoohjelma, nimeltään "Architecture for Diode High Energy Laser System (ADHELs)", on omistettu uusien lasersäteen pituuksien tutkimiseen uuden sukupolven kompaktien, korkean suorituskyvyn ja korkean energian lasereiden luomisessa. Tällaisia ​​järjestelmiä voidaan integroida taktisiin lentokoneisiin, erityisesti droneihin.

Ohjelman ensisijaisena tavoitteena on kehittää teknologioita suuren tehon ja kirkkauden lasersäteiden saamiseksi pienellä säteen erolla.

Ohjelma on suunniteltu 36 kuukaudeksi ja koostuu kahdesta vaiheesta. Ensimmäisessä vaiheessa sen on tarkoitus tutkia spektrin ja koherentin säteen yhdistämistä. Toinen vaihe keskittyy täysin korkean hyötysuhteen ja tehon spektrisäteen luomiseen. Hankkeen perimmäisenä tavoitteena on saada aikaan diffraktiivinen järjestelmärakenne, joka toimii pitkillä laseraallonpituuksilla 100 kilowatin HEL-luokan järjestelmien mittakaavassa.

Ultra Beam

Virastolla on parhaillaan käynnissä useita laserien parantamisprojekteja. Joten yksi näistä ohjelmista on "Ultra Beam", jonka tarkoituksena on luoda laser gammasäteilyllä. Kehityksen ensimmäisessä vaiheessa tiettyjä tuloksia on jo saavutettu - laboratoriossa luotiin röntgenlasereita, joissa fotonienergia oli 4,5 keV, mikä todistaa, että gammalaser on lähitulevaisuuden asia. Tällainen kehitys on myös kansalaisyhteiskunnan kannalta tärkeää, sillä kompakteja gammalasereita voidaan käyttää tehokkaammin sädehoidossa ja diagnostiikassa.

Ominaisuuksiltaan ainutlaatuinen röntgenlaser, jonka teknologian DARPA on kehittänyt, voi myötävaikuttaa kompaktien laboratoriolähteiden kehittämiseen, joilla on korkea koherentin säteilyn kirkkaus, mikä mahdollistaa kolmiulotteisten elämismallien johtamisen. soluja.

Ohjelma "Ultraluch" sisältää kaksi vaihetta. Ensimmäisessä vaiheessa saavutettiin röntgensäteiden kyllästymisen lisäys 4,5 keV teholla 10 mJ, ja osoitettiin, että nämä säteet voivat siirtää impulsseja läpinäkymättömien kiinteiden esineiden, esimerkiksi säiliöiden, läpi. Toisessa vaiheessa on tarkoitus kehittää tehokkaampi röntgenlaser 36 kuukaudeksi, diagnosoida gammasäteily ja määrittää tarvittavat parametrit gammasäteilyn vahvistamiseksi käytettäessä kiinteitä materiaaleja, joissa on suuri määrä atomeja.

Kompakti Mid-ultraviolet-tekniikka

Armeijan on kyettävä havaitsemaan ja tunnistamaan vihollisen arsenaalissa mahdollisesti olevat kemialliset ja biologiset aseet. Mutta nykyaikaiset tunnistusmenetelmät ovat suuria ja raskaita, ja ne vaativat myös paljon tehoa. Näiden puutteiden korjaamiseksi DARPA aloitti "Compact Mid-ultraviolet technology" -ohjelman kehittämisen. Tämän ohjelman puitteissa saavutettavat tulokset tehostavat biologisten ja kemiallisten aseiden havaitsemista ja tunnistamista laserteknologian avulla. Keskipitkällä ultraviolettiaallonpituudella voidaan havaita aminohappoja ja muita biologisia molekyylejä, joten jos näitä aseita käytetään, nämä elementit voidaan tunnistaa.

Ultraviolettisäteiden sisällä suurissa lasereissa on jo olemassa laserteknologioita NMD-ilmaisuun, erityisesti KrF:ssä (248 nm). Pieniä lasereita (Point Biological Detection System) käytetään tällä hetkellä kemianpataljoonatasolla. Mutta kuten edellä todettiin, kaikki nämä järjestelmät ovat niin kalliita ja suuria, joten ne ovat äärimmäisen epämukavia laajassa käytössä. Siksi viraston ehdottama ohjelma esitellään kahteen pääsuuntaan: LEDien suunnalla 250-275 nm ja lähtöteholla 100 mW sekä lasereilla teholla 10 mW ja suunnalla 220-250 nm. Pääosa ohjelmasta on tarkoitettu ratkaisemaan ongelmia, jotka liittyvät nitridiryhmän sijainnin rajoittamiseen puolijohteina keskilyhyille ultraviolettiaalloille.

Tämän ohjelman toteuttaminen mahdollistaa kompaktien laitteiden luomisen, jotka pystyvät havaitsemaan kemiallisen ja biologisen pilaantumisen esimerkiksi vedestä.

Lupaavia DARPA-ohjelmia lääketieteellinen ala. Näitä ovat muun muassa viraston Dialysis-Like Therapeutics (DLT), In Vivo Nanoplatforms, Living Foundries, Reliable Neural-Interface Technology projektit.

Dialyysin kaltaiset terapiat (DLT)

Bakteerien aiheuttamat infektiot ovat usein seurausta verenmyrkytyksestä (sepsis), johon lievästikin haavoittunut sotilas voi kuolla. Yhdysvaltain sotilasosasto on vakavasti huolissaan tästä asiasta, joten se määräsi uuden teknologian kehittämisen veren puhdistamiseksi bakteereista. DARPA alkoi kehittää projektia, joka maksoi 10 miljoonaa dollaria. Sen päätavoitteena on luoda kannettava laite, jolla olisi mahdollista poistaa tartunnan saanut veri kehosta, puhdistaa se haitallisista aineista erityisillä suodattimilla ja palauttaa sitten jo puhdas veri kehoon. Tämä laite on toiminnaltaan samanlainen kuin munuaisdialyysi.

Parhaillaan kehitetään patogeenisten aineiden antureita, jotka pysäyttävät virus- ja bakteerimyrkyt. Lisäksi kehitetään teknologioita näiden komponenttien erottamiseksi verestä. Seuraava askel on testata tämän laitteen tehokkuutta. Lopputuloksena pitäisi olla kannettava kone, joka analysoi koko verimäärän yksityiskohtaisesti yhdellä kertaa, mikä mahdollistaa virusten ja toksiinien varhaisen havaitsemisen.

Tällaisella tekniikalla on suuri merkitys siviilisovellusten kannalta, koska sen avulla voidaan säästää satoja ja tuhansia ihmishenkiä joka vuosi.

In Vivo Nanoplatforms

Kaikenlaiset taudit rajoittavat sotilaiden taisteluvalmiutta ja aiheuttavat merkittäviä kustannuksia sotilasosastolle terveydenhuollossa. Mutta tällä hetkellä olemassa olevat tekniikat sairauksien diagnosoimiseksi ovat enimmäkseen kalliita ja aikaa vieviä. Siksi niiden nopeampi diagnoosi ja hoito ovat tarpeen nykyaikaisessa armeijassa.

DARPA-toimisto on alkanut kehittää toista lupaavaa projektia nimeltä "In Vivo Nanoplatforms". Sen olemus tiivistyy uuden nanopartikkeliluokan luomiseen, joka on suunniteltu ihmiskehon tasaiseen, tarkkaan tutkimiseen sekä erilaisten tartuntatautien ja fysiologisten poikkeavuuksien hoitoon.

Itse asiassa ohjelman tavoitteena on kehittää nanokapselia, joka tarjoaa jatkuvan ihmiskehon tilan seurannan.

Nanokapseli on ontto pallomainen hiukkanen, jonka kuori on valmistettu fosfolipideistä tai polymeereistä. Tämän kapselin sisällä on pienimolekyylipainoinen aine. Lisäksi kuori voidaan valmistaa tietyllä tavalla järjestäytyneistä DNA-molekyyleistä, kalsiumsilikaatista tai hydroksiapatiitista.

Nanohiukkasten käyttö voi tarjota tietyn koostumuksen (hormonien tai entsyymien) lääkkeiden tai geneettisten rakenteiden kohdennetun annon. Ja jotta nanokapseli toimitetaan "määräpaikkaansa", sen kuori varustetaan reseptoreilla tai antigeeneillä.

Ohjelmaa testattiin maaliskuussa 2012. Sen odotetaan valmistuvan käyttöön syksyllä.

Elävät valimot

Nykyaikainen suunnittelu perustuu huolelliseen erityiskehitykseen, tulokset saadaan vasta toistuvan yrityksen ja erehdyksen jälkeen. Ja hyvin usein yhden projektin parissa työskenteleminen ei salli sinun aloittaa työskentelyä toisen parissa. Tämän seurauksena yhteen biotekniikkaprojektiin varataan kymmeniä vuosia ja satoja miljoonia dollareita. Biotekniikkateknologioiden parantaminen mahdollistaa monimutkaisten ongelmien ratkaisemisen, joihin tällä hetkellä joko ei ole ratkaisua ollenkaan tai ratkaisuja on useita kerralla.

DARPAn uusi Living Foundries -ohjelma on suunniteltu luomaan uusi biologinen kehys ihmisen biologisten rakennusjärjestelmien suunnittelulle ja niiden monimutkaisuuden laajentamiselle. Ohjelman tavoitteena on kehittää uusia teknologioita ja menetelmiä, jotka mahdollistavat aiemmin ratkaisemattomien ongelmien ratkaisemisen. Erityisesti on mahdollista määrittää henkilön geneettinen taipumus tiettyihin sairauksiin, korjata solujen ja koko kehon toimintoja.

Toisaalta saattaa vaikuttaa siltä, ​​ettei tällaisia ​​teknologioita voida luoda, mutta jo se mahdollisuus, että uusien biologisten materiaalien ja lääkkeiden massatuotanto ilmaantuu, kuulostaa houkuttelevalta.

Luotettava hermoliitäntätekniikka

Hermoproteesien, erityisesti sisäkorvaistutteiden (keinokorvien) kehittäminen ja tutkimus osoitti, että ihmiskeho havaitsee tämän materiaalin. Tällaisten proteesien avulla monille ihmisille palautettiin menetetyt toiminnot. Vaikka proteesit, jotka voidaan liittää ihmisen hermostoon, ovat erittäin lupaavia ja tärkeitä sotaosastolle, on kaksi suurta ja perustavaa laatua olevaa estettä, jotka estävät tällaisten implanttien käytön kliinisissä olosuhteissa. Molemmat esteet liittyvät tiedonsiirron tarkkuuteen. Näin ollen pienikokoista kannettavaa hermolaitetta ei ole sovellettu saamaan tarkkaa tietoa hermosoluista moneen vuoteen. Lisäksi tällaiset proteesit eivät voi käyttää vastaanotettuja signaaleja ja ohjata niitä suurella nopeudella.

Virasto on kiinnostunut näiden kahden ongelman ratkaisemisesta, jotta proteesit voidaan ottaa kliiniseen käyttöön. Siten haavoittuneiden sotilashenkilöstön toipuminen on nopeampaa, vastaavasti, he voivat palata palvelukseen paljon nopeammin.

Ensinnäkin ohjelman tavoitteena on ymmärtää, miksi implantit eivät voi toimia luotettavasti useita vuosia. Suunnitelmissa on tehdä tutkimusta abioottisten ja bioottisten järjestelmien välisen vuorovaikutuksen parametrista. Lisäksi luodaan uusi järjestelmä, joka sisältää tietoa siitä, kuinka tietoa siirtyy hermosoluista proteeseihin.

Voidaan väittää, että tällaisella tekniikalla on myös laajoja siviilisovelluksia.

Kehityspainotteiset DARPA-ohjelmat valvontajärjestelmät.

Edullinen lämpökuvantaminen

Lämpönäköjärjestelmällä on monia sotilaallisia sovelluksia. Mutta toistaiseksi tämä järjestelmä on erittäin kallis, joten sen käyttö ei ole niin laajamittaista kuin sen pitäisi olla. DARPA-toimisto tarjoaa ohjelman taloudellisen lämpökameran kehittämiseksi. Kehittäjien vakuutusten mukaan on täysin mahdollista integroida tällaiset lämpökamerat kommunikaattoreihin ja matkapuhelimiin. Kehittämiseen osoitettiin 13 miljoonaa dollaria. Lisäksi hankkeen on tapahduttava viimeistään kolmen vuoden kuluttua.

Uuden sukupolven lämpökameroiden tärkeimmät vaatimukset ovat suhteellisen alhainen hinta - noin 500 dollaria. Lisäksi tuloksena olevan kuvan resoluution tulee olla vähintään 640 * 480 pikseliä, katselukulman tulee olla vähintään 40 astetta ja virrankulutuksen tulee olla alle 500 milliwattia.

Uuden lämpökameran tekniikka perustuu infrapunasäteilyn käyttöön, joka auttaa erottamaan värispektrissä lämpimät esineet kylmistä. Näin ollen niitä voidaan käyttää paitsi normaaleissa olosuhteissa myös huonon näkyvyyden ja yöllä.

Nykyiset lämpökamerat ovat suuria ja kalliita. On myös sanottava, että jos tutkimus onnistuu, niin tuloksia voidaan käyttää paitsi armeijan myös siviiliorganisaatioissa. Muista, että sellaiset DARPA-kehitykset kuin hypertekstiteknologia ja graafinen käyttöliittymä kehitettiin myös alun perin sotilaallisiin tarkoituksiin.

Kehittyneet laajat FOV-arkkitehtuurit kuvan rekonstruktioon ja hyödyntämiseen

Kyky nähdä pidemmälle, selkeämmin kaikissa olosuhteissa, on yksi onnistuneiden taisteluoperaatioiden tekijöistä. On tarpeen lisätä näkökenttää, kykyä nähdä yhtä hyvin sekä päivällä että yöllä, edellyttäen, että kameran hinta on alhainen. Tärkein syy tähän on se, että sotilaille tarjotaan edullisia visualisointityökaluja taistelutehokkuuttaan, toisin sanoen valokuva- ja videokameroita. Siksi DARPA käynnisti Advanced Wide FOV Architectures For Image Reconstruction and Exploitation (AWARE) -ohjelman, joka on suunniteltu ratkaisemaan tällaisia ​​ongelmia.

Uusi visualisointijärjestelmä, joka on tarkoitus hankkia osana tätä ohjelmaa, tulee olemaan erittäin kompakti ja kevyt. Siihen liittyy näkökentän kasvu, korkea resoluutio ja korkealaatuiset kuvat kaikissa sääolosuhteissa, päivällä tai yöllä huomattavan etäisyyden päästä. Se yhdistää yli 150 kameraa yhteen objektiiviin. Järjestelmä on suunniteltu luomaan kuvia, joiden resoluutio on 10-50 gigapikseliä - tällainen resoluutio ylittää selvästi ihmissilmälle näkyvän alueen.

Ensimmäiset tällaiset järjestelmät suunnitellaan käyttöön maatiloissa, ne lisäävät katseluetäisyyttä, suorituskykyä, päivä- ja yönäköä, asettavat mahdollisuuden etsiä kohdetta ja tarjoavat mahdollisuuden käyttää suurta joukkoa antureita.

Tällaisilla instrumenteilla on suuri sotilaallinen merkitys, koska niitä voidaan käyttää esimerkiksi kohdistamiseen, luotaukseen ja jatkuvaan valvontaan.

Tällä hetkellä lähes kaikki sotilastuotteet on täytetty elektronisilla komponenteilla, mikropiireillä, siruilla jne. Siksi melko monet DARPA-ohjelmat on tarkoitettu kehittämiseen ja parantamiseen komponenttipohja. Tällaisia ​​ohjelmia ovat seuraavat: Intrachip Enhanced Cooling; Integroitujen piirien eheys ja luotettavuus; Tehotehokkuuden vallankumous sulautetuille tietokonetekniikoille; Vinkkipohjainen nanovalmistus ja muut.

Intrachip Enhanced Cooling

Nykyaikaisen elektroniikan komponenttien määrän kasvu on nostanut lämmön ja tehon haihtumisen ennennäkemättömälle tasolle. Samaan aikaan on edelleen mahdotonta rajoittaa lämpötilan nousua lisäämättä itse elektroniikkajärjestelmien tilavuutta ja painoa. Etäjäähdytyksen käyttö, jossa hakkeesta on johdettava lämpöä ilmaan, ei ole enää tehokasta.

Joten DARPA on alkanut kehittää ohjelmaa nimeltä "Intrachip Enhanced Cooling (ICECOOL)", joka pyrkii voittamaan etäjäähdytyksen rajoitukset. Ohjelma tutkii lämpenemisen tasoa sirujen sisällä käyttämällä tähän piitä. Virasto on sitoutunut todistamaan, että jäähdytys on yhtä tärkeä osa sirusuunnittelua kuin mikä tahansa muu komponentti. Projektissa oletetaan, että sisäinen jäähdytys asennetaan joko suoraan siruun tai sirujen väliseen mikrorakoon.

Menestyksekkäästi toteutettu projekti mahdollistaa itse sirun ja jäähdytysjärjestelmien tiheyden vähentämisen, mikä on erittäin tehokas uuden sukupolven elektronisten järjestelmien luomisessa.

Lämmönhallintatekniikat

Merkittävät parannukset tekniikassa ja järjestelmäintegraatiossa ovat johtaneet sotilasosaston virrankulutuksen merkittävään kasvuun. Tehonkulutustaso on kasvanut, kun sirujen koot ovat pienentyneet. Tämä aiheutti näiden järjestelmien ylikuumenemisen. Siksi DARPA käynnisti Thermal Management Technologies -ohjelman, joka tutkii ja optimoi uusia nanomateriaaleja lämmönpoistojärjestelmällä, joita on tarkoitus käyttää mikropiirien valmistuksessa. Ohjelmaa kehitetään viidellä pääalueella: mikroteknologiat lämmönvaihtimien jäähdyttämiseen, moduulien aktiivinen jäähdytys, mukautettu lämpöputkitekniikka, päivitetyt tehovahvistimet, lämpösähköiset jäähdyttimet.

Siten ohjelman päätoimien tavoitteena on kehittää ja luoda tehokkaita, kaksivaiheiseen jäähdytykseen perustuvia lämmönjakolaitteita, jotka korvaavat järjestelmissä tällä hetkellä käytetyt kupariseokset; lämmön jäähdytyksen tason lisääminen vähentämällä lämpövastusta; uusien materiaalien ja rakenteiden kehittäminen, jotka pystyvät vähentämään lämmitystä; lämpösähköisiä moduuleja käyttävien jäähdytystekniikoiden tutkimus.

Vallankumous sulautettujen tietojenkäsittelyteknologioiden tehokkuudesta

Suurin osa nykyisistä sotilastietojärjestelmistä on rajoitettu laskentatehon suhteen sähkötehon, koon ja painon rajoitusten sekä jäähdytysongelmien vuoksi. Tällaisella rajoituksella on merkittävä negatiivinen vaikutus sotilasosastojen operatiiviseen johtamiseen, koska esimerkiksi tiedustelu- ja tiedustelujärjestelmät keräävät enemmän tietoa kuin reaaliajassa voidaan käsitellä. Siksi käy ilmi, että älykkyys ei pysty tarjoamaan arvokasta tietoa, jota tarvitaan tiettynä aikana.

Nykyiset tietojenkäsittelyjärjestelmät pystyvät käsittelemään 1 gigatavua dataa sekunnissa, kun taas armeijan mukaan tarvitaan 75 kertaa enemmän. Mutta nykyaikaiset prosessorit ovat jo saavuttaneet maksiminsa tehon lisäämisessä lisäämättä energiankulutusta. DARPA Power Efficiency Revolution For Embedded Computing Technologies (PERFECT) -ohjelma on suunniteltu tarjoamaan tarvittava energiatehokkuus.

Ohjelma lisää tietojenkäsittelykapasiteettia 75-kertaiseksi. Tämän ohjelman toteuttaminen voisi mahdollistaa älypuhelimien, jotka kestävät viikkoja, tai kannettavia tietokoneita, jotka on ladattava niin usein kuin tankkaat autosi.

Kärkipohjainen nanovalmistus

Virasto käyttää paljon rahaa nanoteknologian kehittämiseen. Mutta huolimatta siitä, että niiden kehittämisen peruskonseptit tunnustetaan tarpeellisiksi, niiden massatuotannossa on edelleen ongelmia.

Kärkipohjaisen nanovalmistusohjelman tavoitteena on saada aikaan nanomateriaalien – nanolankojen, nanoputkien ja kvanttipisteiden – tuotannon laadunvalvonta, joka sisältää jokaisen tuotteen koon, suunnan ja sijainnin hallinnan. Ohjelma sisältää ohjauksen yhdistämisen innovatiivisiin teknologioihin, mikä luo korkeita lämpötiloja, nopeita virtauksia ja voimakkaita sähkömagneettisia kenttiä, jotka muistuttavat optista tekniikkaa.

Tällä hetkellä nanovalmistusprosessia on mahdotonta hallita. Viime vuosina tiettyjä tekniikoita on esitelty, mutta niissä kaikissa on merkittäviä haittoja. Joten esimerkiksi nanoputkien valmistuksessa on mahdollista hallita vain niiden kasvua, mutta ei niiden kokoa ja suuntausta. Kvanttipisteitä luotaessa on mahdotonta luoda suurta taulukkoa, jolla on korkea yhtenäisyys.

Jos projekti saadaan onnistuneesti päätökseen, sen tulokset ovat erittäin tärkeitä nanotuotteiden valmistuksen kannalta.

Integroitujen piirien eheys ja luotettavuus

Monet Yhdysvaltain puolustusministeriölle kehitetyistä elektronisista järjestelmistä perustuvat integroituihin piireihin. Samanaikaisesti sotilasosasto käyttää niitä erittäin huolellisesti ja huolehtii näiden järjestelmien eheydestä. Koska suurin osa mikrosiruista valmistetaan laittomissa tehtaissa globalisoituneilla markkinoilla, on olemassa vaara, että sotilasjärjestelmiin ostetut piirit eivät täytä vaatimuksia eivätkä siksi ole luotettavia.

DARPA pyrkii Integrity and Reliability of Integrated Circuits (IRIS) -ohjelman avulla kehittämään menetelmiä, joilla voidaan varmistaa kunkin sirun toiminta tuhoamatta sitä. Näihin menetelmiin kuuluvat syvän submikronin piirilaitteiden edistynyt tunnistus sekä laskennalliset menetelmät laitteiden välisen yhteyden määrittämiseksi.

Lisäksi ohjelma tarjoaa innovatiivisia menetelmiä laitemallinnukseen ja analyyttisiin prosesseihin, joilla pyritään määrittämään integroitujen piirien luotettavuus testaamalla pieni määrä näytteitä.

Leading Edge Access -ohjelma

Kuten edellä mainittiin, suurin osa Yhdysvalloissa käytetyistä siruista valmistetaan maan ulkopuolella. Tämä tilanne on amerikkalaisten mukaan tuhoisa. Ensinnäkin edistyneen teknologian saatavuuden puute edistää korkeasti koulutetun henkilöstön poistumista maasta. Toiseksi puolustusministeriöllä ei ole paljon luottamusta tällaisiin mikropiireihin.

Puolijohdeteknologian alan tutkimuksella on suuri merkitys teknologisen kehityksen käyttöönotolle ei vain kaupallisissa rakenteissa, vaan myös sotilasosastolla. Siksi virasto käynnisti uuden ohjelman nimeltä "Leading Edge Access Program", jonka tavoitteena on tarjota korkeakouluille, teollisuudelle ja valtion virastoille kehittynyttä sotilaallista puolijohdeteknologiaa. Kaikki tämä tehdään siinä toivossa, että siruvalmistus palaa nopeasti takaisin Amerikkaan.

Kehittyneen teknologian sovelluksiin kuuluvat analogisen tai integroidun sekasignaalin IC:n digitaalinen korvaaminen, integroitu sekasignaali-IC, joka ratkaisee A/D-muuntimien ja moniytimisprosessorien nopean ja alhaisen tehon ongelman. Tiettynä aikana sotilasosasto toimittaa virastolle uusia projekteja. Tärkeimmät valintakriteerit ovat suunnittelun uutuus, sotilaallisen sovelluksen mahdollisuus sekä mahdollisuudet työn tehokkuuden onnistuneeseen mobilisointiin.

Monipuolinen esteetön heterogeeninen

Yksi suurimmista ongelmista, joka tällä hetkellä estää tietotekniikan jatkokehitystä, on se, että niihin on tehtävä mikropiirejä eri materiaaleista. DARPA-toimisto kehittää toimintaansa Diverse Accessible Heterogeneous -ohjelmassa, jonka tarkoituksena on luoda uusi yksittäinen piialusta, jolle luodaan seuraavan sukupolven mikrosiruja. Siten kehittäjien mukaan heterogeenisen integroinnin pitäisi voittaa useita vakavia tiedonsiirtoprosessiin liittyviä ongelmia, määrittää heterogeenisten yhteyksien tiheys, luoda optimaalinen lämpötilajärjestelmä ja optimoida uusi alusta massatuotantoon.

Menestyksekkäästi kehitettynä heterogeenista alustaa voidaan käyttää sellaisilla aloilla kuin optoelektroniset mikropiirit, optiset anturijärjestelmät, optiset mielivaltaiset signaaligeneraattorit, moniaallonpituiset lämpökamerat, joissa on integroitu kuvankäsittely ja tiedonluku.

Ohjelman tulokset ovat tärkeitä myös siviilikäytössä, sillä universaalin alustan luominen auttaa tekemään tietokoneista nopeampia ja tehokkaampia.

Ubiquito High Performance Computing

Viraston kehityksen joukossa on ohjelma, joka lähestyy tietokonelaitteiden luomisprosessia melkein tyhjästä - "Ubiquitous High Performance Computing". Se on suunnattu sellaisten teknologioiden kehittämiseen ja kehittämiseen, jotka tarjoavat perustan alhaisen virrankulutuksen, suojan kyberhyökkäyksiltä ja paremman suorituskyvyn tietokoneiden luomiselle. Lisäksi ohjelma olettaa, että tällaisia ​​tietokoneita on paljon helpompi ohjelmoida, joten jopa vähän kokemusta omaavat asiantuntijat voivat tehdä sen.

Tällaiset tietokoneet ovat luotettavampia ja toimivat tehokkaammin parantamalla skaalautuvaa, erittäin ohjelmoitavaa järjestelmää. Sellaiset vakavat rakenteet kuin Massachusetts Institute of Technology, Intel, NVIDIA osallistuvat tähän projektiin. Voidaan siis väittää, että tämä ohjelma on yksi DARPAn kunnianhimoisimmista kehityshankkeista.

Lisäksi virasto työskentelee aktiivisesti integroitujen kolmiulotteisten piirien kehittämisessä. Tällä hetkellä mikropiirit ovat yksi mikroelektroniikan avainkohdista. Mutta kun mikropiirien koko pienenee jatkuvasti, nykyaikaiset puolijohdeteknologiat kohtaavat suuren määrän erityisiä ja perustavanlaatuisia ongelmia. Siksi puolijohteiden suuresta menestyksestä huolimatta kehittäjät etsivät uudentyyppisiä universaaleja mikropiirejä, joilla on paremmat suorituskykyominaisuudet.

Kolmiulotteisen integroidun piirin luominen avaa suuria mahdollisuuksia tietotekniikan nopeampaan ja tehokkaampaan kehittämiseen, koska kahden ulottuvuuden rajoitus ylitetään. Loppujen lopuksi kehitys on saavuttanut kehityspisteen, kun mikropiirit ovat niin monimutkaisia, että kaksiulotteisessa sirussa ei yksinkertaisesti ole paikkaa tarvittaville liitoksille.

Kolmiulotteisen mikropiirin luominen ja kaikki sen käytännön soveltamiseen liittyvät ongelmat mahdollistaa tekniikoiden kompaktimman.

Mikroteknologia paikannukseen, navigointiin ja ajoitukseen

Useimmissa sotilasnavigointilaitteissa oli vuosikymmeniä sisäänrakennettu Global Positioning System tai GPS. Siten monet asetyypit riippuvat sijaintitiedoista, liikesuunnasta, lentoajasta ja vastaavista järjestelmän lähettämistä tiedoista. Mutta tällainen riippuvuus voi aiheuttaa suuria ongelmia, koska signaalin vaikean vastaanoton tai häirinnän olosuhteissa aseet, jotka vaativat jatkuvaa viestintää järjestelmän kanssa, eivät toimi.

DARPA-toimisto aloitti Micro-technology for Positioning, Navigation and Timing (MICRO-PNT) -ohjelman kehittämisen, jonka ydin on luoda teknologioita, joiden avulla voit työskennellä offline-tilassa. Laitteen tärkeimmät ongelmat tässä vaiheessa ovat koko, paino ja teho. Onnistunut tutkimus mahdollistaa yhden laitteen luomisen, joka yhdistää kaikki tarvittavat laitteet: kiihtyvyysmittarit, kellot, kalibrointi, gyroskoopit. Mikroskooppisen kalibroinnin pitäisi tarjota tarkempi kohdistaminen kohteeseen sisäisen virheenkorjauksen vuoksi.

Vuonna 2010 aloitettiin tutkimus mikroteknologian kehittämisen alalla, joka liittyy korkean tarkkuuden kellojen ja inertiainstrumenttien luomiseen.

Ohjelman kehittämisen tavoitteena on ensisijaisesti lisätä inertia-anturien dynaamista aluetta, vähentää kellovirhettä ja kehittää mikrosiruja liikkeen sijainnin ja liikeradan määrittämiseen.

Jos ohjelma on toteutettu, kuvittele Google Maps metrossa.

Käytetyt materiaalit:
http://flot2017.com/posts/new/eti_20_voennyh_proektov__mogut_izmenit_privychnuju_nam_zhizn_foto
Kirjoittaja:
14 Kommentit
Mainos

Tilaa Telegram-kanavamme, säännöllisesti lisätietoja Ukrainan erikoisoperaatiosta, suuri määrä tietoa, videoita, jotain, mikä ei kuulu sivustolle: https://t.me/topwar_official

tiedot
Hyvä lukija, jotta voit jättää kommentteja julkaisuun, sinun on kirjaudu.
  1. snek
    snek 10. syyskuuta 2012 klo 09
    +2
    Vittu, kaikki on niin herkullista, kun monet silmät lepäävät.
  2. Kuitti
    Kuitti 10. syyskuuta 2012 klo 10
    +1
    Mielenkiintoinen artikkeli, kiitos!
  3. matvey.z
    matvey.z 10. syyskuuta 2012 klo 10
    +2
    Artikkeli: Lupaavimmat amerikkalaiset sotilasprojektit, joiden käyttö on mahdollista rauhallinen tarkoituksiin.
    Yritetään löytää kotitaloussovellus:
    *Pieni laserohjattu ase Excalibur?
    / aseen paino on 10 kertaa pienempi ... sitten Excalibur voidaan asentaa melkein mille tahansa sotilaalliselle alustalle vaarantamatta niitä taistella ominaisuudet/
    *Arkkitehtuuri korkean energian diodilaserjärjestelmälle?
    /Tällaiset järjestelmät ... päällä taktinen ilma-alus/
    ?
    Edelleen tekstistä voidaan päätellä, että Walter Hickey, Business Insider ei opiskellut hyvin koulussa
    "Nämä lämpöpatterit on yhdistettävä yhdeksi palkkiksi tehonsa menettämättä. Tämän periaatteen ansiosta energiankulutus vähenee merkittävästi."
    Tämä on saada tarvittava energia määränpäähän. Päinvastoin, 10 pienitehoista laseria antavat sinulle enemmän energiaa kuin yksi tehokas laser. tuollainen sana on olemassa.
    "tarkenna säde, mutta myös korjaa sen poikkeaman kulmaa kääntämättä itse antennia" "Ja koska aseen paino tulee olemaan 10 kertaa pienempi kuin nykyisillä lasereilla", se ei ole antenni
    mukautuva tai joustava linssi

    ja siitä, että säteilijöitä on 10, eikä yksikään paino ole 10 kertaa pienempi. Se on pienempi, jos muunnostehokkuus kasvaa, ja tätä he yrittävät saavuttaa HPSSL:llä (Joint High Power Solid State Laser)
    In Vivo Nanoplatforms
    "Nanokapseli on ontto pallomainen hiukkanen, jonka kuori on valmistettu fosfolipideistä tai polymeereistä. Tämän kapselin sisällä on pienimolekyylipainoinen aine."
    No, kuinka hän diagnosoi sairaudet?
    Jne
    1. professori
      professori 10. syyskuuta 2012 klo 13
      0
      tuollainen sana on olemassa

      On vielä yksi sana: "resonanssi" ja yhdistelmä "epälineaariset ilmiöt".
      1. matvey.z
        matvey.z 10. syyskuuta 2012 klo 23
        +1
        Lainaus: professori
        On vielä yksi

        Maailmassa on monia asioita.
        Mutta ei optinen resonaattori, ei
        Lainaus: professori
        "epälineaariset ilmiöt".
        ei liity 10 laserin pakkaukseen.
        Jokaiselle pakkauksen laserille = kyllä.
        1. gregor6549
          gregor6549 13. syyskuuta 2012 klo 15
          0
          Huomautan, että Valko-Venäjän puolustusteollisuuden tutkijat ja insinöörit kehittivät tekniikat mikroaaltopulssigeneraattoreiden ja optisen alueen lyhytaikaiseen (asynkroniseen) vaiheistukseen ja näiden alueiden vaiheistettujen aktiivisten ryhmien luomiseen tältä pohjalta. ja 60-luvun puolivälissä. Nämä ideat saivat hyväksynnän sellaiselta tutka-alan viranomaiselta kuin akateemikko Kobzarev, mutta .... oli hiljaa perseestä, koska. ei ollut sen yrityksen profiilin mukainen, jossa nämä asiantuntijat työskentelivät. Ja kaikki yritykset liittää idea muihin paikkoihin päättyivät mihinkään. Mutta nyt iloitsemme muiden ihmisten onnistumisista... vuosikymmeniä myöhemmin
          1. matvey.z
            matvey.z 15. syyskuuta 2012 klo 18
            0
            Kyllä, ehkä. Mutta mikä suhde tämä infa. Onko mukautuvat linssit?
            On toinenkin fyysinen periaate...
  4. Vain minä
    Vain minä 10. syyskuuta 2012 klo 11
    0
    Kun "päästät" samankaltaiseen projektiimme, monet keskeiset kohdat erottuvat
    - Rahaa antavat ottavat erittäin suuren osuuden tietyistä takaiskuista. Rahat myös katoavat, ja se on vain minun johdollani (Esimerkiksi olin mukana sähköavusteisessa turboahtimessa. Pääorganisaatiolla (VNIIZhT) oli jäljellä 5 miljoonaa ruplaa projektimme suojeluksesta. Kun osuuksemme tuli - 2.5 miljoonaa ruplaa - katosi toimitusjohtajan bonuksiin (keitetty Audi), kaupallinen - jonkinlainen ulkomainen auto, pomoni - osti jotain kotimaista.) Viitteeksi, projektin loppuun saattamisen kustannukset onnistuivat sitten syöttämään 200 tuhatta ruplaa.
    - On pikanttinen kysymys - kuka omistaa immateriaalioikeudet kehitykseen? Jos ne - joiden kautta saimme rahat - voi sanoa - jätkät ovat hyvin selviytyneet - he eivät oikeastaan ​​tee mitään - vaan ottavat leijonan osan ja sanelevat kaiken.
    - Toinen kysymys - kuka omistaa tekijän? Työskentely tällaisessa projektissa tapahtuu joskus vain silloin, kun suostut intellektuaalisen "mustan miehen" rooliin "valvojan isoisän" kanssa, joka vietti koko ikänsä viinassa ja babahissa ja nyt hän haluaa vakiinnuttaa cooliksi asiantuntija (muuten tällä yleisöllä on yleinen sairaus)
    1. professori
      professori 10. syyskuuta 2012 klo 13
      0
      - Rahaa antavat ottavat erittäin suuren osuuden tietyistä takaiskuista.

      Kuinka kääntää sana "palautus" englanniksi? vinkki
      - On pikanttinen kysymys - kuka omistaa immateriaalioikeudet kehitykseen?

      Ei ollenkaan kysymys. Tästä on määrätty rahoitussopimuksessa.
      - Toinen kysymys - kuka omistaa tekijän?

      Ja se on yksityiskohdissa.
  5. atos_kin
    atos_kin 10. syyskuuta 2012 klo 12
    0
    Usein tämän tyyppisissä artikkeleissa käytetään lausetta "... jonka teknologian on kehittänyt DARPA ...", mikä ei ole täysin totta. Tieteelliset organisaatiot kehittävät teknologioita ja DARPA toimii tutkimusasiakkaana, vaikka on syytä huomioida, että hyvä, älykäs asiakas. Potkettien kustannuksella, kuten asiakkaidemme kohdalla, en ole kuullut.
  6. APASUS
    APASUS 10. syyskuuta 2012 klo 20
    0
    Mutta australialaiset menivät toiseen suuntaan ja loivat Iron Stormin

    Iron Storm on australialainen yritys, joka kehittää sarjaa aseita, jotka ampuvat useita ammuksia. Moniammusiset aseet eroavat perinteisistä aseista siinä, että niissä ei ole liikkuvia osia. Sen sijaan, että Iron Storm lataa patruunan kammioon, se käyttää elektroniikkaa varmistaakseen laukaisujärjestyksen. Luodit ovat tiiviisti aseessa, ja jokainen niistä on räjähteiden ympäröimä; Tämän seurauksena ase voi ampua paljon nopeammin kuin perinteinen automaatti. Seuraava luoti tulee reikään ennen kuin edellinen on edes lähtenyt luoden ammusten pyörteen, jonka tulivoima ei juurikaan eroa tieteiskirjallisuuden taistelulaserista.
    1. gregor6549
      gregor6549 13. syyskuuta 2012 klo 14
      0
      Idea ei ollut huono, ja se sisältyi onnistuneesti metalliin, mutta tällaisille "ampujille", joiden tulinopeus oli jopa miljoona laukausta minuutissa, oli vain vähän vakavia ostajia, ja sen seurauksena Metal Storm on jo konkurssissa ja on elää viimeisiä päiviään. Ne, jotka ovat kiinnostuneita hänen luomistaan ​​järjestelmistä, käy osoitteessa http://www.metalstorm.com.

      Ja muutama sana sotilastekniikan rauhanomaisesta käytöstä rauhanomaisiin tarkoituksiin.

      Lännessä lähes kaikilla suurilla yksityisillä yrityksillä ja valtion organisaatioilla on ollut pitkään erikoistarjouksia. sotilaallisen teknologian kaupallistamisohjelmat, joiden puitteissa kaikkea merkittävää sotilaallista kehitystä arvioidaan alusta alkaen sen mahdollisuuden osalta, että sitä voidaan käyttää kokonaan tai osittain ei-sotilaallisilla alueilla. Kaikki tarvitsevat rahaa, mutta budjettivaroja ei aina ole saatavilla tai ne eivät riitä.

      Esimerkiksi useita vuosia sitten itse yritin käyttää BOFORS-SAAB:n (Ruotsi) alunperin sotilaallisiin tarkoituksiin kehittämää millimetriaaltopyyhkäisytutkaa liikenneparametrien valvonta- ja mittausjärjestelmissä teillä ja rautateillä. Tietysti ruotsalaisten oli investoitava rahaa tutkansa mukauttamiseen näihin tarkoituksiin. tutkatietojen ja ulkoisten liitäntöjen käsittelyalgoritmien viimeistelyssä, mutta siitä tuli kompakti tutka, jonka pohjalta sitten luotiin koko sarja erittäin hyviä siviilitutkoja erittäin edulliseen hintaan. Ja ruotsalaisten takana muut yritykset alkoivat valmistaa vastaavia tutkia, ei vain Ruotsissa.
  7. gridasov
    gridasov 18. syyskuuta 2012 klo 13
    0
    Kaikilla edellä mainituilla ja muilla hankkeilla on yksi fyysisten prosessien organisoinnin perusta. Ilman ymmärrystä ja tietämättä muutoksen syytä ja lämpötilan käsitettä on mahdotonta hallita sitä. Mikropiirien ja itse mikrosirun lämmitys on luontaista sen perustavanlaatuiseen epätäydellisyyteen. Lisäksi binääriprosessin periaate on tehoton ja tehoton. "Kylmien" monivektorisirujen teknologia, joissa on tilasuuntaiset moninapaiset liitännät, ratkaisee kaikki kiireelliset ongelmat. Lisäksi kyberterrorismin käsitteellä on olemassaolonsa perusta vasta silloin, kun käyttäjät saavuttavat kykynsä puuttua kehittäjien teknologiaan. Tiedon binäärikoodauksen välttäminen moninkertaistaa järjestelmän erittäin loogisen perustan yhdistelmien kapasiteetin. Siksi sitä ei tarvitse suojella. Sitä on vain mahdotonta avata. Tämä on todella digitaalinen linnoitus. Ei vain kelluvalla algoritmilla. Kuinka mahdotonta onkaan tietää, mitä ihminen ajattelee jokaisella uudella päättelyn hetkellä.
  8. ASFionov
    ASFionov 25. huhtikuuta 2015 klo 12
    0
    Kirjoittaja (oikeammin kääntäjä) ei yksinkertaisesti vaivautunut vähentämään, saati oikaisemaan, interlineaarista käännöstä ...