Perspektyviausi Amerikos kariniai projektai, kuriuos galima panaudoti taikiems tikslams
Karinių pajėgų ir mokslo technologinei įrangai plėtoti kasmet skiriamos milijoninės lėšos. Išplėstinių gynybos projektų tyrimų agentūra, kuri geriau žinoma pagal amerikietišką santrumpą - DARPA, užsiima šios srities pokyčiais. Būtent ši agentūra yra tokių išradimų kaip internetas, GPS ir slapti lėktuvai, kurie yra labai svarbūs ne tik kariuomenei, bet ir paprastiems civiliams, autorius.
Šiuo metu agentūra kuria daug projektų, kurie taip pat gali turėti didelės įtakos žmonijai, jei tik jie bus leidžiami pramoninei gamybai.
Šiuo metu DARPA daug dėmesio skiria plėtrai lazerinės sistemos … Tarp Agentūros programų yra šios programos: „Excalibur“, „Architecture for Diode High Energy Laser System“, „Ultra Beam“ir „Compact Mid-ultraviolet“technologija.
Mažo dydžio lazerinis pistoletas „Excalibur“
Kariuomenei visada labai rūpi tobulaus ginklo panaudojimas miesto kare. Tačiau norint orlaivius ir bepiločius orlaivius aprūpinti lazeriniais ginklais, būtina, kad jų matmenys būtų pakankamai kompaktiški ir daug efektyvesni už sistemas, kurios šiuo metu egzistuoja ir yra sumontuotos didelėse platformose. DARPA pradėjo kurti kompaktišką ir galingą lazerinių ginklų sistemą, skirtą naudoti lėktuvuose ir kituose orlaiviuose.
Anksčiau lengviausias būdas sukurti lazerį buvo naudoti didelius konteinerius su toksiškomis veikliosiomis cheminėmis medžiagomis. Visų pirma toks lazeris yra sumontuotas „Boeing-747“, tačiau naudoti tokį didelį prietaisą kaip ginklą puolimo lėktuve ar naikintuve yra bent jau nepraktiška.
Naujoji „Excalibur“lazerinė patranka yra daug lengvesnė ir kompaktiškesnė. Schematiškai šis ginklas susideda iš daugybės lazerių, nepriklausomų vienas nuo kito. Taigi galima sumažinti pačių teršalų dydį. Šie spinduoliai turi būti sujungti į vieną spindulį, neprarandant galios. Dėl šio principo suvartojamos energijos kiekis žymiai sumažėja. Tačiau patranka turi ir tam tikrų trūkumų. Taigi, visų pirma, yra daugybė problemų, susijusių su daugelio spindulių sujungimu į vieną, kuris turėtų didelį ryškumą ir mažą skirtumą. Trukdžiai, difrakcija ir kiti netiesiniai efektai yra kliūtys tai pasiekti. Todėl, norėdami išspręsti šią problemą, kūrėjai naudojo fazinės matricos antenos analogą, kuris naudojamas šiuolaikiniuose radarais ir leidžia ne tik sufokusuoti spindulį, bet ir pataisyti jo įlinkio kampą nesukant antenos pats.
Iki metų pabaigos agentūra žada pademonstruoti lazerinės patrankos prototipą, kurio galia yra tik 3 kilovatai. Tačiau užbaigta sistema turės daug didesnę galią (apie 100 kilovatų). Taigi jis gali būti naudojamas tiksliam smūgiui prieš oro ir žemės taikinius. Ir kadangi ginklo svoris bus 10 kartų mažesnis nei šiuo metu esančių lazerių, „Excalibur“galima sumontuoti beveik bet kurioje karinėje platformoje, nepabloginant jų kovinių savybių.
Diodinės didelės energijos lazerinės sistemos architektūra
Kita agentūros nauja programa-„Architecture for Diode High Energy Laser System“(ADHEL)-skirta naujų lazerio spindulių ilgio tyrimams, kuriant naujos kartos kompaktiškus, didelio efektyvumo ir didelės energijos lazerius. Tokios sistemos gali būti integruotos į taktines orlaivių transporto priemones, ypač į bepiločius orlaivius.
Programa visų pirma skirta kurti technologijas, skirtas gauti didelės galios ir ryškumo lazerio spindulius, turinčius mažą spindulių skirtumą.
Programa skirta 36 mėnesiams ir susideda iš dviejų etapų. Pirmajame etape planuojama ištirti spektrinį ir nuoseklų spindulių derinimą. Antrasis etapas yra visiškai sutelktas į didelio efektyvumo ir galios spektrinio spindulio sukūrimą. Galutinis projekto tikslas yra gauti difrakcinę struktūrą sistemai, kuri veiks ilgomis lazerio bangomis pagal HEL kilpos sistemų 100 kilovatų skalę.
„Ultra Beam“
Agentūra šiuo metu vykdo kelis lazerio tobulinimo projektus. Taigi, viena iš tokių programų yra „Ultra Beam“, kurios tikslas yra sukurti lazerį su gama spinduliuote. Pirmajame vystymosi etape jau buvo pasiekti tam tikri rezultatai - laboratorijos sąlygomis buvo sukurti rentgeno spindulių lazeriai, kuriuose fotonų energija buvo 4,5 keV, o tai įrodo, kad gama lazeris yra artimiausios ateities reikalas. Ši plėtra taip pat yra labai svarbi piliečiams, nes kompaktiški gama lazeriai gali būti naudojami efektyviau spindulinėje terapijoje ir diagnostikoje.
Unikalus rentgeno spindulių lazeris, kurio technologiją sukūrė DARPA, gali padėti sukurti laboratorinius kompaktiškus šaltinius, pasižyminčius dideliu koherentinės spinduliuotės ryškumu, todėl bus galima rodyti trimatį gyvų ląstelių modeliai.
„UltraLuch“programoje yra du etapai. Pirmajame etape buvo padidintas rentgeno spindulių prisotinimas 4,5 keV, kurio galia 10 mJ, ir buvo įrodyta, kad šie spinduliai gali perduoti impulsus per nepermatomus kietus daiktus, pavyzdžiui, konteinerius. Antrame etape planuojama 36 mėnesius sukurti didesnę rentgeno spindulių lazerio galią, diagnozuoti gama spindulius ir nustatyti reikiamus parametrus gama spinduliuotei stiprinti, kai jis naudojamas ant kietojo kūno medžiagų, kuriose yra daug atomai.
Kompaktiška ultravioletinių spindulių technologija
Kariuomenė turi sugebėti aptikti ir identifikuoti cheminius ir biologinius ginklus, kurie gali būti priešo arsenale. Tačiau šiuolaikiniai aptikimo metodai yra dideli ir sunkūs, be to, jie reikalauja daug energijos. Siekdama pašalinti šiuos trūkumus, DARPA pradėjo kurti kompaktišką vidutinio ultravioletinių spindulių technologijos programą. Rezultatai, kuriuos planuojama gauti pagal šią programą, padės efektyviau aptikti ir identifikuoti biologinius ir cheminius ginklus naudojant lazerines technologijas. Aminorūgštis ir kitas biologines molekules galima aptikti naudojant vidutinio bangos ilgio ultravioletines bangas, todėl šiuos elementus galima atpažinti, jei naudojamas tokio tipo ginklas.
Lazerinės NMP aptikimo technologijos jau egzistuoja ultravioletinių spindulių viduje dideliuose lazeriuose, ypač KrF (248 nm). Šiuo metu chemijos bataliono lygiu naudojami maži lazeriai (biologinių taškų aptikimo sistema). Tačiau, kaip minėta aukščiau, visos šios sistemos yra tokios brangios ir didelės apimties, todėl plačiai jas naudoti yra itin nepatogu. Todėl agentūros siūloma programa bus pristatyta dviem pagrindinėmis kryptimis: su LED orientacija 250–275 nm ir išėjimo galia 100 mW, taip pat lazeriai, kurių galia 10 mW ir orientacija 220–250 ni. Pagrindinė programos dalis bus skirta problemoms, susijusioms su nitridų, kaip vidutinio trumpo ultravioletinių bangų puslaidininkių, išdėstymo apribojimu.
Įgyvendinus šią programą bus galima sukurti kompaktiškus prietaisus, galinčius aptikti cheminę ir biologinę taršą, pavyzdžiui, vandenyje.
Daug žadančios DARPA programos medicinos sritis … Tai apima į dializę panašios terapijos (DLT) agentūros, „In Vivo Nanoplatforms“, „Living Foundries“, „Trust Neural-Interface Technology“projektus.
Į dializę panašūs vaistai (DLT)
Bakterijų sukeltos infekcijos dažnai atsiranda dėl apsinuodijimo krauju (sepsio), nuo kurio gali mirti net šiek tiek sužeistas karys. Amerikos karinis departamentas yra labai susirūpinęs dėl šios problemos, todėl nurodė sukurti naują kraujo valymo nuo bakterijų technologiją. DARPA pradėjo kurti 10 milijonų dolerių vertės projektą. Pagrindinis jos tikslas - sukurti nešiojamąjį prietaisą, su kuriuo būtų galima iš organizmo pašalinti užterštą kraują, išvalyti jį nuo kenksmingų medžiagų naudojant specialius filtrus, o tada grąžinti į organizmą jau švarų kraują. Šis prietaisas savo funkcijomis panašus į inkstų dializę.
Šiuo metu kuriami patogeninių medžiagų jutikliai, kurie sustabdys virusinius ir bakterinius toksinus. Be to, kuriamos šių komponentų atskyrimo nuo kraujo technologijos. Kitas žingsnis turėtų būti atlikti bandymą, siekiant patikrinti šio prietaiso efektyvumą. Galų gale reikėtų įsigyti nešiojamą aparatą, kuris atliktų išsamią viso kraujo tūrio analizę vienu metu, o tai leis ankstyvoje stadijoje aptikti virusų ir toksinų atsiradimą.
Tokia technologija bus labai svarbi civiliniam naudojimui, nes jos pagalba kasmet bus galima išgelbėti šimtus ir tūkstančius gyvybių.
In vivo nanoplatformos
Visų rūšių ligos riboja karių pasirengimą kovai ir sukelia didelių išlaidų sveikatos priežiūros kariniam departamentui. Tačiau šiuo metu esamos ligų diagnozavimo technologijos dažniausiai yra brangios ir užima daug laiko. Todėl šiuolaikinėje armijoje būtina greičiau diagnozuoti ir gydyti.
DARPA pradėjo kurti dar vieną perspektyvų projektą pavadinimu „In Vivo nanoplatforms“. Jos esmė yra naujos nanodalelių klasės sukūrimas, skirtas vienodam ir tiksliam žmogaus kūno jutimui, taip pat įvairių rūšių infekcinių ligų ir fiziologinių sutrikimų gydymui.
Tiesą sakant, programa skirta sukurti nanokapsulę, kuri užtikrins nuolatinį žmogaus kūno būklės stebėjimą.
Nanokapsulė yra tuščiavidurė sferinė dalelė, kurios apvalkalas pagamintas iš fosfolipidų arba polimerų. Šios kapsulės viduje yra mažos molekulinės masės medžiaga. Be to, apvalkalas gali būti pagamintas iš tam tikru būdu organizuotų DNR molekulių, kalcio silikato arba hidroksiapatito.
Naudojant nanodaleles galima tikslingai skirti tam tikros sudėties vaistus ar genetines konstrukcijas (hormonus ar fermentus). Ir norint pristatyti nanokapsulę „į paskirties vietą“, jos apvalkale bus įrengti receptoriai arba antigenai.
Programa buvo išbandyta 2012 m. Kovo mėn. Tikimasi, kad jis bus patvirtintas naudoti rudenį.
Gyvos liejyklos
Šiuolaikinė inžinerija grindžiama kruopščiais specialiais pokyčiais, o rezultatai gaunami tik pakartotinai bandant ir suklydus. Ir labai dažnai darbas prie vieno projekto neleidžia pradėti dirbti prie kito. Dėl to vienam bioinžinerijos projektui skiriama dešimtys metų ir šimtai milijonų dolerių. Tobulinus bioinžinerijos technologijas, bus galima išspręsti sudėtingas problemas, kurios šiuo metu arba visai neturi sprendimo, arba turi keletą sprendimų vienu metu.
DARPA naujoji „Living Foundries“programa sukurta siekiant sukurti naują biologinę sistemą žmogaus biologijos pastatų sistemoms kurti ir išplėsti jų sudėtingumą. Programa skirta kurti naujas technologijas ir metodus, kurie leis išspręsti anksčiau neišspręstas problemas. Visų pirma, bus galima nustatyti žmogaus genetinį polinkį į tam tikras ligas, ištaisyti ląstelių ir viso organizmo funkcijas.
Viena vertus, gali atrodyti, kad tokių technologijų neįmanoma sukurti, tačiau pati masinės naujų biologinių medžiagų ir vaistų gamybos galimybė skamba viliojančiai.
Patikima neuronų sąsajos technologija
Kuriant ir tiriant nervinius protezus, ypač kochlearinius implantus (dirbtines ausis), buvo įrodyta, kad žmogaus kūnas suvokia šią medžiagą. Tokių protezų pagalba daugeliui žmonių buvo atkurtos prarastos funkcijos. Nors protezai, kuriuos galima pritvirtinti prie žmogaus nervų sistemos, yra labai perspektyvūs ir svarbūs Karo departamentui, yra dvi pagrindinės ir esminės kliūtys, trukdančios naudoti tokius implantus klinikinėje aplinkoje. Abi kliūtys yra susijusios su informacijos perdavimo tikslumu. Pavyzdžiui, miniatiūrinis nešiojamasis nervų prietaisas daugelį metų nebuvo pritaikytas gauti tikslią informaciją iš nervų ląstelių. Be to, tokie protezai negali naudoti gautų signalų ir valdyti juos dideliu greičiu.
Agentūra yra suinteresuota išspręsti šias dvi problemas, kad protezai galėtų būti pradėti naudoti klinikoje. Taigi sužeistų karių atsigavimas bus greitesnis, atitinkamai, jie galės daug greičiau grįžti į tarnybą.
Visų pirma, programa skirta suprasti, kodėl implantai negali patikimai tarnauti kelerius metus. Planuojama atlikti abiotinių ir biotinių sistemų sąveikos parametro tyrimus. Be to, bus sukurta nauja sistema, kuri apims informaciją apie tai, kaip informacija perduodama iš nervinių ląstelių į protezus.
Galima teigti, kad ši technologija taip pat bus plačiai pritaikyta civiliams tikslams.
DARPA į plėtrą orientuotos programos stebėjimo sistemos.
Pigių šiluminių vaizdų gamyba
Šiluminio matymo sistema turi daug karinių pritaikymų. Tačiau iki šiol ši sistema yra itin brangi, todėl jos taikymas nėra toks didelis, kaip reikia. DARPA siūlo programą, skirtą sukurti ekonomiškai efektyvų termovizorių. Remiantis kūrėjų garantijomis, visiškai įmanoma integruoti tokius termovizorius į komunikatorius ir mobiliuosius telefonus. Plėtrai buvo skirta 13 mln. Be to, projektas turėtų būti baigtas ne vėliau kaip po trejų metų.
Pagrindiniai reikalavimai naujos kartos termovizoriams yra palyginti maža kaina - apie 500 USD. Be to, gauto vaizdo skiriamoji geba turi būti ne mažesnė kaip 640 * 480 pikselių, žiūrėjimo kampas turi būti 40 ar daugiau laipsnių, o energijos suvartojimas turi būti mažesnis nei 500 milivatų.
Naujo termovizoriaus technologija pagrįsta infraraudonųjų spindulių naudojimu, kuris spalvų spektre padeda atskirti šiltus nuo šaltų objektų. Taigi jie gali būti naudojami ne tik įprastomis sąlygomis, bet ir esant blogam matomumui bei naktį.
Tie termovizoriai, kurie egzistuoja šiandien, yra dideli ir brangūs. Taip pat reikia pasakyti, kad jei tyrimas bus sėkmingas, jo rezultatuose galės būti naudojamos ne tik karinės, bet ir civilinės organizacijos. Prisiminkite, kad tokie DARPA kūriniai kaip hiperteksto technologija ir grafinė sąsaja taip pat iš pradžių buvo sukurti kariniams tikslams.
Pažangios plačios FOV architektūros, skirtos vaizdo atkūrimui ir išnaudojimui
Gebėjimas matyti toliau, aiškiau visomis sąlygomis, yra vienas iš sėkmingo kovos operacijų veiksnių. Būtina padidinti matymo lauką, galimybę vienodai gerai matyti dieną ir naktį, jei fotoaparatas nėra brangus. Pagrindinė šio poreikio priežastis yra aprūpinti karius turimomis vizualizacijos priemonėmis, kad padidėtų jų kovinis efektyvumas, kitaip tariant, foto ir vaizdo kameromis. Todėl DARPA pradėjo programą „Advanced Wide FOV Architecture For Image Reconstruction and Exploitation“(AWARE), kuri skirta spręsti tokias problemas.
Naujoji vizualizacijos sistema, kurią planuojama gauti įgyvendinant šią programą, bus labai kompaktiška ir lengva. Tai reiškia, kad padidėja matymo laukas, didelė raiška ir aukštos kokybės vaizdai bet kokiomis oro sąlygomis, dieną ar naktį dideliu atstumu. Viename objektyve yra daugiau nei 150 fotoaparatų. Sistema skirta kurti vaizdus, kurių skiriamoji geba yra nuo 10 iki 50 gigapikselių - ši skiriamoji geba žymiai viršija žmogaus akiai matomą diapazoną.
Pirmosios tokios sistemos bus skirtos dislokuoti ant žemės esančių objektų, jos padidins matymo atstumą, veikimą, matymą dieną ir naktį, įtvirtins galimybę ieškoti taikinio ir užtikrins didelės jutiklių grupės naudojimą.
Tokie prietaisai turi didelę karinę reikšmę, nes jie gali būti naudojami tokiems tikslams kaip taikymas, stebėjimas ir nuolatinis stebėjimas.
Šiais laikais beveik bet koks karinis gaminys yra prikimštas elektroninių komponentų, mikroschemų, lustų ir kt. Todėl gana daug DARPA programų yra skirtos plėtoti ir tobulinti komponentų bazė … Tarp tokių programų yra šios: Intrachip Enhanced Cooling; Integruotų grandynų vientisumas ir patikimumas; Įterptųjų kompiuterių technologijų energijos vartojimo efektyvumo revoliucija; Patarimu pagrįsta nanofabrikacija ir kt.
Intrachip patobulintas aušinimas
Padidėjęs komponentų skaičius šiuolaikinėje elektronikoje pakėlė šildymo ir galios išsklaidymo lygį iki neregėtų aukštumų. Tuo pačiu metu vis dar neįmanoma apriboti temperatūros kilimo nepadidinus pačių elektroninių sistemų tūrio ir svorio. Nuotolinio aušinimo naudojimas, kai šiluma turi būti perduodama iš drožlių į orą, nebėra veiksminga.
Todėl DARPA pradėjo kurti programą „Intrachip Enhanced Cooling“(ICECOOL), kuria siekiama įveikti nuotolinio aušinimo apribojimus. Programa išnagrinės kaitinimo lygį lustų viduje, naudodama silicį. Agentūra siekia įrodyti, kad aušinimas yra toks pat svarbus mikroschemos dizainui, kaip ir kiti komponentai. Projekte daroma prielaida, kad vidinis aušinimas bus sumontuotas arba tiesiai į mikroschemą, arba į mikro tarpą tarp lustų.
Sėkmingai užbaigtas projektas suteiks galimybę sumažinti paties lusto ir aušinimo sistemų tankio lygį, o tai bus labai efektyvu kuriant naujos kartos elektronines sistemas.
Šilumos valdymo technologijos
Žymiai patobulinus technologijas ir sistemų integraciją, kariuomenė gerokai padidino energijos suvartojimą. Energijos suvartojimo lygis padidėjo, o mikroschemų dydis sumažėjo. Tai sukėlė šių sistemų perkaitimą. Todėl DARPA pradėjo „Thermal Management Technologies“programą, kuri užsiima naujų nanomedžiagų su radiatoriaus sistema, kurias planuojama naudoti mikroschemų gamyboje, tyrimu ir optimizavimu. Programa plėtojama penkiose pagrindinėse srityse: mikrotechnologija šilumokaičiams aušinti, aktyvus modulių aušinimas, pritaikyta šilumos vamzdžių technologija, modernizuoti galios stiprintuvai, termoelektriniai aušintuvai.
Taigi pagrindinės programos pastangos yra skirtos sukurti ir sukurti didelio našumo šilumos skirstytuvus, pagrįstus dviejų fazių aušinimu ir jų pakeitimu vario lydiniams, kurie šiuo metu naudojami sistemose; šiluminio aušinimo lygio padidinimas sumažinant šiluminę varžą; naujų medžiagų ir konstrukcijų, galinčių sumažinti šildymą, kūrimas; aušinimo technologijų tyrimas naudojant termoelektrinius modulius.
Energijos vartojimo efektyvumo revoliucija įterptosioms kompiuterinėms technologijoms
Daugumos dabartinių karinių informacinių sistemų skaičiavimo galia buvo ribota dėl elektros energijos, dydžio ir svorio apribojimų bei aušinimo problemų. Šis apribojimas daro didelį neigiamą poveikį karinių departamentų operatyviniam valdymui, nes, pavyzdžiui, žvalgybos ir žvalgybos sistemos renka daugiau informacijos, nei gali būti apdorota realiu laiku. Todėl paaiškėja, kad žvalgyba nesugeba pateikti vertingų duomenų, reikalingų tam tikru metu.
Esamos informacijos apdorojimo sistemos gali apdoroti 1 gigabaitą duomenų per sekundę, o kariuomenės teigimu, reikia 75 kartų daugiau. Tačiau šiuolaikiniai procesoriai jau pasiekė maksimumą didindami pajėgumus, nedidindami energijos. DARPA programa „Power Efficiency Revolution for Embedded Computing Technologies“(PERFECT) sukurta taip, kad užtikrintų reikiamą energijos vartojimo efektyvumą.
Programa numato 75 kartus padidinti informacijos apdorojimo pajėgumus. Įdiegus šią programą, galima sukurti išmaniuosius telefonus, galinčius veikti kelias savaites, arba nešiojamuosius kompiuterius, kurių akumuliatorių reikės įkrauti taip dažnai, kaip pilant automobilį.
Patarimu pagrįsta nanofabrikacija
Agentūra daug išleidžia nanotechnologijų plėtrai. Tačiau nepaisant to, kad pagrindinės jų kūrimo koncepcijos yra pripažintos būtinomis, vis dar kyla problemų dėl jų masinės gamybos.
Patarimu pagrįstos nanofabrication programos tikslas yra nustatyti nanomedžiagų - nanovielių, nanovamzdelių ir kvantinių taškų - gamybos kokybės kontrolę, kuri apima kiekvieno gaminio dydžio, orientacijos ir padėties kontrolę. Programa apima valdymo derinimą su naujoviškomis technologijomis, taip sukuriant aukštą temperatūrą, greitus srautus ir galingus elektromagnetinius laukus, panašius į optines technologijas.
Šiuo metu neįmanoma kontroliuoti nano gamybos proceso. Pastaraisiais metais buvo demonstruojami tam tikri metodai, tačiau visi jie turi didelių trūkumų. Taigi, pavyzdžiui, gaminant nanovamzdelius, galima kontroliuoti tik jų augimą, bet ne jų dydį ir orientaciją. Kuriant kvantinius taškus, neįmanoma sukurti didelio masyvo su dideliu homogeniškumu.
Jei projektas bus sėkmingai užbaigtas, jo rezultatai bus nepaprastai svarbūs gaminant nanoproduktus.
Integruotų grandynų vientisumas ir patikimumas
Daugelio JAV gynybos departamentui sukurtų elektroninių sistemų pagrindas yra integriniai grandynai. Tuo pačiu metu karinis departamentas juos naudoja labai atsargiai, nerimaudamas dėl šių sistemų vientisumo. Kadangi rinkos globalizacijos kontekste dauguma mikroschemų gaminamos nelegaliose įmonėse, kyla pavojus, kad karinio departamento sistemoms įsigytos grandinės neatitiks specifikacijų ir atitinkamai nebus patikimos..
DARPA, kaip integruotų grandinių (IRIS) integralumo ir patikimumo programos dalis, siekia sukurti metodus, kurie galėtų patikrinti kiekvieno lusto funkcijas jo nesunaikinant. Šių metodų sistema apima pažangų giliųjų submikroninių grandinių įrenginių atpažinimą, taip pat skaičiavimo metodus, skirtus nustatyti ryšį tarp įrenginių.
Be to, programoje numatyta sukurti naujoviškus prietaisų modeliavimo ir analitinių procesų atlikimo metodus, kuriais siekiama nustatyti integruotų grandinių patikimumą, išbandant nedidelį mėginių skaičių.
Pagrindinė prieigos programa
Kaip minėta aukščiau, dauguma lustų, naudojamų JAV, yra gaminami už šalies ribų. Ši situacija, amerikiečių nuomone, yra pražūtinga. Pirma, prieigos prie pažangių technologijų trūkumas prisideda prie aukštos kvalifikacijos darbuotojų išvykimo iš šalies. Antra, Gynybos departamentas per daug nepasitiki tokiomis mikroschemomis.
Puslaidininkinių technologijų srities tyrimai yra labai svarbūs diegiant technologinius pokyčius ne tik komercinėse struktūrose, bet ir kariniame departamente. Todėl agentūra pradėjo naują programą, pavadintą „Leading Edge Access Program“, kurios tikslas - suteikti universitetams, pramonei ir vyriausybinėms agentūroms pažangias karines puslaidininkių technologijas. Visa tai daroma tikintis anksti grąžinti lustų gamybą atgal į Ameriką.
Pažangios technologijos apima skaitmeninį analoginių arba mišrių signalų integrinių grandynų pakeitimą, pagalbinius mišrių signalų integrinius grandynus, analoginio skaitmeninio keitiklio ir kelių branduolių procesorių spartos ir mažos galios problemos sprendimus. Tam tikru metu karinis departamentas pateiks agentūrai naujus projektus. Pagrindiniai atrankos kriterijai bus dizaino naujumas, galimybė pritaikyti karinėje pramonėje, taip pat galimybė sėkmingai mobilizuoti veiklos efektyvumą.
Įvairus prieinamas nevienalytis
Viena iš pagrindinių problemų, kurios šiuo metu trukdo tolesnei kompiuterinių technologijų plėtrai, yra ta, kad joms skirtos mikroschemos turi būti pagamintos iš įvairių medžiagų. DARPA kuria programą „Įvairios prieinamos nevienalytės programos“, kurios tikslas yra sukurti naują vieną silicio platformą, ant kurios bus sukurtos naujos kartos mikroschemos. Taigi, pasak kūrėjų, nevienalytė integracija turėtų įveikti daugybę rimtų problemų, susijusių su duomenų perdavimo procesu, nustatyti nevienalyčių junginių tankį, nustatyti optimalų temperatūros režimą ir optimizuoti naują masinės gamybos platformą.
Sėkmingos plėtros atveju heterogeniška platforma gali būti naudojama tokiose pramonės šakose kaip optoelektroninės mikroschemos, optinės jutimo sistemos, optiniai savavališkų signalų generatoriai, daugiabangiai termovizoriai su integruotu vaizdo apdorojimu ir informacijos skaitymu.
Programos rezultatai bus svarbūs ir civiliniam naudojimui, nes sukūrus universalią platformą, kompiuteriai veiks greičiau ir efektyviau.
Visur esantis didelio našumo skaičiavimas
Tarp agentūros kūrinių yra programa, kuri praktiškai nuo nulio priartėja prie kompiuterinės įrangos kūrimo proceso - „Visuotinis didelio našumo kompiuterija“. Jame pagrindinis dėmesys skiriamas technologijų kūrimui ir tobulinimui, kurios suteikia pagrindą kurti kompiuterius, kurių energijos suvartojimas mažas, apsauga nuo kibernetinių atakų ir geresnių rezultatų. Be to, programoje daroma prielaida, kad tokiems kompiuteriams programavimo požiūriu bus daug lengviau, todėl net ir mažai patirties turintys specialistai gali tai padaryti.
Šie kompiuteriai bus patikimesni ir efektyvesni tobulinant keičiamo dydžio, labai programuojamas sistemas. Šiame projekte dalyvauja tokios rimtos struktūros kaip Masačusetso technologijos universitetas, „Intel“, NVIDIA. Taigi galima teigti, kad ši programa yra viena ambicingiausių DARPA raidų.
Be to, agentūra aktyviai dirba kurdama integruotas 3D mikroschemas. Šiuo metu mikroschemos yra vienas iš pagrindinių mikroelektronikos taškų. Tačiau nuolat mažėjant mikroschemų dydžiui, šiuolaikinės puslaidininkių technologijos susiduria su daugybe specifinių ir esminių problemų. Todėl, nepaisant didelės puslaidininkių sėkmės, kūrėjai ieško naujų tipų bendrosios paskirties mikroschemų, kurių našumas būtų didesnis.
Sukūrus trimatį integruotą grandinę, atsiras puikių galimybių greičiau ir efektyviau plėtoti kompiuterių technologijas, nes bus įveiktas dviejų dimensijų apribojimas. Galų gale, pažanga pasiekė vystymosi tašką, kai mikroschemos yra tokios sudėtingos, kad tiesiog nėra vietos reikiamoms jungtims dvimatėje mikroschemoje.
Sukūrus trimatį mikroschemą su visomis problemomis, susijusiomis su jos praktiniu pritaikymu, bus galima technologijas padaryti kompaktiškesnes.
Mikro technologija, skirta padėties nustatymui, navigacijai ir laiko nustatymui
Daugelį dešimtmečių pasaulinė padėties nustatymo sistema arba GPS buvo integruota į daugumą karinės navigacijos įrangos. Taigi, daugelis ginklų rūšių priklauso nuo sistemos perduodamų duomenų apie vietą, kelionės kryptį, skrydžio laiką ir panašią informaciją. Tačiau tokia priklausomybė gali sukelti didelių problemų, nes sunkaus signalo priėmimo ar trukdymo sąlygomis ginklai, kuriems reikia nuolatinio ryšio su sistema, neveiks.
DARPA pradėjo kurti programą „Mikro-technologija, skirta padėties nustatymui, navigacijai ir laiko nustatymui“(MICRO-PNT), kurios esmė-kurti technologijas, leidžiančias dirbti neprisijungus. Pagrindinės tvirtinimo detalės šiame etape yra dydis, svoris ir galia. Sėkmingai atlikus tyrimus bus sukurtas vienas įrenginys, kuriame bus sujungti visi reikalingi prietaisai: akselerometrai, laikrodžiai, kalibravimas, giroskopai. Mikroskopinis kalibravimas turėtų suteikti tikslesnį taikymą ištaisant vidines klaidas.
2010 m. Pradėti mikrotechnologijų kūrimo tyrimai, susiję su didelio tikslumo laikrodžių ir inercinių prietaisų kūrimu.
Kuriant programą visų pirma siekiama padidinti inercinių jutiklių dinaminį diapazoną, sumažinti laikrodžio paklaidą, taip pat sukurti mikroschemas judėjimo padėčiai ir trajektorijai nustatyti.
Jei programa įgyvendinama, įsivaizduokite „Google“žemėlapius metro.
