Projektet më premtuese ushtarake amerikane, përdorimi i të cilave është i mundur për qëllime paqësore
Për zhvillimin e pajisjeve teknologjike të forcave ushtarake dhe shkencës, çdo vit ndahen fonde miliona dollarëshe. Agjencia Kërkimore për Projektet e Avancuara të Mbrojtjes, e cila njihet më mirë me shkurtesën amerikane - DARPA, është e angazhuar në zhvillimet në këtë fushë. Thisshtë kjo agjenci që është autore e shpikjeve të tilla si Interneti, GPS dhe avionët vjedhës, të cilët kanë një rëndësi të madhe jo vetëm për ushtrinë, por edhe për civilët e zakonshëm.
Për momentin, agjencia po zhvillon një numër të konsiderueshëm të projekteve që gjithashtu mund të kenë një ndikim të rëndësishëm në njerëzimin, nëse vetëm ato lejohen në prodhimin industrial.
Aktualisht, DARPA i kushton vëmendje të madhe zhvillimit të sistemet lazer … Ndër programet e Agjencisë janë programet e mëposhtme: Excalibur, Architecture for Diode High Energy Laser System, Ultra Beam dhe Compact Mid-ultraviolet technology.
Armë e drejtuar me madhësi të vogël me lazer Excalibur
Ushtria është gjithmonë shumë e shqetësuar për përdorimin e armës së përsosur në një luftë urbane. Por për të pajisur avionët dhe dronët me armë lazer, është e nevojshme që dimensionet e tij të jenë mjaft kompakte dhe shumë më efikase sesa sistemet që ekzistojnë aktualisht dhe të cilat janë instaluar në platforma të mëdha. DARPA ka filluar zhvillimin e një sistemi kompakt dhe të fuqishëm të armëve lazer për përdorim në aeroplanë dhe avionë të tjerë.
Më parë, mënyra më e lehtë për të krijuar një lazer ishte përdorimi i kontejnerëve të mëdhenj të kimikateve aktive toksike. Në veçanti, një lazer i tillë është instaluar në Boeing-747, por përdorimi i një pajisjeje kaq të madhe si armë në një avion sulmues ose aeroplan luftarak është të paktën jopraktik.
Topi i ri lazer Excalibur është shumë më i lehtë dhe më kompakt. Skematikisht, kjo armë përbëhet nga një numër i madh lazerësh, të pavarur nga njëri -tjetri. Kështu, madhësia e emetuesve vetë mund të zvogëlohet. Këta emetues duhet të kombinohen në një rreze pa humbur fuqinë e saj. Falë këtij parimi, sasia e energjisë së konsumuar zvogëlohet ndjeshëm. Por topi gjithashtu ka disavantazhe të caktuara. Pra, në veçanti, ka një numër problemesh që lidhen me kombinimin e shumë rrezeve në një, të cilat do të kishin shkëlqim të lartë dhe divergjencë të ulët. Ndërhyrja, difraksioni dhe efektet e tjera jolineare janë pengesa për ta arritur këtë. Prandaj, për të rregulluar këtë problem, krijuesit përdorën një analog të antenës së grupit me faza, i cili përdoret në radarët modernë dhe bën të mundur jo vetëm përqendrimin e rrezes, por edhe korrigjimin e këndit të devijimit të tij pa rrotulluar antenën vetveten.
Deri në fund të vitit, agjencia premton të demonstrojë një prototip topi lazer me një kapacitet prej vetëm 3 kilovat. Por sistemi i përfunduar do të ketë një fuqi shumë më të madhe (rreth 100 kilovat). Kështu, mund të përdoret për sulme të sakta kundër objektivave ajrorë dhe tokësorë. Dhe meqenëse pesha e armës do të jetë 10 herë më pak se lazerët aktualisht ekzistues, Excalibur mund të instalohet në pothuajse çdo platformë ushtarake pa përkeqësuar karakteristikat e tyre luftarake.
Arkitekturë për Sistemin Laser të Diodës me Energji të Lartë
Programi tjetër i ri i agjencisë, Arkitektura për Sistemin Laser të Diodës me Energji të Lartë (ADHELs), i kushtohet kërkimit të gjatësisë së rrezeve të reja të lazerit në procesin e krijimit të një brezi të ri të lazerëve kompakt, me efikasitet të lartë dhe energji të lartë. Sisteme të tilla mund të integrohen në automjetet taktike ajrore, në veçanti, në dronët.
Programi ka për qëllim kryesisht zhvillimin e teknologjive për marrjen e rrezeve lazer me fuqi dhe shkëlqim të lartë, me një divergjencë rreze të ulët.
Programi është hartuar për 36 muaj dhe përbëhet nga dy faza. Në fazën e parë, është planifikuar të studiohet kombinimi i rrezeve spektrale dhe koherente. Faza e dytë është plotësisht e përqendruar në krijimin e një rrezeje spektrale me efikasitet dhe fuqi të lartë. Qëllimi përfundimtar i projektit është marrja e një strukture difraksioni për një sistem që do të funksionojë në valë të gjata lazer në shkallën e sistemeve të klasës HEL prej 100 kilovat.
Ultra rreze
Agjencia aktualisht po kryen disa projekte për përmirësimin e lazerit. Pra, një nga programet e tillë është "Ultra Beam", qëllimi i të cilit është krijimi i një lazeri me rrezatim gama. Në fazën e parë të zhvillimit, rezultate të caktuara tashmë janë arritur - lazerët me rreze X u krijuan në kushte laboratorike, në të cilat energjia e fotonit ishte 4.5 keV, gjë që dëshmon faktin se një lazer gama është një çështje e së ardhmes së afërt. Ky zhvillim është gjithashtu i një rëndësie civile, pasi lazerët gama kompakt mund të përdoren me efikasitet më të madh në terapinë me rrezatim dhe diagnostikimin.
Laseri unik në karakteristikat e tij me rreze X, teknologjia e të cilit u zhvillua nga DARPA, mund të kontribuojë në zhvillimin e burimeve kompakte laboratorike me shkëlqim të lartë të rrezatimit koherent, i cili, si rezultat, do të bëjë të mundur shfaqjen tre-dimensionale modele të qelizave të gjalla.
Ekzistojnë dy faza në programin UltraLuch. Në fazën e parë, u arrit një rritje e ngopjes së rrezeve X me 4.5 keV me një fuqi prej 10 mJ, dhe u vërtetua se këto rreze mund të transmetojnë impulse përmes objekteve të ngurta të errëta, për shembull, kontejnerët. Në fazën e dytë, është planifikuar të zhvillohet një fuqi më e madhe e një lazeri me rreze X për 36 muaj, për të diagnostikuar rrezet gama dhe për të vendosur parametrat e nevojshëm për amplifikimin e rrezatimit gama kur e përdorni atë në materiale të ngurta me një numër të madh të atomet.
Teknologji kompakte e ultraviolet
Ushtria duhet të jetë në gjendje të zbulojë dhe identifikojë armët kimike dhe biologjike që mund të jenë në arsenalin e armikut. Por metodat moderne të zbulimit janë të mëdha dhe të rënda, dhe ato gjithashtu kërkojnë shumë energji. Për të adresuar këto mangësi, DARPA filloi zhvillimin e një programi teknologjik Compact Mid-ultraviolet. Rezultatet, të cilat janë planifikuar të merren në kuadër të këtij programi, do të bëjnë zbulimin dhe identifikimin e armëve biologjike dhe kimike duke përdorur teknologjitë lazer më efektive. Aminoacidet dhe molekulat e tjera biologjike mund të zbulohen duke përdorur valë ultraviolet me gjatësi vale të mesme, kështu që këta elementë mund të identifikohen nëse përdoret ky lloj arme.
Teknologjitë lazer për zbulimin e NMP tashmë ekzistojnë brenda rrezeve ultravjollcë në lazer të mëdhenj, në veçanti, në KrF (248 nm). Lazerët e vegjël (Sistemi i Zbulimit të Pikave Biologjike) janë aktualisht në përdorim në nivelin e batalionit kimik. Por, siç u përmend më lart, të gjitha këto sisteme janë aq të shtrenjta dhe të mëdha, kështu që ato janë jashtëzakonisht të papërshtatshme për përdorim të gjerë. Prandaj, programi i propozuar nga agjencia do të paraqitet në dy drejtime kryesore: me orientim LED 250-275 nm dhe fuqi dalëse 100 mW, si dhe lazer me fuqi 10 mW dhe orientim 220-250 ni Pjesa kryesore e programit do të ketë për qëllim zgjidhjen e problemeve që lidhen me kufizimin e aranzhimit të një grupi nitridesh si gjysmëpërçues të valëve ultraviolet të mesme të shkurtra.
Zbatimi i këtij programi do të bëjë të mundur krijimin e pajisjeve kompakte që mund të zbulojnë ndotjen kimike dhe biologjike, për shembull, në ujë.
Programet premtuese të DARPA -s në fushën mjekësore … Këto përfshijnë projekte të agjencisë Dialysis-Like Therapeutics (DLT), InVivo Nanoplatforms, Living Foundries, Reliable Neural-Interface Technology.
Terapitë e ngjashme me dializën (DLT)
Infeksionet e shkaktuara nga bakteret janë shpesh rezultat i helmimit të gjakut (sepsë), nga i cili edhe një ushtar pak i plagosur mund të vdesë. Departamenti ushtarak amerikan është seriozisht i shqetësuar për këtë çështje, prandaj, udhëzohet të zhvillojë një teknologji të re për pastrimin e gjakut nga bakteret. DARPA ka filluar punën për zhvillimin e një projekti prej 10 milionë dollarësh. Qëllimi i tij kryesor është të krijojë një pajisje portative me të cilën do të ishte e mundur të hiqni gjakun e kontaminuar nga trupi, ta pastroni atë nga substancat e dëmshme duke përdorur filtra të veçantë, dhe pastaj të ktheni gjak tashmë të pastër në trup. Kjo pajisje është e ngjashme në funksion me dializën e veshkave.
Aktualisht, zhvillimi i sensorëve për substancat patogjene është duke u zhvilluar, të cilat do të ndalojnë toksinat virale dhe bakteriale. Për më tepër, teknologjitë për ndarjen e këtyre përbërësve nga gjaku janë duke u zhvilluar. Hapi tjetër duhet të jetë kryerja e një prove për të verifikuar efektivitetin e kësaj pajisjeje. Në fund të fundit, duhet të merret një makinë portative që do të kryejë një analizë të hollësishme të të gjithë vëllimit të gjakut në të njëjtën kohë, e cila do të lejojë zbulimin e shfaqjes së viruseve dhe toksinave në një fazë të hershme.
Një teknologji e tillë do të ketë një rëndësi të madhe për përdorim civil, sepse me ndihmën e saj do të jetë e mundur të shpëtohen qindra dhe mijëra jetë çdo vit.
Në Nanoplatformat Vivo
Të gjitha llojet e sëmundjeve kufizojnë gatishmërinë luftarake të ushtarëve dhe shkaktojnë kosto të konsiderueshme për departamentin ushtarak në kujdesin shëndetësor. Por aktualisht, teknologjitë ekzistuese për diagnostikimin e sëmundjeve janë kryesisht të shtrenjta dhe kërkojnë kohë. Prandaj, diagnoza dhe trajtimi i tyre më i shpejtë është i nevojshëm në një ushtri moderne.
DARPA ka filluar zhvillimin e një projekti tjetër premtues të quajtur "In Vivo Nanoplatforms". Thelbi i tij qëndron në krijimin e një klase të re të nanoprimcave të destinuara për shqisat uniforme dhe të sakta të trupit të njeriut, si dhe për trajtimin e llojeve të ndryshme të sëmundjeve infektive dhe anomalive fiziologjike.
Në fakt, programi ka për qëllim zhvillimin e një nanokapsule që do të sigurojë monitorim të vazhdueshëm të gjendjes së trupit të njeriut.
Një nanokapsulë është një grimcë sferike e zbrazët, guaska e së cilës është bërë nga fosfolipide ose polimere. Brenda kësaj kapsule është një substancë me peshë të ulët molekulare. Përveç kësaj, guaska mund të bëhet nga molekulat e ADN -së të organizuara në një mënyrë të caktuar, silikat kalciumi ose hidroksiapatit.
Përdorimi i nanoprimcave mund të sigurojë administrim të synuar të barnave ose konstrukteve gjenetike të një përbërjeje të caktuar (hormone ose enzima). Dhe për të dërguar nanokapsulën "në destinacionin e saj", guaska e saj do të pajiset me receptorë ose antigjene.
Programi u testua në Mars 2012. Pritet të miratohet për përdorim në vjeshtë.
Shkritore të gjalla
Inxhinieria moderne bazohet në zhvillime të mundimshme të veçanta dhe rezultatet merren vetëm pas provave dhe gabimeve të përsëritura. Dhe shumë shpesh, të punosh në një projekt nuk të lejon të fillosh të punosh në një tjetër. Si rezultat, dhjetëra vjet dhe qindra miliona dollarë janë ndarë për një projekt bioinxhinierie. Përmirësimi i teknologjive të bioinxhinierisë do të bëjë të mundur zgjidhjen e problemeve komplekse që aktualisht ose nuk kanë zgjidhje fare, ose kanë disa zgjidhje në të njëjtën kohë.
Programi i ri i fondacioneve të gjalla DARPA është krijuar për të krijuar një kuadër të ri biologjik për hartimin e sistemeve të ndërtimit të biologjisë njerëzore dhe për të zgjeruar kompleksitetin e tyre. Programi ka për qëllim zhvillimin e teknologjive dhe teknikave të reja që do të bëjnë të mundur zgjidhjen e problemeve të pazgjidhura më parë. Në veçanti, do të bëhet e mundur të përcaktohet predispozita gjenetike e një personi ndaj sëmundjeve të caktuara, të korrigjohen funksionet e qelizave dhe trupit në tërësi.
Nga njëra anë, mund të duket se teknologji të tilla nuk mund të krijohen, por vetë mundësia e prodhimit në masë të materialeve dhe ilaçeve të reja biologjike tingëllon joshëse.
Teknologji e besueshme e ndërfaqes nervore
Zhvillimi dhe hulumtimi i protezave nervore, në veçanti, implantet kokleare (veshët artificialë), vërtetuan se trupi i njeriut e percepton këtë material. Me ndihmën e protezave të tilla, funksionet e humbura u janë rikthyer shumë njerëzve. Megjithëse protezat që mund të ngjiten në sistemin nervor të njeriut janë shumë premtuese dhe të rëndësishme për Departamentin e Luftës, ekzistojnë dy pengesa kryesore dhe themelore që parandalojnë përdorimin e implanteve të tillë në një mjedis klinik. Të dy pengesat lidhen me saktësinë e transferimit të informacionit. Për shembull, një pajisje nervore portative miniaturë nuk është përshtatur për të marrë informacion të saktë nga qelizat nervore për shumë vite. Për më tepër, proteza të tilla nuk mund të përdorin sinjalet e marra dhe t'i kontrollojnë ato me shpejtësi të madhe.
Agjencia është e interesuar në zgjidhjen e këtyre dy problemeve në mënyrë që protezat të mund të vihen në përdorim klinik. Kështu, shërimi i ushtarëve të plagosur do të jetë më i shpejtë, respektivisht, ata do të jenë në gjendje të kthehen në shërbim shumë më shpejt.
Para së gjithash, programi ka për qëllim të kuptojë pse implantet nuk mund të shërbejnë me besueshmëri për disa vjet. Shtë planifikuar të bëhet hulumtim mbi parametrin e ndërveprimit midis sistemeve abiotike dhe biotike. Përveç kësaj, do të krijohet një sistem i ri që do të përfshijë informacion se si transmetohet informacioni nga qelizat nervore në proteza.
Mund të argumentohet se kjo teknologji do të ketë gjithashtu aplikime të gjera civile.
Programet e zhvilluara nga DARPA sistemet e mbikqyrjes.
Kosto e ulët Prodhimi i Imazheve Termike
Sistemi i shikimit termik ka shumë aplikime ushtarake. Por deri më tani, ky sistem është jashtëzakonisht i shtrenjtë, kështu që aplikimi i tij nuk është aq i madh sa është e nevojshme. DARPA ofron një program për të zhvilluar një imazhues termik me kosto efektive. Sipas garancive të zhvilluesve, është mjaft e mundur të integrohen imazhe të tilla termike në komunikues dhe telefona celularë. Zhvillimi u nda 13 milion dollarë. Për më tepër, përfundimi i projektit duhet të bëhet jo më vonë se tre vjet më vonë.
Kërkesat kryesore për imazhet termike të gjeneratës së re janë një çmim relativisht i ulët - rreth 500 dollarë. Për më tepër, zgjidhja e imazhit që rezulton duhet të jetë së paku 640 * 480 piksele, këndi i shikimit duhet të jetë 40 gradë ose më shumë, dhe konsumi i energjisë duhet të jetë më pak se 500 milivat.
Teknologjia e imazhit të ri termik bazohet në përdorimin e rrezatimit infra të kuqe, i cili ndihmon në dallimin e objekteve të ngrohta nga ato të ftohta në spektrin e ngjyrave. Kështu, ato mund të përdoren jo vetëm në kushte normale, por edhe në dukshmëri të dobët dhe gjatë natës.
Ato imazhe termike që ekzistojnë sot janë të mëdha dhe të shtrenjta. Gjithashtu duhet thënë se nëse kërkimi është i suksesshëm, atëherë rezultatet do të jenë në gjendje të përdorin jo vetëm organizatat ushtarake, por edhe ato civile. Kujtoni që zhvillime të tilla të DARPA si teknologjia hipertekstike dhe ndërfaqja grafike u krijuan gjithashtu fillimisht për qëllime ushtarake.
Arkitekturat e avancuara të gjera FOV për rindërtimin dhe shfrytëzimin e imazhit
Aftësia për të parë më larg, me qartësi më të madhe në të gjitha kushtet, është një nga faktorët për zhvillimin e suksesshëm të operacioneve luftarake. Ekziston nevoja për të rritur fushën e shikimit, aftësinë për të parë në mënyrë të barabartë gjatë ditës dhe gjatë natës, me kusht që kamera të mos jetë e shtrenjtë. Arsyeja kryesore për këtë nevojë qëndron në pajisjen e ushtarëve me mjete vizualizimi në dispozicion për të rritur efektivitetin e tyre luftarak, me fjalë të tjera, kamera fotografike dhe video. Prandaj, DARPA filloi programin Advanced Wide FOV Architectures For Image Reconstruction and Exploitation (AWARE), i cili është krijuar për të adresuar këto lloj problemesh.
Sistemi i ri i vizualizimit, i cili është planifikuar të merret si pjesë e zbatimit të këtij programi, do të jetë shumë kompakt dhe i lehtë. Supozon një rritje në fushën e shikimit, rezolucion të lartë dhe imazhe me cilësi të lartë në çdo kusht moti, ditë ose natë në një distancë të konsiderueshme. Ai kombinon mbi 150 kamera në një lente. Sistemi është krijuar për të krijuar imazhe me një rezolutë prej 10 deri në 50 gigapixel - kjo rezolutë tejkalon ndjeshëm gamën e dukshme për syrin e njeriut.
Sistemet e para të tilla do të jenë të dizajnuara për vendosje në objektet tokësore, ato do të rrisin distancën e shikimit, funksionueshmërinë, shikimin ditën dhe natën, do të krijojnë aftësinë për të kërkuar një objektiv dhe do të sigurojnë përdorimin e një grupi të madh të sensorëve.
Pajisjet e tilla kanë një rëndësi të madhe ushtarake, pasi ato mund të përdoren për qëllime të tilla si shënjestrimi, zbulimi dhe mbikëqyrja e vazhdueshme.
Në ditët e sotme, pothuajse çdo produkt ushtarak është i mbushur me komponentë elektronikë, mikrocirkuta, patate të skuqura, etj. Prandaj, mjaft programe DARPA kanë për qëllim zhvillimin dhe përmirësimin bazë përbërëse … Ndër programet e tilla janë sa vijon: Ftohja e zgjeruar brenda çipit; Integriteti dhe Besueshmëria e Qarqeve të Integruara; Revolucioni i Efiçencës së Fuqisë për Teknologjitë e Ndërtuara të Llogaritjes; Nanofabrikimi i bazuar në këshilla dhe të tjerë.
Ftohje e zgjeruar me Intrachip
Rritja e numrit të përbërësve në elektronikën moderne ka ngritur nivelin e ngrohjes dhe shpërndarjes së energjisë në lartësi të paparë. Në të njëjtën kohë, është ende e pamundur të kufizohet rritja e temperaturës pa rritur volumin dhe peshën e vetë sistemeve elektronike. Përdorimi i ftohjes në distancë, në të cilën nxehtësia duhet të kalojë nga patate të skuqura në ajër, nuk është më efektive.
Prandaj, DARPA filloi zhvillimin e një programi të quajtur ftohje e zgjeruar në brendësi (ICECOOL), e cila kërkon të kapërcejë kufizimet e ftohjes në distancë. Programi do të studiojë nivelin e ngrohjes brenda patate të skuqura duke përdorur silikon për këtë. Agjencia synon të provojë se ftohja është po aq e rëndësishme për dizajnin e çipit sa pjesa tjetër e përbërësve. Projekti supozon se ftohja e brendshme do të instalohet ose drejtpërdrejt në mikro qark, ose në mikro-hendekun midis patate të skuqura.
Nëse përfundon me sukses, projekti do të ofrojë një mundësi për të zvogëluar nivelin e densitetit të vetë çipit dhe sistemeve të ftohjes, të cilat do të jenë shumë efektive për krijimin e një brezi të ri të sistemeve elektronike.
Teknologjitë e Menaxhimit Termik
Përmirësime të rëndësishme në integrimin e teknologjisë dhe sistemit kanë çuar në një rritje të konsiderueshme të nivelit të konsumit të energjisë nga ushtria. Niveli i konsumit të energjisë është rritur ndërsa madhësia e mikroqarqeve është zvogëluar. Kjo bëri që këto sisteme të mbinxeheshin. Prandaj, DARPA filloi programin e Teknologjive të Menaxhimit Termik, i cili është i angazhuar në studimin dhe optimizimin e nanomaterialeve të reja me një sistem të ngrohjes, të cilat janë planifikuar të përdoren në prodhimin e mikroqarqeve. Programi po zhvillohet në pesë fusha kryesore: mikroteknologji për ftohjen e shkëmbyesve të nxehtësisë, ftohjen aktive të moduleve, teknologjinë e tubave të ngrohjes të përshtatur, përforcuesit e modernizuar të energjisë, ftohësit termoelektrik.
Kështu, përpjekjet kryesore të programit synojnë zhvillimin dhe krijimin e shpërndarësve të nxehtësisë me performancë të lartë bazuar në ftohjen dyfazore dhe zëvendësimin e tyre për lidhjet e bakrit, të cilat aktualisht përdoren në sisteme; rritja e nivelit të ftohjes termike duke zvogëluar rezistencën termike; zhvillimi i materialeve dhe strukturave të reja që mund të zvogëlojnë ngrohjen; studimi i teknologjive të ftohjes duke përdorur module termoelektrike.
Revolucioni i Efiçencës së Fuqisë Për Teknologjitë e Ndërtuara të Llogaritjes
Shumica e sistemeve aktuale të informacionit ushtarak kanë qenë të kufizuara në aspektin e fuqisë llogaritëse për shkak të kufizimeve në fuqinë elektrike, madhësinë dhe peshën dhe problemet e ftohjes. Ky kufizim ka një ndikim të rëndësishëm negativ në menaxhimin operacional të departamenteve ushtarake, sepse, për shembull, sistemet e inteligjencës dhe zbulimit mbledhin më shumë informacion sesa mund të përpunohen në kohë reale. Prandaj, rezulton se inteligjenca nuk është në gjendje të sigurojë të dhëna të vlefshme të kërkuara në një kohë të caktuar.
Sistemet ekzistuese të përpunimit të informacionit janë të afta të përpunojnë 1 gigabajt të dhëna në sekondë, ndërsa, sipas ushtrisë, nevojitet 75 herë më shumë. Por përpunuesit modernë tashmë kanë arritur maksimumin e tyre në procesin e rritjes së kapaciteteve pa rritur konsumin e energjisë. Revolucioni i DARPA -s për Efiçiencën e Fuqisë për Teknologjitë e Ndërtuara të Kompjuterizimit (PERFECT) është krijuar për të siguruar efikasitetin e energjisë që ju nevojitet.
Programi parashikon arritjen e një rritje të kapacitetit të përpunimit të informacionit me 75 herë. Zbatimi i këtij programi mund të bëjë të mundur krijimin e telefonave inteligjentë që mund të punojnë për javë të tëra, ose laptopë, bateria e të cilëve do të duhet të ngarkohet sa herë që mbush karburantin e makinës.
Nanofabrikimi i bazuar në këshilla
Agjencia shpenzon shumë për zhvillimin e nanoteknologjisë. Por, përkundër faktit se konceptet themelore në zhvillimin e tyre njihen si të nevojshme, ka ende probleme me prodhimin e tyre në masë.
Qëllimi i programit Nanofabrication të Bazuar në Këshillë është të vendos kontrollin mbi cilësinë e prodhimit të nanomaterialeve - nanotelët, nanotubat dhe pikat kuantike, i cili përfshin kontrollin mbi madhësinë, orientimin dhe pozicionin e secilit produkt. Programi përfshin kombinimin e kontrollit me teknologjitë novatore, duke krijuar kështu temperatura të larta, prurje me shpejtësi të lartë dhe fusha të fuqishme elektromagnetike të ngjashme me teknologjinë optike.
Aktualisht, është e pamundur të kontrollohet procesi i prodhimit nano. Disa teknika janë demonstruar vitet e fundit, por të gjitha kanë të meta të rëndësishme. Kështu, për shembull, në prodhimin e nanotubave, është e mundur të kontrollohet vetëm rritja e tyre, por jo madhësia dhe orientimi i tyre. Kur krijoni pika kuantike, është e pamundur të krijoni një grup të madh me homogjenitet të lartë.
Nëse projekti përfundon me sukses, rezultatet e tij do të jenë jashtëzakonisht të rëndësishme për prodhimin e nanoprodukteve.
Integriteti dhe Besueshmëria e Qarqeve të Integruara
Në zemër të shumë sistemeve elektronike që janë zhvilluar për Departamentin Amerikan të Mbrojtjes janë qarqet e integruara. Në të njëjtën kohë, departamenti ushtarak i përdor ato me kujdes ekstrem, duke u shqetësuar për integritetin e këtyre sistemeve. Meqenëse në kontekstin e globalizimit të tregut, shumica e mikroqarqeve prodhohen në ndërmarrje të paligjshme, ekziston rreziku që qarqet e blera për sistemet e departamentit ushtarak të mos plotësojnë specifikimet, dhe, në përputhje me rrethanat, nuk do të jenë të besueshme Me
DARPA, si pjesë e programit Integriteti dhe Besueshmëria e Qarqeve të Integruara (IRIS), kërkon të zhvillojë metoda që mund të verifikojnë funksionet e secilit çip pa e shkatërruar atë. Sistemi i këtyre metodave përfshin njohjen e avancuar të pajisjeve të qarkut të thellë submicron, si dhe metoda llogaritëse për përcaktimin e marrëdhënies midis pajisjeve.
Për më tepër, programi parashikon krijimin e metodave inovative për modelimin e pajisjeve dhe kryerjen e proceseve analitike që synojnë përcaktimin e besueshmërisë së qarqeve të integruara duke testuar një numër të vogël mostrash.
Programi kryesor i hyrjes në skaj
Siç u përmend më lart, shumica e patate të skuqura që përdoren në Shtetet e Bashkuara prodhohen jashtë vendit. Kjo gjendje, sipas mendimit të amerikanëve, është e dëmshme. Së pari, mungesa e aksesit në teknologjitë e përparuara kontribuon në daljen e personelit të kualifikuar nga vendi. Së dyti, Departamenti i Mbrojtjes nuk i beson shumë mikroqarqeve të tilla.
Hulumtimi në fushën e teknologjisë gjysmëpërçuese ka një rëndësi të madhe për futjen e zhvillimeve teknologjike jo vetëm në strukturat tregtare, por edhe në departamentin ushtarak. Prandaj, agjencia nisi një program të ri të quajtur Programi Drejtues i Aksesit, i cili synon t'u sigurojë universiteteve, industrisë dhe agjencive qeveritare teknologji të përparuar gjysmëpërçuese ushtarake. E gjithë kjo bëhet me shpresën e një rikthimi të hershëm të prodhimit të çipave në Amerikë.
Aplikimet e teknologjisë së avancuar përfshijnë zëvendësimin dixhital të qarqeve të integruara analoge ose me sinjal të përzier, qarqet e integruara ndihmëse të sinjalit të përzier, zgjidhje për problemin e shpejtësisë së lartë dhe fuqisë së ulët të konvertuesve analogë-dixhitalë dhe përpunuesve me shumë bërthama. Në një kohë të caktuar, departamenti ushtarak do t'i sigurojë agjencisë projekte të reja. Kriteret kryesore të përzgjedhjes do të jenë risia e dizajnit, mundësia e aplikimit në industrinë ushtarake, si dhe potenciali për mobilizimin e suksesshëm të efikasitetit operacional.
Heterogjene të arritshme të ndryshme
Një nga problemet kryesore që aktualisht pengojnë zhvillimin e mëtejshëm të teknologjisë kompjuterike është se mikroqarqet për to duhet të bëhen nga materiale të ndryshme. DARPA po zhvillon programin Heterogjen të arritshëm të larmishëm, qëllimi i të cilit është krijimi i një platforme të re të vetme silikoni mbi të cilën do të krijohen mikroçipet e gjeneratës së re. Kështu, sipas zhvilluesve, integrimi heterogjen duhet të kapërcejë një numër problemesh serioze që lidhen me procesin e transferimit të të dhënave, të përcaktojë densitetin e përbërjeve heterogjene, të krijojë regjimin optimal të temperaturës dhe të zgjedh platformën e re për prodhimin masiv.
Në rast të zhvillimit të suksesshëm, platforma heterogjene mund të përdoret në industri të tilla si mikroqarqet optoelektronike, sistemet e ndijimit optik, gjeneratorët optikë të sinjaleve arbitrare, imazhet termike me shumë valë me përpunimin e integruar të imazhit dhe leximin e informacionit.
Rezultatet e programit do të jenë të rëndësishme edhe për përdorim civil, pasi krijimi i një platforme universale do të ndihmojë që kompjuterat të punojnë më shpejt dhe në mënyrë më efikase.
Llogaritja e Përdorshme e Performancës së Lartë
Ndër zhvillimet e agjencisë, ekziston një program që i afrohet procesit të krijimit të pajisjeve kompjuterike praktikisht nga e para - "Llogaritja e Ubiquitous High Performance". Ai fokusohet në hartimin dhe zhvillimin e teknologjive që ofrojnë themelet për krijimin e kompjuterëve me konsum të ulët të energjisë, mbrojtje kundër sulmeve kibernetike dhe me performancë më të madhe. Për më tepër, programi supozon se kompjuterë të tillë do të jenë shumë më të lehtë sa i përket programimit, kështu që edhe specialistët me pak përvojë mund ta bëjnë këtë.
Këta kompjuterë do të jenë më të besueshëm dhe më efikas duke përmirësuar sisteme të shkallëzueshme, shumë të programueshme. Struktura të tilla serioze si Universiteti Teknologjik i Massachusetts, Intel, NVIDIA po marrin pjesë në këtë projekt. Kështu, mund të argumentohet se ky program është një nga zhvillimet më ambicioze të DARPA.
Për më tepër, agjencia po punon në mënyrë aktive në zhvillimin e mikroqarqeve të integruar 3D. Aktualisht, mikroqarqet janë një nga pikat kryesore të mikroelektronikës. Por përballë madhësive gjithnjë e në rënie të çipave, teknologjitë moderne të gjysmëpërçuesve përballen me shumë probleme specifike dhe themelore. Prandaj, pavarësisht suksesit të madh të gjysmëpërçuesve, zhvilluesit po kërkojnë lloje të reja të mikroqarqeve me qëllim të përgjithshëm që do të kenë performancë më të lartë.
Krijimi i një qarku të integruar tre-dimensional do të hapë mundësi të mëdha për një zhvillim më të shpejtë dhe më efikas të teknologjisë kompjuterike, pasi kufizimi i dy dimensioneve do të tejkalohet. Në fund të fundit, përparimi ka arritur në një pikë zhvillimi kur mikroqarqet janë aq komplekse saqë thjesht nuk ka vend për lidhjet e nevojshme në një çip dy-dimensional.
Krijimi i një mikroqarku tre-dimensional, me të gjitha problemet që lidhen me zbatimin e tij praktik, do të bëjë të mundur që teknologjitë të bëhen më kompakte.
Mikro-teknologji për pozicionimin, navigimin dhe kohën
Për shumë dekada, Sistemi Global i Pozicionimit, ose GPS, është ndërtuar në shumicën e pajisjeve të navigimit ushtarak. Kështu, shumë lloje të armëve varen nga të dhënat për vendndodhjen, drejtimin e udhëtimit, kohën e fluturimit dhe informacionet e ngjashme të transmetuara nga sistemi. Por një varësi e tillë mund të krijojë probleme të mëdha, pasi në kushtet e marrjes së vështirë ose bllokimit të një sinjali, armët që kërkojnë komunikim të vazhdueshëm me sistemin nuk do të funksionojnë.
DARPA ka filluar zhvillimin e programit Mikro-teknologji për pozicionimin, navigimin dhe kohën (MICRO-PNT), thelbi i së cilës është krijimi i teknologjive që ju lejojnë të punoni jashtë linje. Çështjet kryesore të pajisjeve në këtë fazë janë madhësia, pesha dhe fuqia. Hulumtimi i suksesshëm do të krijojë një pajisje të vetme që do të kombinojë të gjitha pajisjet e nevojshme: akselerometra, orë, kalibrim, xhiroskopë. Kalibrimi mikroskopik duhet të sigurojë një shënjestrim më të saktë me korrigjimin e gabimeve të brendshme.
Në vitin 2010, hulumtimi filloi në zhvillimin e mikroteknologjisë në lidhje me krijimin e orëve dhe instrumenteve inerciale me precizion të lartë.
Zhvillimi i programit ka për qëllim kryesisht rritjen e gamës dinamike të sensorëve inerciale, zvogëlimin e gabimit të orës, si dhe zhvillimin e mikroçipave për përcaktimin e pozicionit dhe trajektores së lëvizjes.
Nëse programi është duke u zbatuar, atëherë imagjinoni Google Maps në metro.
