Американың ең перспективалы әскери жобалары, оларды бейбіт мақсатта қолдануға болады
Әскери күштер мен ғылымның технологиялық жабдықталуын дамыту үшін жыл сайын миллиондаған қаржы бөлінеді. DARPA американдық аббревиатурасымен жақсы танымал, озық қорғаныс жобаларын зерттеу агенттігі осы саладағы әзірлемелермен айналысады. Дәл осы агенттік Интернет, GPS және жасырын ұшақтар сияқты өнертабыстардың авторы болып табылады, олар тек әскерилер үшін ғана емес, сонымен қатар қарапайым бейбіт тұрғындар үшін де маңызды.
Қазіргі уақытта агенттік өнеркәсіптік өндіріске рұқсат етілген жағдайда ғана адамзатқа елеулі әсер етуі мүмкін көптеген жобаларды әзірлеуде.
Қазіргі уақытта DARPA дамытуға үлкен көңіл бөледі лазерлік жүйелер … Агенттік бағдарламаларының ішінде келесі бағдарламалар бар: Excalibur, Архитектура диодтың жоғары энергиялы лазерлік жүйесі, Ultra Beam және Compact Mid-ультракүлгін технологиясы.
Шағын өлшемді лазерлік Excalibur мылтығы
Әскери адамдар қалалық соғыс кезінде мінсіз қаруды қолдануға үнемі алаңдайды. Ұшақтар мен дрондарды лазерлік қарумен жабдықтау үшін оның өлшемдері қазіргі уақытта бар және үлкен платформаларға орнатылған жүйелерге қарағанда жеткілікті ықшам және тиімді болуы қажет. DARPA ұшақтарда және басқа ұшақтарда қолдануға арналған ықшам және қуатты лазерлік қару жүйесін құруды бастады.
Бұрын лазерді құрудың ең оңай жолы улы активті химиялық заттардың үлкен контейнерлерін қолдану болды. Атап айтқанда, мұндай лазер Boeing-747-ге орнатылған, бірақ мұндай үлкен құрылғыны қару ретінде шабуылдау ұшағына немесе истребительдік ұшаққа қолдану кем дегенде практикалық емес.
Жаңа Excalibur лазерлік зеңбірек әлдеқайда жеңіл және жинақы. Схемалық түрде бұл тапанша бір -біріне тәуелсіз көптеген лазерлерден тұрады. Осылайша, эмитенттердің өздерін кішірейтуге болады. Бұл эмитенттер қуатын жоғалтпай, бір сәулеге біріктірілуі керек. Осы принциптің арқасында тұтынылатын энергия мөлшері айтарлықтай азаяды. Бірақ зеңбіректің белгілі бір кемшіліктері де бар. Сонымен, атап айтқанда, көптеген сәулелерді бір жарыққа біріктірумен байланысты көптеген проблемалар бар, олар жарықтығы жоғары және алшақтықты төмендетеді. Бұған жету үшін кедергі, дифракция және басқа да сызықтық емес әсерлер кедергі болып табылады. Сондықтан, бұл мәселені шешу үшін жасаушылар заманауи радарларда қолданылатын және сәулені фокустауға ғана емес, сонымен қатар антеннаны айналдырмай оның бұрылу бұрышын түзетуге мүмкіндік беретін фазалы антеннаның аналогын қолданды. өзі
Жыл соңына дейін агенттік қуаты небары 3 киловатт болатын лазерлік зеңбірек прототипін көрсетуге уәде береді. Бірақ аяқталған жүйе әлдеқайда жоғары қуатқа ие болады (шамамен 100 киловатт). Осылайша, оны әуе мен жердегі нысандарға дәл соққылар үшін қолдануға болады. Мылтықтың салмағы қазіргі лазерлерден 10 есе аз болатындықтан, Excalibur кез келген әскери платформаға олардың жауынгерлік сипаттамаларын нашарлатпай орнатуға болады.
Диодты жоғары энергиялы лазерлік жүйенің архитектурасы
Агенттіктің тағы бір жаңа бағдарламасы, Architecture for Diode High Energy Laser System (ADHELs), ықшам, тиімділігі жоғары, қуаты жоғары лазерлердің жаңа буынын құру процесінде лазер сәулелерінің жаңа ұзындығын зерттеуге арналған. Мұндай жүйелерді әуедегі тактикалық көліктерге, атап айтқанда, дрондарға біріктіруге болады.
Бағдарлама, ең алдымен, төмен сәулелік алшақтықпен, қуаты жоғары және жарықтық лазерлік сәулелерді алу технологиясын дамытуға бағытталған.
Бағдарлама 36 айға есептелген және екі кезеңнен тұрады. Бірінші кезеңде сәуленің спектрлік және когерентті комбинациясын зерттеу жоспарланып отыр. Екінші кезең толығымен жоғары тиімділік пен қуат спектрлік сәулесін құруға бағытталған. Жобаның түпкі мақсаты-100 киловатт HEL сыныпты жүйелер масштабында ұзын лазерлік толқындарда жұмыс істейтін жүйенің дифракциялық құрылымын алу.
Ультра сәуле
Қазіргі уақытта агенттік лазерлік жетілдіру бойынша бірнеше жобаларды жүзеге асыруда. Сонымен, осындай бағдарламалардың бірі-«Ultra Beam», оның мақсаты-гамма-сәулеленуімен лазер құру. Дамудың бірінші кезеңінде белгілі бір нәтижелерге қол жеткізілді - рентгендік лазерлер зертханалық жағдайда жасалды, онда фотон энергиясы 4,5 кэВ болды, бұл гамма -лазер жақын болашақтың мәселесі екенін дәлелдейді. Бұл әзірлеменің азаматтық маңызы да бар, өйткені ықшам гамма -лазерлерді сәулелік терапия мен диагностикада үлкен тиімділікпен қолдануға болады.
Технологиясы DARPA жасаған рентгендік лазердің бірегейлігі когерентті сәулеленудің жоғары жарықтығы бар зертханалық ықшам көздердің дамуына ықпал етеді, нәтижесінде үш өлшемді дисплейге мүмкіндік береді. тірі жасушалардың модельдері.
UltraLuch бағдарламасында екі кезең бар. Бірінші кезеңде қуаты 10 мДж болатын рентген сәулелерінің қанықтылығының 4,5 кэВ жоғарылауына қол жеткізілді және бұл сәулелер импульсті мөлдір емес қатты заттар, мысалы, контейнерлер арқылы өткізе алатыны дәлелденді. Екінші кезеңде 36 айға рентгендік лазердің жоғары қуатын әзірлеу, гамма-сәулелерді диагностикалау және гамма-сәулеленуді көп мөлшерде қатты денелі материалдарда қолдану кезінде күшейту үшін қажетті параметрлерді орнату жоспарлануда. атомдар.
Шағын орта ультракүлгін технологиясы
Әскер жаудың арсеналында болуы мүмкін химиялық және биологиялық қаруды анықтап, анықтай алуы керек. Бірақ анықтаудың заманауи әдістері үлкен және ауыр, сонымен қатар олар үлкен қуатты қажет етеді. Осы кемшіліктерді жою үшін, DARPA Compact Mid-ультракүлгін технологиялық бағдарламаны құруды бастады. Осы бағдарлама аясында алуға жоспарланған нәтижелер лазерлік технологияларды қолдана отырып биологиялық және химиялық қаруды анықтау мен идентификациялауды тиімдірек етеді. Амин қышқылдары мен басқа биологиялық молекулаларды орташа толқын ұзындығы ультракүлгін толқындардың көмегімен анықтауға болады, сондықтан қарудың бұл түрі қолданылған жағдайда бұл элементтерді анықтауға болады.
Үлкен лазерлерде, атап айтқанда, КрФ (248 нм) ультракүлгін сәулелердің ішінде ЯМП анықтаудың лазерлік технологиялары бар. Шағын лазерлер (Биологиялық нүктелерді анықтау жүйесі) қазіргі уақытта химиялық батальон деңгейінде қолданылады. Бірақ, жоғарыда айтылғандай, бұл жүйелердің барлығы соншалықты қымбат және көлемді, сондықтан оларды кеңінен қолдану өте қолайсыз. Сондықтан агенттік ұсынған бағдарлама екі негізгі бағытта ұсынылатын болады: 250-275 нм жарықдиодты бағдармен және 100 мВт шығыс қуатымен, сондай-ақ қуаты 10 мВт және 220-250 бағдарлы лазерлермен. ни. Бағдарламаның негізгі бөлігі қысқа қысқа ультракүлгін толқындардың жартылай өткізгіштері ретінде нитридтер тобының орналасуын шектеуге байланысты мәселелерді шешуге бағытталатын болады.
Бұл бағдарламаны жүзеге асыру химиялық және биологиялық ластануды, мысалы, суда анықтай алатын жинақы құрылғылар жасауға мүмкіндік береді.
DARPA перспективалы бағдарламалары медицина саласы … Оларға диализге ұқсас терапевтика (DLT) агенттігінің жобалары, In Vivo Nanoplatforms, Living Foundries, сенімді нейрондық интерфейс технологиясы кіреді.
Диализге ұқсас терапия (DLT)
Бактериялар тудыратын инфекциялар көбінесе қанмен уланудың (сепсис) нәтижесі болып табылады, одан жеңіл жараланған жауынгер де өлуі мүмкін. Американдық әскери департамент бұл мәселеге қатты алаңдайды, сондықтан қанды бактериялардан тазартудың жаңа технологиясын әзірлеуді тапсырды. DARPA 10 миллион долларлық жоба бойынша әзірлеу жұмыстарын бастады. Оның негізгі мақсаты - портативті құрылғыны құру, оның көмегімен денеден ластанған қанды кетіруге, оны арнайы сүзгілердің көмегімен зиянды заттардан тазартуға, содан кейін таза қанды ағзаға қайтаруға болады. Бұл құрылғы бүйрек диализіне ұқсас.
Қазіргі уақытта вирустық және бактериялық токсиндерді тоқтататын патогенді заттардың датчиктерін әзірлеу жүргізілуде. Сонымен қатар, бұл компоненттерді қаннан бөлу технологиялары әзірленуде. Келесі қадам - бұл құрылғының тиімділігін тексеру үшін тест өткізу. Сайып келгенде, қанның барлық көлеміне егжей -тегжейлі талдау жүргізетін, вирустар мен токсиндердің пайда болуын ерте кезеңде анықтауға мүмкіндік беретін портативті машина алу керек.
Мұндай технологияның азаматтық қолдану үшін үлкен маңызы болады, себебі оның көмегімен жыл сайын жүздеген және мыңдаған адамдардың өмірін сақтап қалуға болады.
In Vivo Nanoplatforms
Аурудың барлық түрлері сарбаздардың жауынгерлік дайындығын шектейді және денсаулық сақтау бойынша әскери кафедраға үлкен шығын әкеледі. Бірақ қазіргі кезде ауруларды диагностикалаудың қолданыстағы технологиялары негізінен қымбат және көп уақытты қажет етеді. Сондықтан қазіргі армияда оларды тезірек диагностикалау мен емдеу қажет.
DARPA «In Vivo Nanoplatforms» деп аталатын тағы бір перспективалы жобаны әзірлеуді бастады. Оның мәні адам денесін біркелкі және дәл сезуге, сонымен қатар жұқпалы аурулар мен физиологиялық ауытқулардың әр түрін емдеуге арналған нанобөлшектердің жаңа класын құруға байланысты.
Іс жүзінде бұл бағдарлама адам денесінің күйін үздіксіз бақылауды қамтамасыз ететін нанокапсуланы жасауға бағытталған.
Нанокапсула - қабығы фосфолипидтерден немесе полимерлерден құралған қуыс сфералық бөлшек. Бұл капсуланың ішінде төмен молекулалық зат бар. Сонымен қатар, қабық белгілі бір жолмен ұйымдастырылған ДНҚ молекулаларынан жасалуы мүмкін, кальций силикаты немесе гидроксиапатит.
Нанобөлшектерді қолдану белгілі бір құрамның (гормондар немесе ферменттер) препараттарын немесе генетикалық конструкцияларын мақсатты енгізуді қамтамасыз етуі мүмкін. Ал нанокапсуланы «белгіленген жерге» жеткізу үшін оның қабығы рецепторлармен немесе антигендермен жабдықталады.
Бағдарлама 2012 жылдың наурызында сыналды. Ол күзде пайдалануға беріледі деп күтілуде.
Тірі құю зауыттары
Қазіргі заманғы инженерия арнайы әзірлемелерге негізделген және нәтиже тек қайталанған сынақтар мен қателіктерден кейін ғана алынады. Және өте жиі, бір жобада жұмыс істеу басқа жобаны бастауға мүмкіндік бермейді. Нәтижесінде бір биоинженерлік жобаға ондаған жылдар мен жүздеген миллион доллар бөлінеді. Биоинженерлік технологияларды жетілдіру қазіргі кезде не шешімі жоқ, не бірден бірнеше шешімі бар күрделі мәселелерді шешуге мүмкіндік береді.
DARPA жаңа Living Foundries бағдарламасы адам биологиясының құрылыс жүйелерін жобалаудың жаңа биологиялық негізін құруға және олардың күрделілігін кеңейтуге арналған. Бағдарлама бұрын шешілмеген мәселелерді шешуге мүмкіндік беретін жаңа технологиялар мен әдістерді дамытуға бағытталған. Атап айтқанда, адамның белгілі бір ауруларға генетикалық бейімділігін анықтауға, жасушалар мен тұтастай дененің қызметін түзетуге болады.
Бір жағынан, мұндай технологияларды жасау мүмкін емес сияқты көрінуі мүмкін, бірақ жаңа биологиялық материалдар мен препараттарды жаппай өндіру мүмкіндігінің өзі еліктіретін сияқты.
Сенімді нейрондық интерфейс технологиясы
Нейрондық протездерді, атап айтқанда, кохлеарлық импланттарды (жасанды құлақтарды) жасау мен зерттеу адам ағзасының бұл материалды қабылдайтынын дәлелдеді. Осындай протездердің көмегімен көптеген адамдарға жоғалған функциялар қалпына келтірілді. Адамның жүйке жүйесіне бекітілетін протездер соғыс бөлімі үшін өте перспективалы және маңызды болғанымен, клиникалық жағдайда мұндай имплантаттарды қолдануға кедергі келтіретін екі негізгі және негізгі кедергі бар. Екі кедергі де ақпарат берудің дәлдігіне байланысты. Мысалы, миниатюралық портативті жүйке құрылғысы көптеген жылдар бойы жүйке жасушаларынан нақты ақпарат алуға бейімделмеген. Сонымен қатар, мұндай протездер алынған сигналдарды қолдана алмайды және оларды жоғары жылдамдықпен басқара алмайды.
Агенттік протездерді клиникалық қолданысқа енгізу үшін осы екі мәселені шешуге мүдделі. Осылайша, жараланған сарбаздардың сауығуы тезірек болады, тиісінше олар қызметке әлдеқайда тез орала алады.
Біріншіден, бағдарлама имплантаттардың бірнеше жыл бойы неге сенімді қызмет ете алмайтынын түсінуге бағытталған. Абиотикалық және биотикалық жүйелердің өзара әрекеттесу параметріне зерттеу жүргізу жоспарлануда. Сонымен қатар, жүйке жасушаларынан протездерге ақпараттың қалай берілетіні туралы ақпаратты қамтитын жаңа жүйе құрылады.
Бұл технологияның азаматтық кең ауқымды қосымшалары болады деп айтуға болады.
DARPA-ның дамуға бағытталған бағдарламалары бақылау жүйелері.
Жылулық бейнелеу өндірісінің төмен құны
Жылу көру жүйесінің көптеген әскери қосымшалары бар. Бірақ осы уақытқа дейін бұл жүйе өте қымбат, сондықтан оны қолдану қажет болғанша үлкен емес. DARPA үнемді жылу қондырғысын жасауға арналған бағдарламаны ұсынады. Әзірлеушілердің сендіруі бойынша, мұндай термобайланы коммуникаторлар мен ұялы телефондарға біріктіру әбден мүмкін. Дамуға 13 миллион доллар бөлінді. Оның үстіне жобаның аяқталуы үш жылдан кешіктірілмей орындалуы тиіс.
Жаңа буынның жылу қондырғыларына қойылатын негізгі талаптар - салыстырмалы түрде төмен баға - шамамен 500 доллар. Сонымен қатар, алынған кескіннің ажыратымдылығы кемінде 640 * 480 пиксель болуы керек, көру бұрышы 40 градус немесе одан жоғары болуы керек, ал энергия шығыны 500 милливатттан аз болуы керек.
Жаңа термобейнердің технологиясы инфрақызыл сәулеленуді қолдануға негізделген, ол түстер спектрінде жылуды суықтан суықтан ажыратуға көмектеседі. Осылайша, оларды қалыпты жағдайда ғана емес, нашар көрінетін жерде де, түнде де қолдануға болады.
Бүгінде бар жылу қондырғылары үлкен және қымбат. Айта кету керек, егер зерттеу сәтті болса, онда нәтиже тек әскери ғана емес, азаматтық ұйымдарды да қолдана алады. Естеріңізге сала кетейік, DARPA гипермәтіндік технология мен графикалық интерфейс сияқты әзірлемелер бастапқыда әскери мақсатта жасалған.
Кескінді қалпына келтіру және пайдалану үшін кеңейтілген кең FOV архитектурасы
Алысқа қарай білу, барлық жағдайда айқынырақ болу, жауынгерлік операцияларды сәтті өткізу факторларының бірі болып табылады. Күндіз де, түнде де жақсы көру қабілетін арттыру қажет, егер камера қымбат болмаса. Бұл қажеттіліктің негізгі себебі жауынгерлердің жауынгерлік тиімділігін арттыру үшін қолда бар визуализация құралдарымен, басқаша айтқанда фото және бейнекамералармен қамтамасыз етілуінде. Сондықтан DARPA осындай мәселелерді шешуге арналған Advanced Wide FOV Architectures for Image Reconstruction and Exploitation (AWARE) бағдарламасын іске қосты.
Бұл бағдарламаны жүзеге асыру аясында алу жоспарланған жаңа визуализация жүйесі өте жинақы және жеңіл болады. Ол кез келген ауа райы жағдайында, күндіз де, түнде де біршама қашықтықта көру өрісінің жоғарылауын, жоғары ажыратымдылықты және жоғары сапалы кескіндерді болжайды. Ол бір линзада 150 -ден астам камераны біріктіреді. Жүйе 10 -нан 50 гигапиксельге дейінгі суреттерді жасауға арналған - бұл ажыратымдылық адам көзіне көрінетін диапазоннан айтарлықтай асып түседі.
Бірінші мұндай жүйелер жердегі объектілерге орналастыруға арналған, олар көру қашықтығын, жұмыс қабілеттілігін, күндізгі және түнгі көріністі арттырады, нысанды іздеу қабілетін орнатады және сенсорлардың үлкен тобын пайдалануды қамтамасыз етеді.
Мұндай құрылғылардың әскери маңызы зор, өйткені оларды нысанаға алу, сезу және тұрақты бақылау сияқты мақсаттарда қолдануға болады.
Қазіргі уақытта кез -келген әскери өнім электронды компоненттермен, микросұлбалармен, чиптермен және т.б. Сондықтан DARPA бағдарламаларының көпшілігі дамытуға және жетілдіруге бағытталған компонент негізі … Мұндай бағдарламалардың ішінде келесілер бар: Intrachip Enhanced Cooling; Интегралды схемалардың тұтастығы мен сенімділігі; Енгізілген есептеу технологиялары үшін энергия тиімділігі революциясы; Кеңеске негізделген нанофабрикация және басқалар.
Intrachip жақсартылған салқындату
Қазіргі электроникадағы компоненттер санының көбеюі бұрын -соңды болмаған биіктікке жылыту мен энергияны тарату деңгейін көтерді. Сонымен қатар, электронды жүйелердің көлемі мен салмағын арттырмайынша температураның көтерілуін шектеу әлі де мүмкін емес. Жылуды фишкалардан ауаға жіберу керек қашықтықтан салқындатуды қолдану тиімді емес.
Сондықтан, DARPA қашықтан салқындату шектеулерін жоюға бағытталған Intrachip Enhanced Cooling (ICECOOL) деп аталатын бағдарламаны әзірлей бастады. Бағдарлама бұл үшін кремнийді қолдану арқылы чиптердің ішіндегі жылыту деңгейін зерттейді. Агенттік салқындату чиптің дизайны үшін қалған компоненттер сияқты маңызды екенін дәлелдеуге тырысады. Жоба ішкі салқындатуды тікелей микросұлбада немесе чиптер арасындағы микро-саңылауға орнатады деп болжайды.
Егер табысты аяқталса, жоба чиптің өзі мен салқындату жүйелерінің тығыздық деңгейін төмендетуге мүмкіндік береді, бұл жаңа жүйенің электронды жүйесін құруға өте тиімді болады.
Жылу менеджменті технологиялары
Технология мен жүйенің интеграциясының айтарлықтай жақсаруы әскерилердің энергия тұтыну деңгейінің айтарлықтай өсуіне әкелді. Қуат тұтыну деңгейі өсті, ал микросұлбалардың көлемі азайды. Бұл жүйелердің қызып кетуіне әкелді. Сондықтан DARPA микро схемалар өндірісінде пайдаланылуы жоспарланған жылу қабылдағыш жүйесі бар жаңа наноматериалдарды зерттеумен және оңтайландырумен айналысатын Thermal Management Technologies бағдарламасын іске қосты. Бағдарлама бес негізгі бағыт бойынша дамуда: жылу алмастырғыштарды салқындатудың микротехнологиясы, модульдерді белсенді салқындату, жылу құбырларының бейімделген технологиясы, күшейтілген күшейткіштер, термоэлектрлік салқындатқыштар.
Осылайша, бағдарламаның негізгі күш-жігері екі фазалы салқындату негізінде жоғары өнімді жылу таратушыларды әзірлеуге және құруға және оларды қазіргі кезде жүйелерде қолданылатын мыс қорытпаларына алмастыруға бағытталған; жылу кедергісін төмендету арқылы термиялық салқындату деңгейін жоғарылату; жылуды төмендететін жаңа материалдар мен конструкцияларды әзірлеу; термоэлектрлік модульдердің көмегімен салқындату технологияларын зерттеу.
Ендірілген есептеу технологиялары үшін энергия тиімділігі революциясы
Қазіргі әскери ақпараттық жүйелердің көпшілігі электр қуаты, өлшемі мен салмағы мен салқындату проблемаларына байланысты есептеу қуаты тұрғысынан шектеулі болды. Бұл шектеу әскери кафедраларды жедел басқаруға айтарлықтай кері әсерін тигізеді, себебі, мысалы, барлау мен барлау жүйелері нақты уақытта өңдеуге қарағанда көбірек ақпарат жинайды. Демек, интеллект белгілі бір уақытта қажет құнды деректерді бере алмайды екен.
Қолданыстағы ақпаратты өңдеу жүйелері секундына 1 гигабайт деректерді өңдеуге қабілетті, ал әскерилердің мәліметі бойынша 75 есе көп қажет. Бірақ қазіргі заманғы процессорлар қуатты тұтынуды арттырмай, қуаттылықты ұлғайту процесінде максимумға жетті. DARPA ендірілген есептеу технологиялары үшін энергия тиімділігі революциясы (PERFECT) бағдарламасы сізге қажет энергия тиімділігін қамтамасыз етуге арналған.
Бағдарлама ақпаратты өңдеу мүмкіндігінің 75 есеге артуына қол жеткізуді көздейді. Бұл бағдарламаны іске асыру апта бойы жұмыс істей алатын смартфондар немесе ноутбуктер жасауға мүмкіндік береді, олар автомобильге жанармай құю кезінде батареясын жиі зарядтауды қажет етеді.
Кеңеске негізделген нанофабрикация
Агенттік нанотехнологияны дамытуға көп қаражат бөледі. Бірақ олардың дамуындағы негізгі ұғымдар қажет деп танылғанына қарамастан, оларды жаппай өндіруде проблемалар әлі де бар.
Кеңеске негізделген нанофабрикация бағдарламасының мақсаты - наноматериалдардың - нанохабарлардың, нанотүтіктердің және кванттық нүктелердің шығарылу сапасына бақылау орнату, ол әр өнімнің көлемін, бағдарын және орналасуын бақылауды қамтиды. Бағдарлама басқаруды инновациялық технологиялармен біріктіруді көздейді, осылайша оптикалық технологияға ұқсас жоғары температураны, жоғары жылдамдықты ағындарды және қуатты электромагниттік өрістерді құрады.
Қазіргі уақытта наноөндіріс процесін бақылау мүмкін емес. Соңғы жылдары кейбір әдістер көрсетілді, бірақ олардың барлығында елеулі кемшіліктер бар. Мәселен, мысалы, нанотүтіктерді өндіруде олардың өсуін ғана бақылауға болады, бірақ олардың көлемі мен бағдарын емес. Кванттық нүктелерді құру кезінде біртектілігі жоғары үлкен массив құру мүмкін емес.
Егер жоба сәтті аяқталса, оның нәтижелері наноөнімдерді шығару үшін өте маңызды болады.
Интегралды схемалардың тұтастығы мен сенімділігі
АҚШ Қорғаныс министрлігі үшін жасалған көптеген электрондық жүйелердің негізінде интегралды схемалар жатыр. Сонымен қатар, әскери кафедра оларды өте сақтықпен пайдаланады, бұл жүйелердің тұтастығына алаңдайды. Нарықтың жаһандануы жағдайында микросұлбалардың көпшілігі заңсыз кәсіпорындарда шығарылғандықтан, әскери кафедраның жүйелері үшін сатып алынған схемалар техникалық сипаттамаларға сәйкес келмеу қаупі бар және сәйкесінше сенімді болмайды..
DARPA интегралды схемалардың тұтастығы мен сенімділігі (IRIS) бағдарламасының бөлігі ретінде әрбір чиптің функцияларын бұзбай тексеретін әдістерді әзірлеуге тырысады. Бұл әдістер жүйесі терең субмикронды схеманың құрылғыларын жетілдірілген тануды, сонымен қатар құрылғылар арасындағы байланысты анықтаудың есептеу әдістерін қамтиды.
Сонымен қатар, бағдарлама үлгілердің аз мөлшерін сынау арқылы интегралды схемалардың сенімділігін анықтауға бағытталған құрылғыларды модельдеу мен аналитикалық процестерді жүргізудің инновациялық әдістерін құруды қарастырады.
Жетекші Edge Access бағдарламасы
Жоғарыда айтылғандай, АҚШ -та қолданылатын чиптердің көпшілігі елден тыс жерде шығарылады. Бұл жағдай, американдықтардың пікірінше, зиянды. Біріншіден, озық технологияларға қол жеткізудің болмауы жоғары білікті кадрлардың елден кетуіне ықпал етеді. Екіншіден, Қорғаныс министрлігі мұндай микросұлбаларға онша сенбейді.
Технологиялық әзірлемелерді коммерциялық құрылымдарда ғана емес, сонымен қатар әскери кафедрада енгізу үшін жартылай өткізгіштік технология саласындағы зерттеулердің маңызы зор. Сондықтан агенттік жоғары оқу орындарын, өнеркәсіп пен мемлекеттік мекемелерді озық әскери жартылай өткізгіш технологиялармен қамтамасыз етуге бағытталған Leading Edge Access бағдарламасы деп аталатын жаңа бағдарламаны іске қосты. Мұның бәрі чип өндірісінің Америкаға тез оралуы үшін жасалды.
Жетілдірілген технологиялық қосымшаларға аналогты немесе аралас сигналды интегралды схемаларды цифрлық ауыстыру, аралас сигналды қосалқы интегралды схемалар, аналогты-цифрлық түрлендіргіштер мен көп ядролы процессорлардың жоғары жылдамдығы мен қуаты төмен мәселесін шешу кіреді. Белгілі бір уақытта әскери кафедра агенттікке жаңа жобалар ұсынады. Негізгі іріктеу критерийлері дизайнның жаңалығы, әскери өнеркәсіпте қолдану мүмкіндігі, сондай -ақ операциялық тиімділікті табысты жұмылдыру әлеуеті болады.
Әр түрлі қол жетімді гетерогенді
Қазіргі кезде компьютерлік техниканың одан әрі дамуына кедергі келтіретін негізгі проблемалардың бірі - олар үшін микросұлбаларды әр түрлі материалдардан жасау керек. DARPA әр түрлі қол жетімді гетерогенді бағдарламаны әзірлеуде, оның мақсаты - жаңа буын микрочиптері жасалатын жаңа кремний платформасын құру. Осылайша, әзірлеушілердің пікірінше, гетерогенді интеграция деректерді беру процесіне байланысты бірқатар күрделі мәселелерді жеңуі, гетерогенді қосылыстардың тығыздығын анықтауы, температураның оңтайлы режимін орнатуы және жаппай өндірістің жаңа платформасын оңтайландыруы тиіс.
Табысты даму жағдайында гетерогенді платформаны оптоэлектронды микросұлбалар, оптикалық сезу жүйелері, ерікті сигналдардың оптикалық генераторлары, интеграцияланған суретті өңдейтін және ақпаратты оқитын көп толқынды термобайланыс сияқты салаларда қолдануға болады.
Бағдарламаның нәтижелері азаматтық қолдану үшін де маңызды болады, өйткені әмбебап платформа құру компьютерлердің жылдам әрі тиімді жұмыс істеуіне көмектеседі.
Барлық жерде жоғары өнімділікті есептеу
Агенттіктің әзірлемелерінің арасында компьютерлік техниканы құру процесіне іс жүзінде нөлден бастайтын бағдарлама бар - «Барлық жерде жоғары өнімділікті есептеу». Ол қуатты аз тұтынатын, кибер шабуылдардан қорғанатын және өнімділігі жоғары компьютерлерді құруға негіз болатын технологияларды жобалау мен дамытуға бағытталған. Сонымен қатар, бағдарлама мұндай компьютерлер бағдарламалау тұрғысынан әлдеқайда жеңіл болады деп болжайды, сондықтан тәжірибесі аз мамандар да мұны жасай алады.
Бұл компьютерлер масштабталатын, жоғары бағдарламаланатын жүйелерді жетілдіру арқылы сенімді және тиімдірек болады. Бұл жобаға Массачусетс технологиялық университеті, Intel, NVIDIA сияқты маңызды құрылымдар қатысады. Осылайша, бұл бағдарлама DARPA -ның ең өршіл дамуларының бірі деп айтуға болады.
Бұдан басқа, агенттік интеграцияланған 3D микросұлбаларын жасау бойынша белсенді жұмыс жүргізуде. Қазіргі уақытта микросұлбалар микроэлектрониканың негізгі нүктелерінің бірі болып табылады. Бірақ микросхемалардың көлемі үнемі азайып келе жатқан жағдайда қазіргі жартылай өткізгіш технологиялар көптеген нақты және негізгі мәселелерге тап болады. Сондықтан, жартылай өткізгіштердің үлкен жетістіктеріне қарамастан, әзірлеушілер жоғары өнімділікке ие болатын жалпы мақсаттағы микросұлбалардың жаңа түрлерін іздейді.
Үшөлшемді интегралды схеманы құру компьютерлік технологияның жылдам әрі тиімді дамуына үлкен мүмкіндіктер ашады, өйткені екі өлшемді шектеу еңсеріледі. Ақыр соңында, прогресс даму деңгейіне жетті, микросұлбалар соншалықты күрделі болғандықтан, екі өлшемді чипте қажетті қосылуларға орын жоқ.
Үш өлшемді микросұлбаны құру, оны практикалық қолдануға байланысты барлық проблемалар технологияларды ықшам етуге мүмкіндік береді.
Орналасуға, навигацияға және уақытқа арналған шағын технология
Көптеген ондаған жылдар бойы жаһандық позициялау жүйесі немесе GPS көптеген әскери навигациялық жабдықтарға енгізілген. Осылайша, қарудың көптеген түрлері орналасқан жері, жүру бағыты, ұшу уақыты және жүйе беретін ақпаратқа байланысты. Бірақ мұндай тәуелділік үлкен проблемалар туғызуы мүмкін, өйткені сигналды қиын қабылдау немесе кептелу жағдайында жүйемен үнемі байланыста болуды қажет ететін қару жұмыс істемейді.
DARPA позициялауға, навигацияға және уақытқа арналған микро технологияны (MICRO-PNT) әзірлеуді бастады, оның мәні-офлайн режимде жұмыс жасауға мүмкіндік беретін технологияларды құру. Бұл кезеңдегі негізгі мәселе - өлшем, салмақ және қуат. Табысты зерттеулер барлық қажетті құрылғыларды біріктіретін бірыңғай құрылғыны жасайды: акселерометрлер, сағаттар, калибрлеу, гироскоптар. Микроскопиялық калибрлеу ішкі қателерді түзету арқылы дәлірек мақсатты қамтамасыз етуі керек.
2010 жылы дәлдігі жоғары сағаттар мен инерциялық аспаптарды құруға байланысты микротехнологияны дамытуда зерттеулер басталды.
Бағдарламаны әзірлеу бірінші кезекте инерциялық датчиктердің динамикалық диапазонын ұлғайтуға, сағат қателіктерін азайтуға, сондай -ақ қозғалыстың орны мен траекториясын анықтауға арналған микрочиптерді әзірлеуге бағытталған.
Егер бағдарлама жүзеге асып жатса, онда метрода Google карталарын елестетіп көріңіз.
