Ameerika paljutõotavamad sõjalised projektid, mille kasutamine on võimalik rahumeelsetel eesmärkidel
Sõjavägede ja teaduse tehnoloogiliste seadmete arendamiseks eraldatakse igal aastal mitme miljoni dollari suuruseid vahendeid. Selle valdkonna arengutega tegeleb täiustatud kaitseprojektide uurimisagentuur, mida tuntakse paremini Ameerika lühendi DARPA järgi. Just see agentuur on selliste leiutiste autor nagu Internet, GPS ja varglennukid, millel on suur tähtsus mitte ainult sõjaväelaste, vaid ka tavaliste tsiviilisikute jaoks.
Hetkel töötab agentuur välja märkimisväärset arvu projekte, millel võib olla oluline mõju ka inimkonnale, kui ainult neid lubatakse tööstustoodangusse.
Praegu pöörab DARPA suurt tähelepanu selle arendamisele lasersüsteemid … Agentuuri programmide hulgas on järgmised programmid: Excalibur, Architecture for Diode High Energy Laser System, Ultra Beam ja Compact Mid-ultraviolett tehnoloogia.
Väikese suurusega laseriga juhitav relv Excalibur
Sõjavägi on alati väga mures täiusliku relva kasutamise pärast linnasõjas. Kuid lennukite ja droonide varustamiseks laserrelvadega on vaja, et selle mõõtmed oleksid piisavalt kompaktsed ja palju tõhusamad kui praegu olemasolevad ja suurtele platvormidele paigaldatud süsteemid. DARPA on alustanud kompaktse ja võimsa laserrelvasüsteemi väljatöötamist lennukites ja muudes lennukites kasutamiseks.
Varem oli lihtsaim viis laseri loomiseks kasutada suuri mahuteid toksiliste aktiivsete kemikaalidega. Eelkõige on selline laser paigaldatud Boeing-747-le, kuid nii suure seadme kasutamine relvana ründelennukil või hävituslennukil on vähemalt ebapraktiline.
Uus Excaliburi laserkahur on palju kergem ja kompaktsem. Skemaatiliselt koosneb see relv suurest hulgast üksteisest sõltumatutest laseritest. Seega saab heitjate endi suurust vähendada. Need kiirgurid tuleb ühendada üheks valgusvihuks, kaotamata oma võimsust. Tänu sellele põhimõttele väheneb tarbitud energia hulk märkimisväärselt. Kuid kahuril on ka teatud puudusi. Niisiis on eriti palju probleeme, mis on seotud paljude kiirte ühendamisega üheks, millel oleks suur heledus ja vähene erinevus. Häired, difraktsioon ja muud mittelineaarsed mõjud takistavad selle saavutamist. Seetõttu kasutasid loojad selle probleemi lahendamiseks faasitud massiivantenni analoogi, mida kasutatakse tänapäevastes radarites ja mis võimaldab mitte ainult kiiret fokuseerida, vaid ka selle läbipaindenurka korrigeerida ilma antenni pööramata. ise.
Aasta lõpuks lubab amet demonstreerida laserkahuri prototüüpi, mille võimsus on vaid 3 kilovatti. Kuid valminud süsteemil on palju suurem võimsus (umbes 100 kilovatti). Seega saab seda kasutada õhu ja maa sihtmärkide vastaste löökide jaoks. Ja kuna relva kaal on 10 korda väiksem kui praegu olemasolevatel laseritel, saab Excaliburi paigaldada peaaegu igale sõjalisele platvormile ilma nende lahinguomadusi halvendamata.
Dioodse suure energiaga lasersüsteemi arhitektuur
Agentuuri teine uus programm, Architecture for Diode High Energy Laser System (ADHEL), on pühendatud uute laserkiirte pikkuste uurimisele uue põlvkonna kompaktsete, suure tõhususega ja suure energiatarbega laserite loomisel. Selliseid süsteeme saab integreerida taktikalistele õhusõidukitele, eriti droonidele.
Programm on suunatud peamiselt tehnoloogiate väljatöötamisele suure võimsusega ja heledate laserkiirte saamiseks, millel on väike valgusvihk.
Programm on mõeldud 36 kuuks ja koosneb kahest etapist. Esimeses etapis on kavas uurida spektraalset ja sidusat valgusvihu kombineerimist. Teine etapp on täielikult keskendunud suure efektiivsuse ja võimsusega spektraalkiire loomisele. Projekti lõppeesmärk on saada difraktsioonistruktuur süsteemile, mis töötab 100-kilovatiste HEL-klassi süsteemide skaalal pikkadel laserlainetel.
Ultra Beam
Agentuur viib praegu läbi mitmeid laserparandusprojekte. Niisiis, üks sellistest programmidest on "Ultra Beam", mille eesmärk on luua gammakiirgusega laser. Arengu esimesel etapil on teatud tulemused juba saavutatud - laboritingimustes loodi röntgenlaserid, milles footoni energia oli 4,5 keV, mis tõestab tõsiasja, et gammalaser on lähituleviku küsimus. See areng on ka tsiviilse tähtsusega, kuna kompaktseid gammaseadmeid saab kiiritusravis ja diagnostikas kasutada tõhusamalt.
Ainulaadne röntgenikiirguslaser, mille tehnoloogia töötas välja DARPA, võib aidata kaasa laboratoorsete kompaktsete allikate väljatöötamisele, millel on suur koherentse kiirguse heledus, mis tänu sellele võimaldab kuvada kolmemõõtmelisi elusrakkude mudelid.
Programmis UltraLuch on kaks etappi. Esimeses etapis saavutati röntgenkiirte küllastumise suurenemine 4,5 keV võrra võimsusega 10 mJ ning tõestati, et need kiired suudavad impulsse edastada läbipaistmatute tahkete esemete, näiteks mahutite kaudu. Teises etapis on kavas arendada 36 kuu jooksul suuremat võimsust röntgenlaser, diagnoosida gammakiirgust ja kehtestada vajalikud parameetrid gammakiirguse võimendamiseks, kui seda kasutatakse tahkismaterjalidel, millel on suur hulk aatomid.
Kompaktne ultraviolettkiirguse tehnoloogia
Sõjavägi peab suutma avastada ja tuvastada keemia- ja bioloogilisi relvi, mis võivad olla vaenlase arsenalis. Kuid kaasaegsed avastamismeetodid on suured ja rasked ning nõuavad ka palju energiat. Nende puuduste kõrvaldamiseks alustas DARPA kompaktse keskmise ultraviolettkiirguse tehnoloogiaprogrammi väljatöötamist. Tulemused, mida kavatsetakse saada selle programmi raames, muudavad lasertehnoloogiaid kasutavate bioloogiliste ja keemiarelvade avastamise ja tuvastamise tõhusamaks. Aminohappeid ja muid bioloogilisi molekule saab tuvastada keskmise lainepikkusega ultraviolettlainete abil, seega saab neid elemente tuvastada, kui seda tüüpi relvi kasutatakse.
NMP tuvastamiseks kasutatavad lasertehnoloogiad on juba olemas suurte laserite ultraviolettkiirte sees, eriti KrF -is (248 nm). Väikesed laserid (Biological Point Detection System) on praegu kasutusel keemiapataljoni tasemel. Kuid nagu eespool märgitud, on kõik need süsteemid nii kallid ja suurte mõõtmetega, mistõttu on need laialt levinud äärmiselt ebamugavad. Seetõttu esitatakse agentuuri pakutud programm kahes põhisuunas: LED-i orientatsiooniga 250–275 nm ja väljundvõimsusega 100 mW, samuti laseritega, mille võimsus on 10 mW ja orientatsiooniga 220–250 ni. Programmi põhiosa eesmärk on lahendada probleemid, mis on seotud nitriidide rühma paigutamise piiramisega keskmise lühikese ultraviolettlaine pooljuhtidena.
Selle programmi rakendamine võimaldab luua kompaktseid seadmeid, mis suudavad näiteks vees avastada keemilist ja bioloogilist reostust.
DARPA paljutõotavad programmid aastal meditsiinivaldkond … Nende hulka kuuluvad dialüüsilaadsete teraapiate (DLT) agentuuri, In Vivo nanoplatformide, elusate valukodade ja usaldusväärse närviliidestehnoloogia projektid.
Dialüüsilaadsed ravimid (DLT)
Bakterite põhjustatud infektsioonid on sageli veremürgituse (sepsise) tagajärg, mille tagajärjel võib isegi kergelt haavatud sõdur surra. Ameerika sõjaväeosakond on selle teema pärast tõsiselt mures, seetõttu andis ta ülesandeks töötada välja uus tehnoloogia vere puhastamiseks bakteritest. DARPA on alustanud 10 miljoni dollari suuruse projekti arendustööd. Selle peamine eesmärk on luua kaasaskantav seade, mille abil oleks võimalik eemaldada kehast saastunud veri, puhastada see kahjulike ainete abil spetsiaalsete filtrite abil ja seejärel tagasi viia juba puhas veri kehasse. See seade on funktsionaalselt sarnane neerudialüüsiga.
Praegu on käimas patogeensete ainete andurite väljatöötamine, mis peatavad viiruste ja bakterite toksiinid. Lisaks töötatakse välja tehnoloogiad nende komponentide eraldamiseks verest. Järgmine samm peaks olema selle seadme tõhususe kontrollimiseks katse tegemine. Lõppkokkuvõttes tuleks hankida kaasaskantav masin, mis teostab üksikasjalikku analüüsi kogu veremahu kohta korraga, mis võimaldab tuvastada viiruste ja toksiinide ilmnemise varases staadiumis.
Selline tehnoloogia on tsiviilotstarbel suure tähtsusega, sest selle abiga on võimalik igal aastal päästa sadu ja tuhandeid elusid.
In vivo nanoplatvormid
Igasugused haigused piiravad sõdurite lahinguvalmidust ja põhjustavad sõjaväeosakonnale tervishoius märkimisväärseid kulutusi. Kuid praegu on olemasolevad haiguste diagnoosimise tehnoloogiad enamasti kallid ja aeganõudvad. Seetõttu on nende kiirem diagnoosimine ja ravi kaasaegses armees vajalik.
DARPA on alustanud veel ühe paljutõotava projekti "In Vivo Nanoplatforms" arendamist. Selle olemus seisneb uue nanoosakeste klassi loomises, mis on ette nähtud inimkeha ühtlaseks ja täpseks tunnetamiseks, samuti mitmesuguste nakkushaiguste ja füsioloogiliste kõrvalekallete raviks.
Tegelikult on programmi eesmärk välja töötada nanokapsel, mis võimaldab pidevalt jälgida inimkeha seisundit.
Nanokapsel on õõnes sfääriline osake, mille kest on valmistatud fosfolipiididest või polümeeridest. Selle kapsli sees on madala molekulmassiga aine. Lisaks võib kest olla valmistatud teatud viisil korraldatud DNA molekulidest, kaltsiumsilikaadist või hüdroksüapatiidist.
Nanoosakeste kasutamine võib pakkuda teatud koostise (hormoonid või ensüümid) ravimite või geneetiliste konstruktsioonide sihipärast manustamist. Nanokapsli "sihtkohta" toimetamiseks varustatakse selle kest retseptorite või antigeenidega.
Programmi testiti 2012. aasta märtsis. See loodetakse kasutamiseks heaks kiita sügisel.
Elavad valukojad
Kaasaegne inseneriteadus põhineb vaevalistel eriarengutel ja tulemused saadakse alles pärast korduvaid katse -eksituse meetodeid. Ja väga sageli ei võimalda ühe projekti kallal töötamine alustada teise projektiga. Selle tulemusel eraldatakse kümneid aastaid ja sadu miljoneid dollareid ühe biotehnoloogia projekti jaoks. Bioinseneritehnoloogiate täiustamine võimaldab lahendada keerukaid probleeme, millele praegu kas pole lahendust või millel on mitu lahendust korraga.
DARPA uue Living Foundries programmi eesmärk on luua uus bioloogiline raamistik inimese bioloogia ehitussüsteemide kujundamiseks ja laiendada nende keerukust. Programmi eesmärk on arendada uusi tehnoloogiaid ja tehnikaid, mis võimaldavad lahendada varem lahendamata probleeme. Eelkõige on võimalik kindlaks teha inimese geneetiline eelsoodumus teatud haigustele, parandada rakkude ja keha kui terviku funktsioone.
Ühest küljest võib tunduda, et selliseid tehnoloogiaid ei saa luua, kuid juba uute bioloogiliste materjalide ja ravimite masstootmise võimalus kõlab ahvatlevalt.
Usaldusväärne närviliidestehnoloogia
Närviproteeside, eriti košleaarimplantaatide (kunstkõrvad) väljatöötamine ja uurimine tõestas, et inimkeha tajub seda materjali. Selliste proteeside abil on paljudele inimestele taastatud kaotatud funktsioonid. Kuigi proteesid, mida saab inimese närvisüsteemi külge kinnitada, on sõjaosakonna jaoks väga paljulubavad ja olulised, on kaks peamist ja põhimõttelist takistust, mis takistavad selliste implantaatide kasutamist kliinilises keskkonnas. Mõlemad takistused on seotud teabe edastamise täpsusega. Näiteks ei ole miniatuurset kaasaskantavat närviseadet paljude aastate jooksul kohandatud närvirakkudest täpse teabe saamiseks. Lisaks ei saa sellised proteesid kasutada vastuvõetud signaale ja neid suurel kiirusel juhtida.
Amet on huvitatud nende kahe probleemi lahendamisest, et proteesid saaks kliiniliselt kasutusele võtta. Seega on haavatud sõdurite taastumine kiirem, vastavalt saavad nad teenistusse naasta palju kiiremini.
Esiteks on programmi eesmärk mõista, miks implantaadid ei saa mitu aastat usaldusväärselt teenida. Kavas on läbi viia uuringud abiootiliste ja biootiliste süsteemide vastastikmõju parameetri kohta. Lisaks luuakse uus süsteem, mis sisaldab teavet selle kohta, kuidas edastatakse teavet närvirakkudest proteesidesse.
Võib väita, et sellel tehnoloogial on ka ulatuslikud tsiviilrakendused.
DARPA arendamisele suunatud programmid järelevalvesüsteemid.
Odavate termopiltide tootmine
Termilise nägemise süsteemil on palju sõjalisi rakendusi. Kuid siiani on see süsteem äärmiselt kallis, seega pole selle rakendus nii suur kui vaja. DARPA pakub programmi kulutõhusa termokaamera väljatöötamiseks. Arendajate kinnituste kohaselt on täiesti võimalik integreerida selliseid termokaameraid kommunikaatoritesse ja mobiiltelefonidesse. Arenduseks eraldati 13 miljonit dollarit. Pealegi peaks projekti valmimine toimuma hiljemalt kolm aastat hiljem.
Uue põlvkonna termokaamera põhinõuded on suhteliselt madal hind - umbes 500 dollarit. Lisaks peab saadud pildi eraldusvõime olema vähemalt 640 * 480 pikslit, vaatenurk 40 kraadi või rohkem ja energiatarve alla 500 millivati.
Uue termokaamera tehnoloogia põhineb infrapunakiirguse kasutamisel, mis aitab värvispektris eristada sooja ja külma objekti. Seega saab neid kasutada mitte ainult normaalsetes tingimustes, vaid ka halva nähtavuse korral ja öösel.
Need termopildid, mis tänapäeval olemas on, on suured ja kallid. Samuti tuleb öelda, et kui teadusuuringud on edukad, saavad tulemused kasutada mitte ainult sõjalisi, vaid ka tsiviilorganisatsioone. Tuletame meelde, et sellised DARPA arendused nagu hüperteksti tehnoloogia ja graafiline liides töötati algselt välja ka sõjalistel eesmärkidel.
Täiustatud laiad FOV -arhitektuurid kujutise rekonstrueerimiseks ja kasutamiseks
Võime näha kaugemale, suurema selgusega kõigis tingimustes, on üks lahingutegevuse eduka läbiviimise tegureid. Vaja on suurendada vaatevälja, võimalust näha ühtviisi hästi nii päeval kui ka öösel, eeldusel, et kaamera pole kallis. Selle vajaduse peamine põhjus seisneb sõdurite varustamises olemasolevate visualiseerimisvahenditega, et suurendada nende lahingutõhusust, teisisõnu foto- ja videokaameraid. Seetõttu käivitas DARPA programmi Advanced Wide FOV Architecture For Image Reconstruction and Exploitation (AWARE), mis on mõeldud selliste probleemide lahendamiseks.
Uus visualiseerimissüsteem, mille kavatsetakse hankida selle programmi rakendamise raames, on väga kompaktne ja kerge. See eeldab vaatevälja suurenemist, kõrget eraldusvõimet ja kvaliteetseid pilte mis tahes ilmastikutingimustes, päeval või öösel märkimisväärsel kaugusel. See ühendab ühes objektiivis üle 150 kaamera. Süsteem on loodud 10–50 gigapikslise eraldusvõimega piltide loomiseks - see eraldusvõime ületab oluliselt inimsilmale nähtavat vahemikku.
Esimesed sellised süsteemid on mõeldud kasutamiseks maapinnal asuvatel objektidel, need suurendavad nägemiskaugust, töövõimet, päeva- ja öönägemist, loovad sihtmärgi otsimise võimaluse ja tagavad suure andurite rühma kasutamise.
Sellistel seadmetel on suur sõjaline tähtsus, kuna neid saab kasutada sellistel eesmärkidel nagu sihtimine, tuvastamine ja pidev jälgimine.
Tänapäeval on peaaegu iga sõjaväe toode täis elektroonilisi komponente, mikrolülitusi, kiipe jne. Seetõttu on üsna paljud DARPA programmid suunatud arendamisele ja täiustamisele komponendi alus … Selliste programmide hulgas on järgmised: Intrachip Enhanced Cooling; Integraallülituste terviklikkus ja töökindlus; Energiatõhususe revolutsioon sisseehitatud arvutitehnoloogiate jaoks; Näpunäidete baasil valmistatud nanofabrication jt.
Intrachip täiustatud jahutus
Kaasaegse elektroonika komponentide arvu suurenemine on tõstnud kütte ja võimsuse hajumise taseme enneolematutele kõrgustele. Samal ajal on endiselt võimatu piirata temperatuuri tõusu, suurendamata elektrooniliste süsteemide enda mahtu ja kaalu. Kaugjahutuse kasutamine, mille puhul soojus tuleb laastudest õhku juhtida, ei ole enam tõhus.
Seetõttu hakkas DARPA arendama programmi Intrachip Enhanced Cooling (ICECOOL), mille eesmärk on ületada kaugjahutuse piirangud. Programm uurib kuumutamise taset kiipide sees, kasutades selleks räni. Agentuuri eesmärk on tõestada, et jahutus on kiibi kujundamisel sama oluline kui ülejäänud komponendid. Projekt eeldab, et sisemine jahutus paigaldatakse kas otse mikroskeemi või kiipide vahele.
Kui projekt on edukalt lõpule viidud, annab see võimaluse vähendada kiibi enda ja jahutussüsteemide tihedust, mis on uue põlvkonna elektroonikasüsteemide loomisel väga tõhus.
Soojusjuhtimise tehnoloogiad
Tehnoloogia ja süsteemide integreerimise märkimisväärne paranemine on toonud kaasa sõjaväe energiatarbimise märkimisväärse tõusu. Elektritarbimise tase on suurenenud, samas kui mikrolülituste suurus on vähenenud. See põhjustas nende süsteemide ülekuumenemise. Seetõttu käivitas DARPA programmi Thermal Management Technologies, mis tegeleb uute jahutusradiaatorisüsteemiga nanomaterjalide uurimise ja optimeerimisega, mida kavatsetakse kasutada mikrolülituste tootmisel. Programm areneb viies põhivaldkonnas: mikrotehnoloogia soojusvahetite jahutamiseks, moodulite aktiivjahutus, kohandatud soojustorude tehnoloogia, moderniseeritud võimsusvõimendid, termoelektrilised jahutid.
Seega on programmi peamised jõupingutused suunatud kahefaasilisel jahutamisel põhinevate suure jõudlusega soojusjaoturite väljatöötamisele ja loomisele ning nende asendamisele vasesulamitega, mida praegu süsteemides kasutatakse; termilise jahutuse taseme tõstmine, vähendades soojustakistust; uute materjalide ja konstruktsioonide väljatöötamine, mis võivad kuumutamist vähendada; jahutustehnoloogiate uurimine termoelektriliste moodulite abil.
Energiatõhususe revolutsioon sisseehitatud arvutitehnoloogiate jaoks
Enamik praegustest sõjaväe infosüsteemidest on arvutivõimsuse osas piiratud elektrivõimsuse, suuruse ja kaalu ning jahutusprobleemide tõttu. Sellel piirangul on oluline negatiivne mõju sõjaväeosakondade operatiivjuhtimisele, sest näiteks luure- ja luuresüsteemid koguvad rohkem teavet, kui on võimalik reaalajas töödelda. Seetõttu selgub, et luureandmed ei suuda anda teatud ajahetkel nõutavaid väärtuslikke andmeid.
Olemasolevad infotöötlussüsteemid on võimelised töötlema 1 gigabaiti andmeid sekundis, samas kui sõjaväe sõnul on vaja 75 korda rohkem. Kuid kaasaegsed protsessorid on võimsuse suurendamise protsessis juba saavutanud oma maksimumi ilma energiatarbimist suurendamata. Programm DARPA Power Efficiency Revolution for Embedded Computing Technologies (PERFECT) on loodud selleks, et pakkuda vajalikku energiatõhusust.
Programm näeb ette teabe töötlemise võimekuse suurendamise 75 korda. Selle programmi rakendamine võimaldab luua nädalaid töötavaid nutitelefone või sülearvuteid, mille akut tuleb laadida nii tihti, kui autot tankite.
Vihjepõhine nanotööstus
Agentuur kulutab palju nanotehnoloogia arendamisele. Kuid hoolimata asjaolust, et nende väljatöötamise põhimõisteid peetakse vajalikuks, on nende masstootmisega endiselt probleeme.
Vihjepõhise nanotöötlusprogrammi eesmärk on kehtestada kontroll nanomaterjalide - nanojuhtmete, nanotorude ja kvantpunktide - tootmise kvaliteedi üle, mis hõlmab kontrolli iga toote suuruse, orientatsiooni ja asukoha üle. Programm hõlmab juhtimise kombineerimist uuenduslike tehnoloogiatega, luues seega kõrgeid temperatuure, kiireid vooge ja võimsaid elektromagnetvälju, mis sarnanevad optilisele tehnoloogiale.
Praegu on nanotootmisprotsessi kontrollimine võimatu. Teatud tehnikaid on viimastel aastatel demonstreeritud, kuid neil kõigil on olulisi puudusi. Nii on näiteks nanotorude tootmisel võimalik kontrollida ainult nende kasvu, kuid mitte nende suurust ja suunda. Kvantpunktide loomisel on võimatu luua suurt homogeensusega suurt massiivi.
Kui projekt on edukalt lõpule viidud, on selle tulemused nanotoodete tootmisel äärmiselt olulised.
Integraallülituste terviklikkus ja töökindlus
Paljude USA kaitseministeeriumi jaoks välja töötatud elektrooniliste süsteemide keskmes on integraallülitused. Samal ajal kasutab sõjaväeosakond neid äärmiselt ettevaatlikult, muretsedes nende süsteemide terviklikkuse pärast. Kuna turu globaliseerumise kontekstis toodetakse enamik mikrolülitusi ebaseaduslikes ettevõtetes, on oht, et sõjaväeosakonna süsteemide jaoks soetatud vooluahelad ei vasta spetsifikatsioonidele ega ole seetõttu usaldusväärsed..
DARPA püüab integreeritud vooluahelate (IRIS) terviklikkuse ja töökindluse osana välja töötada meetodeid, mis suudavad kontrollida iga kiibi funktsioone seda hävitamata. Nende meetodite süsteem hõlmab sügava submikronilise vooluahelaga seadmete täiustatud äratundmist, samuti arvutusmeetodeid seadmete vahelise suhte määramiseks.
Lisaks näeb programm ette uuenduslike meetodite loomise seadmete modelleerimiseks ja analüütiliste protsesside läbiviimiseks, mille eesmärk on integraallülituste töökindluse määramine väikese hulga proovide testimisega.
Juhtiva juurdepääsu programm
Nagu eespool mainitud, toodetakse enamik USA -s kasutatavaid kiipe väljaspool riiki. See olukord on ameeriklaste arvates kahjulik. Esiteks aitab kõrgtehnoloogiale juurdepääsu puudumine kaasa kõrgelt kvalifitseeritud personali väljavoolu riigist. Teiseks ei usalda kaitseministeerium selliseid mikroskeeme liiga palju.
Pooljuhttehnoloogia valdkonna teadustööl on suur tähtsus tehnoloogilise arengu juurutamisel mitte ainult kaubandusstruktuurides, vaid ka sõjaväeosakonnas. Seetõttu käivitas amet uue programmi Leading Edge Access Program, mille eesmärk on pakkuda ülikoolidele, tööstusele ja valitsusasutustele täiustatud sõjalist pooljuhttehnoloogiat. Seda kõike tehakse lootuses, et laastutootmine jõuab varsti tagasi Ameerikasse.
Arenenud tehnoloogiarakendused hõlmavad analoog- või segasignaaliga integreeritud vooluahelate digitaalset asendamist, sega-signaal-integraallülitusi, lahendusi analoog-digitaalmuundurite ja mitmetuumaliste protsessorite kiire ja väikese võimsuse probleemile. Teatud ajal pakub sõjaväeosakond agentuurile uusi projekte. Peamised valikukriteeriumid on disaini uudsus, sõjaväetööstuses rakendamise võimalus ning operatiivse tõhususe eduka mobiliseerimise potentsiaal.
Mitmekesine juurdepääsetav heterogeenne
Üks peamisi probleeme, mis praegu arvutitehnoloogia edasiarendamist takistavad, on see, et nende jaoks mõeldud mikrolülitused peavad olema valmistatud erinevatest materjalidest. DARPA arendab mitmekülgset juurdepääsetavat heterogeenset programmi, mille eesmärk on luua uus ühtne räni platvorm, millele luuakse uue põlvkonna mikrokiibid. Seega peaks arendajate sõnul heterogeenne integratsioon ületama mitmeid tõsiseid andmeedastusprotsessiga seotud probleeme, määrama heterogeensete ühendite tiheduse, kehtestama optimaalse temperatuurirežiimi ja optimeerima uue masstootmise platvormi.
Eduka arendamise korral saab heterogeenset platvormi kasutada sellistes tööstusharudes nagu optoelektroonilised mikroskeemid, optilised andurisüsteemid, suvaliste signaalide optilised generaatorid, integreeritud pilditöötluse ja teabe lugemisega mitmelainelised termopildistajad.
Programmi tulemused on olulised ka tsiviilotstarbeliseks kasutamiseks, kuna universaalse platvormi loomine aitab arvutitel kiiremini ja tõhusamalt töötada.
Üldlevinud suure jõudlusega andmetöötlus
Agentuuri arenduste hulgas on programm, mis läheneb praktiliselt nullist arvutiseadmete loomise protsessile - "Ubiquitous High Performance Computing". See keskendub selliste tehnoloogiate kavandamisele ja arendamisele, mis annavad aluse väikese energiatarbega arvutite loomiseks, kaitseks küberrünnakute eest ja suurema jõudlusega. Lisaks eeldab programm, et sellised arvutid on programmeerimise osas palju lihtsamad, nii et isegi väheste kogemustega spetsialistid saavad sellega hakkama.
Need arvutid on usaldusväärsemad ja tõhusamad, parandades skaleeritavaid ja programmeeritavaid süsteeme. Selles projektis osalevad sellised tõsised struktuurid nagu Massachusettsi Tehnikaülikool, Intel, NVIDIA. Seega võib väita, et see programm on DARPA üks ambitsioonikamaid arendusi.
Lisaks töötab agentuur aktiivselt integreeritud 3D -mikroskeemide väljatöötamisega. Praegu on mikrolülitused üks mikroelektroonika põhipunkte. Kuid üha väheneva kiibi suuruse ees seisavad kaasaegsed pooljuhttehnoloogiad silmitsi paljude spetsiifiliste ja põhiprobleemidega. Seega, hoolimata pooljuhtide suurest edust, otsivad arendajad uut tüüpi üldotstarbelisi mikroskeeme, millel on suurem jõudlus.
Kolmemõõtmelise integraallülituse loomine avab suurepäraseid võimalusi arvutitehnoloogia kiiremaks ja tõhusamaks arendamiseks, kuna kahe mõõtme piirang on ületatud. Lõppude lõpuks on areng jõudnud arengupunkti, kui mikrolülitused on nii keerulised, et kahemõõtmelisel kiibil pole lihtsalt ruumi vajalikeks ühendusteks.
Kolmemõõtmelise mikroskeemi loomine koos kõigi selle praktilise rakendamisega seotud probleemidega võimaldab muuta tehnoloogiaid kompaktsemaks.
Mikrotehnoloogia positsioneerimiseks, navigeerimiseks ja ajastamiseks
Globaalne positsioneerimissüsteem ehk GPS on paljude aastakümnete jooksul ehitatud enamikku sõjaväe navigatsiooniseadmetesse. Seega sõltuvad mitut tüüpi relvad asukoha, sõidusuuna, lennuaja ja muu süsteemi kaudu edastatava teabe kohta. Kuid selline sõltuvus võib tekitada suuri probleeme, kuna signaali raske vastuvõtmise või segamise tingimustes ei tööta relvad, mis nõuavad süsteemiga pidevat suhtlust.
DARPA on alustanud programmi MICRO-PNT (mikrotehnoloogia positsioneerimiseks, navigeerimiseks ja ajastamiseks) arendamist, mille põhiolemus on luua tehnoloogiaid, mis võimaldavad teil töötada võrguühenduseta. Selle etapi põhiküsimused on suurus, kaal ja võimsus. Edukas uurimistöö loob ühe seadme, mis ühendab kõik vajalikud seadmed: kiirendusmõõturid, kellad, kalibreerimine, güroskoobid. Mikroskoopiline kalibreerimine peaks tagama täpsema sihtimise sisemise veaparanduse abil.
2010. aastal alustati uurimistööd mikrotehnoloogia arendamisel, mis oli seotud ülitäpsete kellade ja inertsiaparaatide loomisega.
Programmi väljatöötamine on suunatud eelkõige inertsiandurite dünaamilise ulatuse suurendamisele, kellavea vähendamisele, samuti mikrokiipide väljatöötamisele liikumise asukoha ja trajektoori määramiseks.
Kui programmi rakendatakse, siis kujutage ette Google Mapsi metroos.
