Najbolj obetavni ameriški vojaški projekti, katerih uporaba je možna v miroljubne namene
Za razvoj tehnološke opreme vojaških sil in znanosti se letno namenijo večmilijonska sredstva. Raziskovalna agencija za napredne obrambne projekte, ki je bolj znana po ameriški okrajšavi - DARPA, se ukvarja z razvojem na tem področju. Prav ta agencija je avtorica izumov, kot so internet, GPS in prikrita letala, ki so zelo pomembna ne le za vojsko, ampak tudi za navadne civiliste.
Trenutno agencija razvija precejšnje število projektov, ki imajo lahko tudi pomemben vpliv na človeštvo, če jim le dovolijo industrijsko proizvodnjo.
Trenutno DARPA veliko pozornosti namenja razvoju laserski sistemi … Med programi Agencije so naslednji programi: Excalibur, Arhitektura za visokoenergijski laserski sistem z diodami, Ultra žarek in kompaktna tehnologija srednje ultravijolične svetlobe.
Laserska pištola majhne velikosti Excalibur
Vojska je vedno zelo zaskrbljena zaradi uporabe popolnega orožja v mestni vojni. Toda za opremljanje letal in brezpilotnih letal z laserskim orožjem je potrebno, da so njegove dimenzije dovolj kompaktne in veliko učinkovitejše od sistemov, ki trenutno obstajajo in so nameščeni na velikih platformah. DARPA je začela razvijati kompakten in zmogljiv sistem laserskega orožja za uporabo na letalih in drugih letalih.
Prej je bil najlažji način za izdelavo laserja uporaba velikih posod s strupenimi aktivnimi kemikalijami. Zlasti je tak laser nameščen na Boeing-747, vendar je uporaba tako velike naprave kot orožja na jurišnem letalu ali lovnem letalu vsaj nepraktična.
Novi laserski top Excalibur je veliko lažji in kompaktnejši. Shematsko to pištolo sestavlja veliko število laserjev, neodvisnih drug od drugega. Tako se lahko zmanjša velikost samih oddajnikov. Te oddajnike je treba združiti v en žarek, ne da bi pri tem izgubili moč. Zahvaljujoč temu načelu se količina porabljene energije znatno zmanjša. Toda top ima tudi določene pomanjkljivosti. Torej, zlasti obstajajo številne težave, povezane z združevanjem številnih žarkov v enega, ki bi imeli visoko svetlost in majhno razhajanje. Interferenca, difrakcija in drugi nelinearni učinki so ovire za to. Zato so ustvarjalci za odpravo te težave uporabili analogno anteno s fazno rešetko, ki se uporablja v sodobnih radarjih in omogoča ne samo fokusiranje žarka, temveč tudi popravljanje kota njegovega odklona brez vrtenja antene. samega sebe.
Do konca leta agencija obljublja, da bo predstavila prototip laserskega topa z zmogljivostjo le 3 kilovate. Toda dokončan sistem bo imel veliko večjo moč (približno 100 kilovatov). Tako se lahko uporablja za natančne napade na zračne in zemeljske cilje. Ker bo teža pištole 10 -krat manjša od trenutno obstoječih laserjev, je mogoče Excalibur namestiti na skoraj vsako vojaško platformo, ne da bi pri tem poslabšali njihove bojne lastnosti.
Arhitektura diodnega visokoenergetskega laserskega sistema
Drugi novi program agencije, Architecture for Diode High Energy Laser System (ADHELs), je namenjen raziskovanju novih dolžin laserskih žarkov v procesu ustvarjanja nove generacije kompaktnih, visoko učinkovitih in visokoenergetskih laserjev. Takšne sisteme je mogoče vgraditi v taktična letala v zraku, zlasti v brezpilotna letala.
Program je namenjen predvsem razvoju tehnologij za pridobivanje laserskih žarkov velike moči in svetlosti z majhno divergenco žarkov.
Program je zasnovan za 36 mesecev in je sestavljen iz dveh faz. Na prvi stopnji se načrtuje preučevanje spektralnega in koherentnega žarka. Druga stopnja je popolnoma osredotočena na ustvarjanje spektralnega žarka z visokim izkoristkom in močjo. Končni cilj projekta je pridobiti difrakcijsko strukturo za sistem, ki bo deloval pri dolgih laserskih valovih v obsegu sistemov razreda HEL 100 kilovatov.
Ultra žarek
Agencija trenutno izvaja več projektov za lasersko izboljšanje. Torej, eden od takih programov je "Ultra Beam", katerega namen je ustvariti laser z sevanjem gama žarkov. Na prvi stopnji razvoja so bili določeni rezultati že doseženi - v laboratorijskih pogojih so nastali rentgenski laserji, pri katerih je bila energija fotona 4,5 keV, kar dokazuje dejstvo, da je gama laser stvar bližnje prihodnosti. Ta razvoj je tudi civilnega pomena, saj se kompaktni gama laserji z večjo učinkovitostjo lahko uporabljajo pri radioterapiji in diagnostiki.
Edinstven po svojih značilnostih rentgenski laser, katerega tehnologijo je razvila DARPA, lahko prispeva k razvoju laboratorijskih kompaktnih virov z visoko svetlostjo koherentnega sevanja, kar bo posledično omogočilo prikaz tridimenzionalnega modeli živih celic.
Program UltraLuch vključuje dve stopnji. Na prvi stopnji je bilo doseženo povečanje nasičenosti rentgenskih žarkov za 4,5 keV z močjo 10 mJ in dokazano je, da lahko ti žarki prenašajo impulze skozi nepregledne trdne predmete, na primer posode. Na drugi stopnji je načrtovano, da se 36 mesecev razvije večja moč rentgenskega laserja, diagnosticira gama žarke in določijo potrebni parametri za ojačanje gama sevanja pri uporabi na trdnih materialih z velikim številom atomov.
Kompaktna tehnologija srednje ultravijolične svetlobe
Vojska mora biti sposobna odkriti in identificirati kemično in biološko orožje, ki je morda v sovražnikovem arzenalu. Toda sodobne metode odkrivanja so velike in težke ter zahtevajo tudi veliko energije. Da bi odpravili te pomanjkljivosti, je DARPA začela razvijati program kompaktne srednje ultravijolične tehnologije. Rezultati, ki jih načrtujemo v okviru tega programa, bodo odkrivanje in identifikacijo biološkega in kemičnega orožja z uporabo laserskih tehnologij naredili učinkovitejše. Aminokisline in druge biološke molekule je mogoče zaznati z ultravijoličnimi valovi srednje valovne dolžine, zato lahko te elemente prepoznamo, če uporabljamo to vrsto orožja.
Laserske tehnologije za odkrivanje NMP že obstajajo v ultravijoličnih žarkih v velikih laserjih, zlasti v KrF (248 nm). Mali laserji (sistem za zaznavanje biološke točke) se trenutno uporabljajo na ravni kemičnega bataljona. Toda, kot je navedeno zgoraj, so vsi ti sistemi tako dragi in veliki, zato so za široko uporabo izjemno neprijetni. Zato bo program, ki ga predlaga agencija, predstavljen v dveh glavnih smereh: z usmerjenostjo LED 250-275 nm in izhodno močjo 100 mW ter laserji z močjo 10 mW in orientacijo 220-250 ni. Glavni del programa bo namenjen reševanju težav, povezanih z omejevanjem razporeditve skupine nitridov kot polprevodnikov srednje kratkih ultravijoličnih valov.
Izvajanje tega programa bo omogočilo izdelavo kompaktnih naprav, ki lahko zaznajo kemično in biološko onesnaženje, na primer v vodi.
Obetavni programi DARPA v medicinsko področje … Mednje spadajo projekti agencije Dialyisis-Like Therapeutics (DLT), In Vivo nanoplatforms, Living Foundries, Zanesljiva tehnologija nevronskih vmesnikov.
Dializi podobna terapevtska zdravila (DLT)
Okužbe, ki jih povzročajo bakterije, so pogosto posledica zastrupitve s krvjo (sepse), zaradi katere lahko umre tudi rahlo ranjen vojak. Ameriški vojaški oddelek je resno zaskrbljen zaradi tega vprašanja, zato so mu naročili, naj razvije novo tehnologijo za čiščenje krvi iz bakterij. DARPA je začela razvojno delo na projektu vrednem 10 milijonov dolarjev. Njegov glavni cilj je ustvariti prenosno napravo, s katero bi bilo mogoče odstraniti onesnaženo kri iz telesa, jo očistiti škodljivih snovi s pomočjo posebnih filtrov, nato pa v telo vrniti že čisto kri. Ta naprava je po delovanju podobna ledvični dializi.
Trenutno poteka razvoj senzorjev za patogene snovi, ki bodo ustavili virusne in bakterijske toksine. Poleg tega se razvijajo tehnologije za ločevanje teh sestavin iz krvi. Naslednji korak bi moral biti preskus, da se preveri učinkovitost te naprave. Navsezadnje je treba dobiti prenosni stroj, ki bo naenkrat opravil podrobno analizo celotne količine krvi, kar bo omogočilo odkrivanje pojava virusov in toksinov v zgodnji fazi.
Takšna tehnologija bo imela velik pomen za civilno uporabo, saj bo z njeno pomočjo mogoče rešiti na stotine in tisoče življenj vsako leto.
In Vivo nanoplatforme
Vse vrste bolezni omejujejo bojno pripravljenost vojakov in povzročajo znatne stroške vojaškemu oddelku za zdravstveno varstvo. Toda trenutno so obstoječe tehnologije za diagnosticiranje bolezni večinoma drage in zamudne. Zato sta v sodobni vojski nujna njihova hitrejša diagnoza in zdravljenje.
DARPA je začela razvijati še en obetaven projekt, imenovan "In vivo nanoplatforms". Njegovo bistvo se skriva v oblikovanju novega razreda nanodelcev, namenjenih za enotno in natančno zaznavanje človeškega telesa, pa tudi za zdravljenje različnih vrst nalezljivih bolezni in fizioloških nepravilnosti.
Dejansko je program namenjen razvoju nanokapsule, ki bo zagotavljala stalno spremljanje stanja človeškega telesa.
Nanokapsula je votel sferičen delček, katerega lupina je narejena iz fosfolipidov ali polimerov. Znotraj te kapsule je snov z nizko molekulsko maso. Poleg tega je lupina lahko sestavljena iz molekul DNA, ki so na določen način organizirane, kalcijevega silikata ali hidroksiapatita.
Uporaba nanodelcev lahko zagotovi ciljno dajanje zdravil ali genetskih konstruktov določene sestave (hormonov ali encimov). Da bi nanokapsulo dostavili "do cilja", bo njena lupina opremljena z receptorji ali antigeni.
Program je bil preizkušen marca 2012. Predvidoma bo odobren za uporabo jeseni.
Žive livarne
Sodobni inženiring temelji na mukotrpnem posebnem razvoju, rezultati pa so doseženi šele po večkratnih poskusih in napakah. In zelo pogosto vam delo na enem projektu ne omogoča, da začnete delati na drugem. Posledično je za en projekt bioinženiringa namenjenih več deset let in stotine milijonov dolarjev. Izboljšanje tehnologij bioinženiringa bo omogočilo reševanje kompleksnih problemov, ki trenutno sploh nimajo rešitve ali pa imajo več rešitev hkrati.
Novi program Living Foundries DARPA je zasnovan tako, da ustvari nov biološki okvir za načrtovanje gradbenih sistemov človeške biologije in razširi njihovo kompleksnost. Program je namenjen razvoju novih tehnologij in tehnik, ki bodo omogočile reševanje prej nerešenih problemov. Zlasti bo mogoče določiti genetsko nagnjenost osebe k določenim boleznim, popraviti funkcije celic in telesa kot celote.
Po eni strani se morda zdi, da takšnih tehnologij ni mogoče ustvariti, a že sama možnost množične proizvodnje novih bioloških materialov in zdravil zveni mamljivo.
Zanesljiva tehnologija nevronskih vmesnikov
Razvoj in raziskave nevronskih protez, zlasti kohlearnih vsadkov (umetna ušesa), so dokazali, da človeško telo zazna ta material. S pomočjo takšnih protez so mnogim ljudem povrnili izgubljene funkcije. Čeprav so proteze, ki jih je mogoče pritrditi na človeški živčni sistem, zelo obetavne in pomembne za vojno ministrstvo, obstajata dve veliki in temeljni oviri, ki preprečujeta uporabo takšnih vsadkov v kliničnem okolju. Obe oviri sta povezani z natančnostjo prenosa informacij. Na primer, miniaturna prenosna nevronska naprava že vrsto let ni prilagojena za pridobivanje točnih informacij iz živčnih celic. Poleg tega takšne proteze ne morejo uporabljati prejetih signalov in jih nadzorovati z veliko hitrostjo.
Agencija je zainteresirana za rešitev teh dveh problemov, da bi lahko proteze dali v klinično uporabo. Tako bo okrevanje ranjenih vojakov hitrejše oziroma se bodo lahko veliko hitreje vrnili v službo.
Najprej je cilj programa razumeti, zakaj implantati ne morejo več let zanesljivo delovati. Načrtovana je raziskava parametra interakcije med abiotičnimi in biotskimi sistemi. Poleg tega bo ustvarjen nov sistem, ki bo vključeval informacije o tem, kako se informacije prenašajo iz živčnih celic na proteze.
Lahko trdimo, da bo imela ta tehnologija tudi obsežne civilne uporabe.
Razvojno usmerjeni programi DARPA nadzornih sistemov.
Nizkocenovno toplotno slikanje Proizvodnja
Sistem toplotnega vida ima veliko vojaških aplikacij. Toda do sedaj je ta sistem izjemno drag, zato njegova uporaba ni tako velika, kot je potrebno. DARPA ponuja program za razvoj stroškovno učinkovitega termovizorja. Po zagotovilih razvijalcev je povsem mogoče takšne toplotne posnetke vključiti v komunikatorje in mobilne telefone. Za razvoj je bilo namenjenih 13 milijonov dolarjev. Poleg tega naj bi bil projekt zaključen najkasneje tri leta pozneje.
Glavne zahteve za termovizijske naprave nove generacije so relativno nizka cena - približno 500 USD. Poleg tega mora biti ločljivost nastale slike najmanj 640 * 480 slikovnih pik, kot gledanja mora biti 40 stopinj ali več, poraba energije pa mora biti manjša od 500 milivatov.
Tehnologija novega termovizorja temelji na uporabi infrardečega sevanja, ki pomaga razlikovati tople od hladnih predmetov v barvnem spektru. Tako jih je mogoče uporabljati ne le v normalnih pogojih, ampak tudi pri slabi vidljivosti in ponoči.
Tisti toplotni odseki, ki obstajajo danes, so veliki in dragi. Povedati je treba tudi, da če bodo raziskave uspešne, bodo rezultati lahko uporabili ne le vojaške, ampak tudi civilne organizacije. Spomnite se, da so bili razvoj DARPA, kot sta tehnologija hiperteksta in grafični vmesnik, prvotno razvit tudi za vojaške namene.
Napredne široke arhitekture FOV za obnovo in uporabo slik
Sposobnost videti dlje in z večjo jasnostjo v vseh razmerah je eden od dejavnikov za uspešno vodenje bojnih operacij. Povečati je treba vidno polje, sposobnost videnja enako dobro podnevi in ponoči, če kamera ni draga. Glavni razlog za to potrebo je v tem, da vojakom na voljo razpoložljiva orodja za vizualizacijo za povečanje njihove bojne učinkovitosti, z drugimi besedami, foto in video kamere. Zato je DARPA uvedla program Advanced Wide FOV Architectures For Image Reconstruction and Exploitation (AWARE), ki je zasnovan za reševanje tovrstnih težav.
Novi sistem vizualizacije, ki ga nameravajo dobiti v okviru izvajanja tega programa, bo zelo kompakten in lahek. Predpostavlja povečanje vidnega polja, visoko ločljivost in visokokakovostne slike v vseh vremenskih razmerah, podnevi ali ponoči na precejšnji razdalji. Združuje več kot 150 fotoaparatov v enem objektivu. Sistem je zasnovan za ustvarjanje slik z ločljivostjo od 10 do 50 gigapikslov - ta ločljivost bistveno presega območje, ki ga vidi človeško oko.
Prvi takšni sistemi bodo zasnovani za namestitev na zemeljske objekte, povečali bodo vidno razdaljo, operativnost, dnevni in nočni vid, vzpostavili bodo možnost iskanja cilja in zagotovili uporabo velike skupine senzorjev.
Takšne naprave imajo velik vojaški pomen, saj se lahko uporabljajo za namene ciljanja, zaznavanja in stalnega nadzora.
Dandanes je skoraj vsak vojaški izdelek natrpan z elektronskimi komponentami, mikro vezji, čipi itd. Zato je precej programov DARPA namenjenih razvoju in izboljševanju sestavna osnova … Med takšnimi programi so naslednji: Intrachip Enhanced Cooling; Integriteta in zanesljivost integriranih vezij; Revolucija energetske učinkovitosti za vgrajene računalniške tehnologije; Nanofabrication na osnovi nasvetov in drugi.
Izboljšano hlajenje znotraj čip
Povečanje števila komponent v sodobni elektroniki je dvignilo raven ogrevanja in odvajanja energije na neslutene višine. Hkrati pa je še vedno nemogoče omejiti dvig temperature brez povečanja prostornine in teže samih elektronskih sistemov. Uporaba daljinskega hlajenja, pri katerem je treba toploto odvajati iz sekancev v zrak, ni več učinkovita.
Zato je DARPA začela razvijati program, imenovan Intrachip Enhanced Cooling (ICECOOL), ki skuša premagati omejitve daljinskega hlajenja. Program bo s pomočjo silicija preučil stopnjo ogrevanja čipov. Agencija želi dokazati, da je hlajenje pri oblikovanju čipa enako pomembno kot ostale komponente. Projekt predvideva, da bo notranje hlajenje nameščeno bodisi neposredno v mikro vezju bodisi v mikro režo med čipi.
Če bo projekt uspešno zaključen, bo priložnost za zmanjšanje gostote samega čipa in hladilnih sistemov, kar bo zelo učinkovito za ustvarjanje nove generacije elektronskih sistemov.
Tehnologije toplotnega upravljanja
Bistvene izboljšave tehnologije in sistemske integracije so privedle do občutnega povečanja ravni porabe energije s strani vojske. Raven porabe energije se je povečala, medtem ko se je velikost mikrovezja zmanjšala. To je povzročilo pregrevanje teh sistemov. Zato je DARPA uvedla program Thermal Management Technologies, ki se ukvarja s preučevanjem in optimizacijo novih nanomaterialov s sistemom hladilnika, ki jih nameravamo uporabiti pri proizvodnji mikrovezja. Program se razvija na petih glavnih področjih: mikrotehnologija za hlajenje toplotnih izmenjevalcev, aktivno hlajenje modulov, prilagojena tehnologija toplotnih cevi, posodobljeni ojačevalniki moči, termoelektrični hladilniki.
Tako so glavna prizadevanja programa namenjena razvoju in ustvarjanju visokozmogljivih razdelilnikov toplote na osnovi dvofaznega hlajenja in njihovi zamenjavi za bakrove zlitine, ki se trenutno uporabljajo v sistemih; povečanje stopnje toplotnega hlajenja z zmanjšanjem toplotnega upora; razvoj novih materialov in struktur, ki lahko zmanjšajo ogrevanje; preučevanje tehnologij hlajenja z uporabo termoelektričnih modulov.
Revolucija energetske učinkovitosti za vgrajene računalniške tehnologije
Večina sedanjih vojaških informacijskih sistemov je bila omejena glede računalniške moči zaradi omejitev električne energije, velikosti in teže ter težav s hlajenjem. Ta omejitev ima pomemben negativen vpliv na operativno vodenje vojaških oddelkov, saj na primer obveščevalni in izvidniški sistemi zbirajo več informacij, kot jih je mogoče obdelati v realnem času. Zato se izkaže, da inteligenca v določenem času ne more zagotoviti dragocenih podatkov.
Obstoječi sistemi za obdelavo informacij lahko obdelujejo 1 gigabajt podatkov na sekundo, medtem ko je po podatkih vojske potrebno 75 -krat več. Toda sodobni procesorji so že dosegli svoj maksimum v procesu povečevanja zmogljivosti brez povečanja porabe energije. Revolucija energetske učinkovitosti DARPA za vgrajene računalniške tehnologije (PERFECT) je zasnovana tako, da zagotavlja energijsko učinkovitost, ki jo potrebujete.
Program predvideva povečanje zmogljivosti obdelave informacij za 75 -krat. Izvajanje tega programa lahko omogoči ustvarjanje pametnih telefonov, ki lahko delujejo več tednov, ali prenosnih računalnikov, katerih baterijo bo treba polniti tako pogosto, kot boste v avto nalili gorivo.
Nanofabrikacija na osnovi konic
Agencija veliko porabi za razvoj nanotehnologije. Toda kljub dejstvu, da so osnovni koncepti pri njihovem razvoju priznani kot potrebni, še vedno obstajajo težave z njihovo množično proizvodnjo.
Cilj programa Nanofabrication na osnovi konic je vzpostaviti nadzor nad kakovostjo proizvodnje nanomaterialov - nanožic, nanocevk in kvantnih pik, kar vključuje nadzor nad velikostjo, orientacijo in položajem vsakega izdelka. Program vključuje združevanje nadzora z inovativnimi tehnologijami, s čimer se ustvarijo visoke temperature, hitri tokovi in močna elektromagnetna polja, podobna optični tehnologiji.
Trenutno je nemogoče nadzorovati proces nanoproizvodnje. V zadnjih letih so bile dokazane nekatere tehnike, vendar imajo vse pomembne pomanjkljivosti. Tako je na primer pri proizvodnji nanocevk mogoče nadzorovati le njihovo rast, ne pa tudi njihove velikosti in usmerjenosti. Pri ustvarjanju kvantnih pik ni mogoče ustvariti velike matrike z visoko homogenostjo.
Če bo projekt uspešno zaključen, bodo njegovi rezultati izjemno pomembni za proizvodnjo nanoproduktov.
Celovitost in zanesljivost integriranih vezij
V središču mnogih elektronskih sistemov, ki so bili razviti za obrambno ministrstvo ZDA, so integrirana vezja. Hkrati jih vojaško ministrstvo uporablja izjemno previdno in skrbi za celovitost teh sistemov. Ker je v času globalizacije trga večina mikrovezja izdelanih v nezakonitih podjetjih, obstaja nevarnost, da vezja, pridobljena za sisteme vojaškega oddelka, ne bodo ustrezala specifikacijam in zato ne bodo zanesljiva.
DARPA si v okviru programa Integriteta in zanesljivost integriranih vezij (IRIS) prizadeva razviti metode, ki lahko preverijo delovanje vsakega čipa, ne da bi ga uničile. Sistem teh metod vključuje napredno prepoznavanje naprav globoko submikronskega vezja, pa tudi računske metode za določanje razmerja med napravami.
Poleg tega program predvideva ustvarjanje inovativnih metod za modeliranje naprav in izvajanje analitičnih procesov, namenjenih ugotavljanju zanesljivosti integriranih vezij s preskušanjem majhnega števila vzorcev.
Program za vodilni robni dostop
Kot že omenjeno, je večina čipov, ki se uporabljajo v Združenih državah, proizvedena zunaj države. To stanje je po mnenju Američanov škodljivo. Prvič, pomanjkanje dostopa do naprednih tehnologij prispeva k odlivu visoko usposobljenega osebja iz države. Drugič, obrambno ministrstvo takšnim mikro vezjem ne zaupa preveč.
Raziskave na področju polprevodniške tehnologije so velikega pomena za uvajanje tehnološkega razvoja ne samo v komercialne strukture, ampak tudi na vojaški oddelek. Zato je agencija začela nov program, imenovan Leading Edge Access Program, katerega cilj je univerzam, industriji in vladnim agencijam zagotoviti napredno vojaško tehnologijo polprevodnikov. Vse to se naredi v upanju na zgodnjo vrnitev proizvodnje čipov nazaj v Ameriko.
Napredne tehnološke aplikacije vključujejo digitalno zamenjavo analognih ali mešanih signalnih integriranih vezij, pomožna integrirana vezja z mešanim signalom, rešitve problema visoke hitrosti in nizke moči analogno-digitalnih pretvornikov in večjedrnih procesorjev. Vojaški oddelek bo agenciji ob določenem času zagotovil nove projekte. Glavna merila za izbiro bodo novost zasnove, možnost uporabe v vojaški industriji, pa tudi potencial za uspešno mobilizacijo operativne učinkovitosti.
Raznoliko dostopno heterogeno
Eden glavnih problemov, ki trenutno ovirajo nadaljnji razvoj računalniške tehnologije, je, da morajo biti mikrovezja zanje izdelana iz različnih materialov. DARPA razvija raznolik dostopni heterogeni program, katerega cilj je ustvariti novo enotno silicijevo platformo, na kateri bodo nastali mikročipi nove generacije. Tako bi po mnenju razvijalcev heterogena integracija morala premagati številne resne težave, povezane s postopkom prenosa podatkov, določiti gostoto heterogenih spojin, vzpostaviti optimalen temperaturni režim in optimizirati novo platformo za množično proizvodnjo.
V primeru uspešnega razvoja se lahko heterogena platforma uporablja v industrijah, kot so optoelektronska mikro vezja, optični senzorski sistemi, optični generatorji poljubnih signalov, večvalni termovizorji z integrirano obdelavo slik in branjem informacij.
Rezultati programa bodo pomembni tudi za civilno uporabo, saj bo vzpostavitev univerzalne platforme pripomogla k hitrejšemu in učinkovitejšemu delovanju računalnikov.
Vseprisotno visokozmogljivo računalništvo
Med razvoji agencije obstaja program, ki se postopka ustvarjanja računalniške opreme približa praktično iz nič - "Vseprisotno visokozmogljivo računalništvo". Osredotoča se na oblikovanje in razvoj tehnologij, ki zagotavljajo temelje za ustvarjanje računalnikov z nizko porabo energije, zaščito pred kibernetskimi napadi in z večjo zmogljivostjo. Poleg tega program predvideva, da bodo takšni računalniki v smislu programiranja veliko lažji, tako da lahko to storijo tudi strokovnjaki z malo izkušnjami.
Ti računalniki bodo bolj zanesljivi in učinkovitejši z izboljšanjem prilagodljivih, visoko programabilnih sistemov. V tem projektu sodelujejo tako resne strukture, kot so Massachusetts Technological University, Intel, NVIDIA. Tako lahko trdimo, da je ta program eden najbolj ambicioznih dogodkov DARPA.
Poleg tega agencija aktivno dela na razvoju integriranih 3D mikrovezji. Trenutno so mikro vezja ena ključnih točk mikroelektronike. Toda zaradi vedno manjših velikosti čipov se sodobne polprevodniške tehnologije soočajo s številnimi posebnimi in temeljnimi težavami. Zato razvijalci kljub velikemu uspehu polprevodnikov iščejo nove vrste mikrovezji za splošno uporabo, ki bodo imeli višje zmogljivosti.
Ustvarjanje tridimenzionalnega integriranega vezja bo odprlo velike možnosti za hitrejši in učinkovitejši razvoj računalniške tehnologije, saj bo omejitev dveh dimenzij presežena. Konec koncev je napredek dosegel točko razvoja, ko so mikrovezja tako zapletena, da preprosto ni prostora za potrebne povezave na dvodimenzionalnem čipu.
Ustvarjanje tridimenzionalnega mikrovezja z vsemi težavami, povezanimi z njegovo praktično uporabo, bo omogočilo kompaktnejše tehnologije.
Mikrotehnologija za določanje položaja, navigacijo in merjenje časa
Že več desetletij je globalni sistem za določanje položaja ali GPS vgrajen v večino vojaške navigacijske opreme. Tako so številne vrste orožja odvisne od podatkov o lokaciji, smeri potovanja, času letenja in podobnih informacij, ki jih sistem prenaša. Toda takšna odvisnost lahko povzroči velike težave, saj v pogojih težkega sprejema ali zastoja signala orožje, ki zahteva stalno komunikacijo s sistemom, ne bo delovalo.
DARPA je začela razvoj programa Mikrotehnologija za določanje položaja, navigacijo in merjenje časa (MICRO-PNT), katerega bistvo je ustvariti tehnologije, ki vam omogočajo delo brez povezave. Ključna vprašanja napeljave na tej stopnji so velikost, teža in moč. Uspešne raziskave bodo ustvarile eno samo napravo, ki bo združevala vse potrebne naprave: merilnike pospeška, ure, kalibracijo, žiroskope. Mikroskopska kalibracija bi morala zagotoviti natančnejše ciljanje z notranjim popravkom napak.
Leta 2010 so se začele raziskave v razvoju mikrotehnologije, povezane z ustvarjanjem visoko natančnih ur in inercialnih instrumentov.
Razvoj programa je v prvi vrsti namenjen povečanju dinamičnega razpona inercialnih senzorjev, zmanjšanju urne napake, pa tudi razvoju mikročipov za določanje položaja in poti gibanja.
Če se program izvaja, si predstavljajte Google Zemljevide v podzemni železnici.
