Barışçıl amaçlarla kullanımı mümkün olan en umut verici Amerikan askeri projeleri
Askeri kuvvetlerin ve bilimin teknolojik donanımının geliştirilmesi için yıllık olarak milyonlarca dolarlık fonlar tahsis edilmektedir. Amerikan kısaltması - DARPA ile daha iyi bilinen Gelişmiş Savunma Projeleri Araştırma Ajansı, bu alandaki gelişmelerle ilgilenmektedir. Sadece ordu için değil, sıradan siviller için de büyük önem taşıyan İnternet, GPS ve gizli uçak gibi icatların yazarı bu ajanstır.
Ajans şu anda, endüstriyel üretime izin verilirse insanlık üzerinde önemli bir etkisi olabilecek önemli sayıda proje geliştiriyor.
Şu anda DARPA, aşağıdakilerin geliştirilmesine büyük önem vermektedir. lazer sistemleri … Ajansın programları arasında Excalibur, Diyot Yüksek Enerjili Lazer Sistemi Mimarisi, Ultra Işın ve Kompakt Orta ultraviyole teknolojisi bulunmaktadır.
Küçük boyutlu lazer güdümlü tabanca Excalibur
Ordu, şehir savaşında mükemmel silahı kullanma konusunda her zaman çok endişelidir. Ancak uçakları ve insansız hava araçlarını lazer silahlarıyla donatmak için boyutlarının yeterince kompakt ve şu anda var olan ve büyük platformlara kurulu sistemlerden çok daha verimli olması gerekiyor. DARPA, uçaklarda ve diğer hava taşıtlarında kullanılmak üzere kompakt ve güçlü bir lazer silah sistemi geliştirmeye başladı.
Önceden, bir lazer oluşturmanın en kolay yolu, büyük kaplarda toksik aktif kimyasallar kullanmaktı. Özellikle, Boeing-747'ye böyle bir lazer kurulur, ancak bir saldırı uçağı veya savaş uçağında silah gibi büyük bir cihaz kullanmak en azından pratik değildir.
Yeni Excalibur lazer topu çok daha hafif ve daha kompakt. Şematik olarak, bu tabanca birbirinden bağımsız çok sayıda lazerden oluşur. Böylece, yayıcıların kendileri küçültülebilir. Bu emitörler, gücünü kaybetmeden tek bir ışında birleştirilmelidir. Bu prensip sayesinde tüketilen enerji miktarı önemli ölçüde azalır. Ancak topun bazı dezavantajları da vardır. Bu nedenle, özellikle, yüksek parlaklığa ve düşük sapmaya sahip olacak birçok ışını tek bir ışında birleştirmeyle ilgili bir takım sorunlar vardır. Girişim, kırınım ve diğer doğrusal olmayan etkiler bunu başarmanın önündeki engellerdir. Bu nedenle, bu sorunu çözmek için, yaratıcılar, modern radarlarda kullanılan ve yalnızca ışını odaklamayı değil, aynı zamanda sapma açısını anteni döndürmeden düzeltmeyi mümkün kılan aşamalı dizi antenin bir analogunu kullandılar. kendisi.
Yıl sonuna kadar ajans, sadece 3 kilovat kapasiteli bir prototip lazer topu göstermeyi vaat ediyor. Ancak tamamlanan sistem çok daha yüksek bir güce sahip olacak (yaklaşık 100 kilovat). Böylece, hava ve yer hedeflerine yönelik nokta atışlarında kullanılabilir. Silahın ağırlığı mevcut lazerlerden 10 kat daha az olacağından Excalibur, savaş özelliklerini bozmadan hemen hemen her askeri platforma kurulabilir.
Diyot Yüksek Enerji Lazer Sistemi Mimarisi
Ajansın diğer yeni programı, Diyot Yüksek Enerjili Lazer Sistemi Mimarisi (ADHEL'ler), yeni nesil kompakt, yüksek verimli, yüksek enerjili lazerler oluşturma sürecinde yeni lazer ışını uzunluklarını araştırmaya adanmıştır. Bu tür sistemler, taktik hava araçlarına, özellikle dronlara entegre edilebilir.
Program öncelikle, düşük ışın sapması ile yüksek güç ve parlaklıkta lazer ışınları elde etmek için teknolojiler geliştirmeyi amaçlamaktadır.
Program 36 ay olarak tasarlanmıştır ve iki aşamadan oluşmaktadır. İlk aşamada, spektral ve koherent ışın birleşiminin incelenmesi planlanmaktadır. İkinci aşama, tamamen yüksek verimli ve güçlü bir spektral ışın oluşturmaya odaklanmıştır. Projenin nihai hedefi, 100 kilovatlık HEL sınıfı sistemler ölçeğinde uzun lazer dalgalarında çalışacak bir sistem için bir kırınım yapısı elde etmektir.
Ultra Işın
Ajans şu anda birkaç lazer iyileştirme projesi yürütüyor. Dolayısıyla, bu tür programlardan biri, amacı gama ışını radyasyonlu bir lazer oluşturmak olan "Ultra Beam" dir. Geliştirmenin ilk aşamasında, belirli sonuçlara zaten ulaşıldı - foton enerjisinin 4,5 keV olduğu laboratuvar koşullarında X-ışını lazerleri oluşturuldu, bu da bir gama lazerinin yakın gelecekte olduğu gerçeğini kanıtlıyor. Bu gelişme, aynı zamanda, kompakt gama lazerleri radyasyon tedavisi ve teşhiste daha yüksek verimlilikle kullanılabildiğinden, sivil öneme sahiptir.
Teknolojisi DARPA tarafından geliştirilen X-ışını lazerinin benzersiz özelliği, yüksek parlaklıkta tutarlı radyasyona sahip laboratuvar kompakt kaynaklarının geliştirilmesine katkıda bulunabilir, bu da sonuç olarak üç boyutlu görüntülemeyi mümkün kılacaktır. Canlı hücre modelleri.
UltraLuch programında iki aşama vardır. İlk aşamada, 10 mJ gücünde X-ışınlarının doygunluğunda 4,5 keV'lik bir artış sağlandı ve bu ışınların, örneğin kaplar gibi opak katı nesneler aracılığıyla darbeleri iletebildiği kanıtlandı. İkinci aşamada, 36 ay boyunca daha yüksek güçte bir X-ışını lazerinin geliştirilmesi, gama ışınlarının teşhisi ve çok sayıda katı hal malzemeleri üzerinde kullanıldığında gama radyasyonunun yükseltilmesi için gerekli parametrelerin oluşturulması planlanmaktadır. atomlar.
Kompakt Orta ultraviyole teknolojisi
Ordu, düşmanın cephaneliğinde olabilecek kimyasal ve biyolojik silahları tespit edip tanımlayabilmelidir. Ancak modern algılama yöntemleri büyük ve ağırdır ve ayrıca çok fazla güç gerektirir. Bu eksiklikleri gidermek için DARPA, bir Kompakt Orta ultraviyole teknolojisi programı geliştirmeye başladı. Bu program çerçevesinde elde edilmesi planlanan sonuçlar, lazer teknolojileri kullanılarak biyolojik ve kimyasal silahların tespiti ve tanımlanmasını daha etkin hale getirecek. Amino asitler ve diğer biyolojik moleküller, orta dalga boyundaki ultraviyole dalgaları kullanılarak tespit edilebilir, bu nedenle bu tür silahlar kullanılırsa bu elementler tanımlanabilir.
NMP'yi tespit etmek için lazer teknolojileri, büyük lazerlerde, özellikle KrF'de (248 nm) ultraviyole ışınları içinde zaten mevcuttur. Küçük lazerler (Biyolojik Nokta Tespit Sistemi) şu anda kimyasal tabur düzeyinde kullanılmaktadır. Ancak, yukarıda belirtildiği gibi, tüm bu sistemler çok pahalı ve büyük boyutludur, bu nedenle yaygın kullanım için son derece elverişsizdirler. Bu nedenle, ajans tarafından önerilen program iki ana yönde sunulacak: 250-275 nm LED yönlendirmesi ve 100 mW çıkış gücü ile 10 mW gücü ve 220-250 yönlendirmesi ile lazerler. ni. Programın ana kısmı, bir grup nitrürün orta-kısa ultraviyole dalgalarının yarı iletkenleri olarak düzenlenmesini sınırlama ile ilgili sorunları çözmeyi amaçlayacaktır.
Bu programın uygulanması, örneğin sudaki kimyasal ve biyolojik kirliliği tespit edebilen kompakt cihazlar oluşturmayı mümkün kılacaktır.
DARPA'nın gelecek vaat eden programları Tıp alanında … Bunlar, Diyaliz Benzeri Terapötikler (DLT) ajansı, In Vivo Nanoplatformlar, Yaşayan Dökümhaneler, Güvenilir Sinir Arayüzü Teknolojisi projelerini içerir.
Diyaliz Benzeri Terapötikler (DLT)
Bakterilerin neden olduğu enfeksiyonlar genellikle hafif yaralı bir askerin bile ölebileceği kan zehirlenmesinin (sepsis) sonucudur. Amerikan askeri departmanı bu konuyla ciddi olarak ilgileniyor, bu nedenle kanı bakterilerden arındırmak için yeni bir teknoloji geliştirmesi talimatını verdi. DARPA, 10 milyon dolarlık bir proje için geliştirme çalışmalarına başladı. Ana amacı, kontamine kanı vücuttan çıkarmanın, özel filtreler kullanarak zararlı maddelerden arındırmanın ve daha sonra zaten temiz olan kanı vücuda geri döndürmenin mümkün olacağı taşınabilir bir cihaz oluşturmaktır. Bu cihaz, böbrek diyalizine benzer bir işleve sahiptir.
Şu anda, viral ve bakteriyel toksinleri durduracak patojenik maddeler için sensörlerin geliştirilmesi devam etmektedir. Ayrıca, bu bileşenlerin kandan ayrılması için teknolojiler geliştirilmektedir. Bir sonraki adım, bu cihazın etkinliğini doğrulamak için bir test yapmak olmalıdır. Nihayetinde, bir seferde tüm kan hacminin ayrıntılı bir analizini yapacak, virüslerin ve toksinlerin görünümünü erken bir aşamada tespit etmeyi sağlayacak taşınabilir bir makine elde edilmelidir.
Bu tür bir teknoloji sivil kullanım için büyük önem taşıyacaktır, çünkü onun yardımıyla her yıl yüzlerce ve binlerce hayat kurtarmak mümkün olacaktır.
Vivo Nanoplatformlarda
Her türlü hastalık, askerlerin savaşa hazır olmalarını sınırlar ve askeri departman için sağlık bakımında önemli maliyetlere neden olur. Ancak şu anda, hastalıkları teşhis etmek için mevcut teknolojiler çoğunlukla pahalı ve zaman alıcıdır. Bu nedenle, modern bir orduda daha hızlı teşhis ve tedavi gereklidir.
DARPA, "In Vivo Nanoplatforms" adlı gelecek vaat eden başka bir proje geliştirmeye başladı. Özü, insan vücudunun tek tip ve doğru bir şekilde algılanmasının yanı sıra çeşitli bulaşıcı hastalıkların ve fizyolojik anormalliklerin tedavisine yönelik yeni bir nanopartikül sınıfının yaratılmasına dayanmaktadır.
Aslında program, insan vücudunun durumunun sürekli izlenmesini sağlayacak bir nanokapsül geliştirmeyi amaçlıyor.
Bir nanokapsül, kabuğu fosfolipidlerden veya polimerlerden yapılmış içi boş küresel bir parçacıktır. Bu kapsülün içinde düşük moleküler ağırlıklı bir madde bulunur. Ek olarak, kabuk belirli bir şekilde düzenlenmiş DNA moleküllerinden, kalsiyum silikat veya hidroksiapatitten yapılabilir.
Nanopartiküllerin kullanımı, belirli bir bileşimin (hormonlar veya enzimler) ilaçların veya genetik yapıların hedeflenen uygulamasını sağlayabilir. Ve nanokapsülü "hedefine" ulaştırmak için kabuğu reseptörler veya antijenler ile donatılacaktır.
Program Mart 2012'de test edilmiştir. Sonbaharda kullanım için onaylanması bekleniyor.
Yaşayan dökümhaneler
Modern mühendislik, özenli özel gelişmelere dayanmaktadır ve sonuçlar ancak tekrarlanan deneme ve yanılmalardan sonra elde edilir. Ve çoğu zaman, bir proje üzerinde çalışmak, başka bir proje üzerinde çalışmaya başlamanıza izin vermez. Sonuç olarak, bir biyomühendislik projesi için onlarca yıl ve yüz milyonlarca dolar ayrıldı. Biyomühendislik teknolojilerinin geliştirilmesi, şu anda ya hiç çözümü olmayan ya da aynı anda birkaç çözümü olan karmaşık sorunları çözmeyi mümkün kılacaktır.
DARPA'nın yeni Yaşayan Dökümhaneler programı, insan biyolojisi yapı sistemlerinin tasarımı için yeni bir biyolojik çerçeve oluşturmak ve karmaşıklıklarını genişletmek üzere tasarlanmıştır. Program, daha önce çözülmemiş sorunları çözmeyi mümkün kılacak yeni teknolojiler ve teknikler geliştirmeyi amaçlamaktadır. Özellikle, bir kişinin belirli hastalıklara genetik yatkınlığını belirlemek, hücrelerin ve bir bütün olarak vücudun işlevlerini düzeltmek mümkün hale gelecektir.
Bir yandan, bu tür teknolojilerin yaratılamayacağı görünebilir, ancak yeni biyolojik materyallerin ve ilaçların seri üretimi olasılığı cezbedici geliyor.
Güvenilir Sinir Arayüzü Teknolojisi
Nöral protezlerin, özellikle koklear implantların (yapay kulakların) geliştirilmesi ve araştırılması, insan vücudunun bu materyali algıladığını kanıtladı. Bu tür protezler sayesinde pek çok kişiye kaybedilen fonksiyonlar geri kazandırılmıştır. İnsan sinir sistemine takılabilen protezler Savaş Departmanı için çok umut verici ve önemli olsa da, bu tür implantların klinik ortamda kullanılmasını engelleyen iki büyük ve temel engel bulunmaktadır. Her iki engel de bilgi transferinin doğruluğu ile ilgilidir. Örneğin, minyatür bir taşınabilir sinir cihazı, sinir hücrelerinden doğru bilgi elde etmek için uzun yıllardır uyarlanmamıştır. Ayrıca bu tür protezler alınan sinyalleri kullanamaz ve yüksek hızda kontrol edemez.
Ajans, protezlerin klinik kullanıma sokulabilmesi için bu iki sorunu çözmekle ilgileniyor. Böylece yaralı askerlerin iyileşmesi sırasıyla daha hızlı olacak, çok daha hızlı hizmete dönebilecekler.
Her şeyden önce, program implantların neden birkaç yıl boyunca güvenilir bir şekilde hizmet edemediğini anlamaya yöneliktir. Abiyotik ve biyotik sistemler arasındaki etkileşim parametresi üzerine araştırma yapılması planlanmaktadır. Ayrıca sinir hücrelerinden protezlere bilginin nasıl iletildiğine dair bilgileri de içerecek yeni bir sistem oluşturulacak.
Bu teknolojinin de geniş sivil uygulamalara sahip olacağı iddia edilebilir.
DARPA'nın gelişim odaklı programları Gözetim sistemleri.
Düşük Maliyetli Termal Görüntüleme İmalatı
Termal görüş sisteminin birçok askeri uygulaması vardır. Ancak şimdiye kadar bu sistem son derece pahalıdır, bu nedenle uygulaması gerektiği kadar büyük değildir. DARPA, uygun maliyetli bir termal görüntüleyici geliştirmek için bir program sunar. Geliştiricilerin güvencelerine göre, bu tür termal kameraları iletişim cihazlarına ve cep telefonlarına entegre etmek oldukça mümkün. Geliştirme için 13 milyon dolar tahsis edildi. Ayrıca, projenin tamamlanması en geç üç yıl sonra gerçekleşmelidir.
Yeni nesil termal kameralar için temel gereksinimler nispeten düşük bir fiyattır - yaklaşık 500 dolar. Ayrıca ortaya çıkan görüntünün çözünürlüğü en az 640*480 piksel olmalı, görüş açısı 40 derece veya daha fazla olmalı ve güç tüketimi 500 miliwatttan az olmalıdır.
Yeni termal görüntüleyicinin teknolojisi, renk spektrumundaki sıcak nesneleri soğuktan ayırmaya yardımcı olan kızılötesi radyasyonun kullanımına dayanmaktadır. Böylece sadece normal koşullarda değil, aynı zamanda zayıf görüş koşullarında ve geceleri de kullanılabilirler.
Bugün var olan termal kameralar büyük ve pahalıdır. Şunu da söylemek gerekir ki, eğer araştırma başarılı olursa, sonuçlar sadece askeri değil, aynı zamanda sivil örgütleri de kullanabilecektir. Hiper metin teknolojisi ve grafik arayüz gibi DARPA gelişmelerinin de orijinal olarak askeri amaçlar için geliştirildiğini hatırlayın.
Görüntü Yeniden Oluşturma ve Kullanım İçin Gelişmiş Geniş FOV Mimarileri
Her koşulda daha uzağı daha net görme yeteneği, muharebe operasyonlarının başarılı bir şekilde yürütülmesinin faktörlerinden biridir. Kameranın pahalı olmaması koşuluyla, görüş alanını, gündüz ve gece eşit derecede iyi görme yeteneğini artırmaya ihtiyaç vardır. Bu ihtiyacın temel nedeni, askerlerin muharebe etkinliğini artırmak için mevcut görselleştirme araçlarının, diğer bir deyişle fotoğraf ve video kameralarının sağlanmasında yatmaktadır. Bu nedenle DARPA, bu tür sorunları çözmek için tasarlanmış Görüntü Yeniden Yapılandırma ve Sömürü için Gelişmiş Geniş FOV Mimarileri (AWARE) programını başlattı.
Bu programın uygulanması kapsamında elde edilmesi planlanan yeni görselleştirme sistemi oldukça kompakt ve hafif olacaktır. Görüş alanında bir artış, her türlü hava koşulunda, gündüz veya gece önemli bir mesafede yüksek çözünürlüklü ve yüksek kaliteli görüntüler varsayar. 150'den fazla kamerayı tek bir lenste birleştirir. Sistem, 10 ila 50 gigapiksel çözünürlüğe sahip görüntüler oluşturmak için tasarlanmıştır - bu çözünürlük, insan gözünün görebildiği aralığı önemli ölçüde aşmaktadır.
Bu tür ilk sistemler, yer nesnelerine konuşlandırılmak üzere tasarlanacak, görüş mesafesini, çalışabilirliği, gündüz ve gece görüşünü artıracak, bir hedef arama yeteneği oluşturacak ve geniş bir sensör grubunun kullanılmasını sağlayacaktır.
Bu tür cihazlar, hedefleme, algılama ve sürekli gözetleme gibi amaçlarla kullanılabildikleri için büyük askeri öneme sahiptir.
Günümüzde hemen hemen her askeri ürün elektronik bileşenler, mikro devreler, çipler vb. Bu nedenle, oldukça fazla DARPA programı geliştirmeyi ve iyileştirmeyi amaçlamaktadır. bileşen tabanı … Bu tür programlar arasında şunlar bulunmaktadır: Çip İçi Gelişmiş Soğutma; Entegre Devrelerin Bütünlüğü ve Güvenilirliği; Gömülü Bilgi İşlem Teknolojileri İçin Güç Verimliliği Devrimi; Uç Tabanlı Nanofabrikasyon ve diğerleri.
Çip İçi Gelişmiş Soğutma
Modern elektronikteki bileşenlerin sayısındaki artış, ısıtma ve güç dağılımı seviyesini benzeri görülmemiş yüksekliklere yükseltti. Aynı zamanda, elektronik sistemlerin hacmini ve ağırlığını artırmadan sıcaklık artışını sınırlamak hala imkansızdır. Isının çiplerden havaya iletilmesi gereken uzaktan soğutmanın kullanımı artık etkili değil.
Bu nedenle DARPA, uzaktan soğutmanın sınırlamalarının üstesinden gelmeyi amaçlayan Intrachip Enhanced Cooling (ICECOOL) adlı bir program geliştirmeye başladı. Program, bunun için silikon kullanarak çiplerin içindeki ısınma seviyesini inceleyecektir. Ajans, soğutmanın çipin tasarımında diğer bileşenler kadar önemli olduğunu kanıtlamayı amaçlıyor. Proje, dahili soğutmanın doğrudan mikro devreye veya yongalar arasındaki mikro boşluğa kurulacağını varsayıyor.
Proje başarılı bir şekilde tamamlanırsa, yeni nesil elektronik sistemlerin oluşturulmasında çok etkili olacak olan çipin kendisinin ve soğutma sistemlerinin yoğunluk seviyesini düşürme fırsatı sağlayacaktır.
Termal Yönetim Teknolojileri
Teknoloji ve sistem entegrasyonundaki önemli gelişmeler, ordunun enerji tüketimi düzeyinde önemli bir artışa yol açmıştır. Mikro devrelerin boyutu azalırken güç tüketimi seviyesi arttı. Bu, bu sistemlerin aşırı ısınmasına neden oldu. Bu nedenle DARPA, mikro devrelerin üretiminde kullanılması planlanan bir ısı emici sistemli yeni nanomalzemelerin incelenmesi ve optimizasyonu ile uğraşan Termal Yönetim Teknolojileri programını başlattı. Program beş ana alanda gelişiyor: ısı eşanjörlerini soğutmak için mikro teknoloji, modüllerin aktif soğutulması, uyarlanmış ısı borusu teknolojisi, modernize edilmiş güç amplifikatörleri, termoelektrik soğutucular.
Bu nedenle, programın ana çabaları, iki fazlı soğutmaya dayalı yüksek performanslı ısı dağıtıcılarının geliştirilmesi ve oluşturulması ve bunların şu anda sistemlerde kullanılan bakır alaşımlarının yerini alması; termal direnci azaltarak termal soğutma seviyesini arttırmak; ısınmayı azaltabilecek yeni malzeme ve yapıların geliştirilmesi; termoelektrik modüller kullanarak soğutma teknolojilerinin incelenmesi.
Gömülü Bilgi İşlem Teknolojileri İçin Güç Verimliliği Devrimi
Mevcut askeri bilgi sistemlerinin çoğu, elektrik gücü, boyut ve ağırlıktaki sınırlamalar ve soğutma sorunları nedeniyle bilgi işlem gücü açısından sınırlandırılmıştır. Bu kısıtlama, askeri departmanların operasyonel yönetimi üzerinde önemli bir olumsuz etkiye sahiptir, çünkü örneğin, istihbarat ve keşif sistemleri gerçek zamanlı olarak işlenebilecek olandan daha fazla bilgi toplar. Bu nedenle, istihbaratın belirli bir zamanda gerekli olan değerli verileri sağlayamadığı ortaya çıkıyor.
Mevcut bilgi işlem sistemleri saniyede 1 gigabayt veri işleyebilirken, orduya göre 75 kat daha fazlasına ihtiyaç var. Ancak modern işlemciler, güç tüketimini artırmadan kapasiteleri artırma sürecinde zaten maksimumlarına ulaştı. DARPA'nın Gömülü Bilgi İşlem Teknolojileri için Güç Verimliliği Devrimi (PERFECT) programı, ihtiyacınız olan enerji verimliliğini sağlamak için tasarlanmıştır.
Program, bilgi işleme kapasitesinde 75 kat artış sağlanmasını sağlar. Bu programın uygulanması, haftalarca çalışabilen akıllı telefonlar veya araca yakıt doldurduğunuzda pilinin şarj edilmesi gereken dizüstü bilgisayarlar oluşturmayı mümkün kılabilir.
Uç Tabanlı Nanofabrikasyon
Ajans, nanoteknolojinin geliştirilmesine çok para harcıyor. Ancak, gelişimlerindeki temel kavramların gerekli olduğu kabul edilmesine rağmen, seri üretimlerinde hala sorunlar var.
Uç Tabanlı Nanofabrikasyon programının amacı, nanomalzemelerin (nanoteller, nanotüpler ve kuantum noktaları) üretim kalitesi üzerinde kontrol sağlamak ve her ürünün boyutu, yönü ve konumu üzerinde kontrol sağlamaktır. Program, kontrolü yenilikçi teknolojilerle birleştirmeyi, böylece optik teknolojiye benzer yüksek sıcaklıklar, yüksek hızlı akışlar ve güçlü elektromanyetik alanlar yaratmayı içerir.
Şu anda nano üretim sürecini kontrol etmek mümkün değil. Bazı teknikler son yıllarda gösterilmiştir, ancak hepsinin önemli dezavantajları vardır. Bu nedenle, örneğin, nanotüplerin üretiminde, boyutlarını ve yönelimlerini değil, yalnızca büyümelerini kontrol etmek mümkündür. Kuantum noktaları oluştururken, yüksek homojenliğe sahip büyük bir dizi oluşturmak imkansızdır.
Proje başarıyla tamamlanırsa sonuçları nano ürünlerin üretimi için son derece önemli olacaktır.
Entegre Devrelerin Bütünlüğü ve Güvenilirliği
ABD Savunma Bakanlığı için geliştirilen elektronik sistemlerin çoğunun merkezinde entegre devreler bulunmaktadır. Aynı zamanda, askeri departman onları çok dikkatli kullanıyor ve bu sistemlerin bütünlüğü konusunda endişeleniyor. Pazarın küreselleşmesi bağlamında, mikro devrelerin çoğu yasadışı işletmelerde üretildiğinden, askeri departman sistemleri için edinilen devrelerin spesifikasyonları karşılamaması ve buna bağlı olarak güvenilir olmaması tehlikesi vardır..
DARPA, Entegre Devrelerin Bütünlüğü ve Güvenilirliği (IRIS) programının bir parçası olarak, her bir çipin işlevlerini bozmadan doğrulayabilen yöntemler geliştirmeyi amaçlamaktadır. Bu yöntemlerin sistemi, derin mikron altı devre cihazlarının gelişmiş tanınmasını ve ayrıca cihazlar arasındaki ilişkiyi belirlemek için hesaplama yöntemlerini içerir.
Ek olarak, program, az sayıda numuneyi test ederek entegre devrelerin güvenilirliğini belirlemeye yönelik analitik süreçlerin yürütülmesi ve cihazların modellenmesi için yenilikçi yöntemlerin oluşturulmasını sağlar.
Öncü Uç Erişim Programı
Yukarıda belirtildiği gibi, Amerika Birleşik Devletleri'nde kullanılan çiplerin çoğu ülke dışında üretilmektedir. Amerikalıların görüşüne göre bu durum tehlikelidir. Birincisi, ileri teknolojilere erişim eksikliği, yüksek nitelikli personelin ülkeden çıkışına katkıda bulunuyor. İkincisi, Savunma Bakanlığı bu tür mikro devrelere çok fazla güvenmiyor.
Yarı iletken teknolojisi alanındaki araştırmalar, teknolojik gelişmelerin sadece ticari yapılarda değil, askeri birimde de tanıtılması için büyük önem taşımaktadır. Bu nedenle ajans, üniversitelere, endüstriye ve devlet kurumlarına gelişmiş askeri yarı iletken teknolojisi sağlamayı amaçlayan Öncü Erişim Programı adlı yeni bir program başlattı. Bütün bunlar, çip üretiminin Amerika'ya erken geri dönüşü umuduyla yapılıyor.
Gelişmiş teknoloji uygulamaları, analog veya karışık sinyalli entegre devrelerin dijital olarak değiştirilmesini, yardımcı karışık sinyalli entegre devreleri, analogdan dijitale dönüştürücülerin ve çok çekirdekli işlemcilerin yüksek hız ve düşük güç sorununa çözümler içerir. Belirli bir zamanda, askeri departman ajansa yeni projeler sağlayacak. Ana seçim kriterleri, tasarımın yeniliği, askeri sanayide uygulama olasılığı ve operasyonel verimliliğin başarılı bir şekilde harekete geçirilmesi potansiyeli olacaktır.
Çeşitli Erişilebilir Heterojen
Şu anda bilgisayar teknolojisinin daha da gelişmesini engelleyen ana sorunlardan biri, onlar için mikro devrelerin çeşitli malzemelerden yapılması gerektiğidir. DARPA, amacı yeni nesil mikroçiplerin oluşturulacağı yeni bir tek silikon platform oluşturmak olan Diverse Accessible Heterogenous programını geliştiriyor. Bu nedenle, geliştiricilere göre, heterojen entegrasyon, veri aktarım süreci ile ilgili bir dizi ciddi sorunun üstesinden gelmeli, heterojen bileşiklerin yoğunluğunu belirlemeli, optimal sıcaklık rejimini oluşturmalı ve seri üretim için yeni platformu optimize etmelidir.
Başarılı bir geliştirme durumunda, heterojen platform, optoelektronik mikro devreler, optik algılama sistemleri, isteğe bağlı sinyallerin optik üreteçleri, entegre görüntü işleme ve bilgi okuma ile çok dalgalı termal görüntüleyiciler gibi endüstrilerde kullanılabilir.
Evrensel bir platformun oluşturulması bilgisayarların daha hızlı ve verimli çalışmasına yardımcı olacağından, programın sonuçları sivil kullanım için de önemli olacaktır.
Her Yerde Yüksek Performanslı Bilgi İşlem
Ajansın geliştirmeleri arasında, bilgisayar ekipmanı oluşturma sürecine pratik olarak sıfırdan yaklaşan bir program var - "Ubiquitous High Performance Computing". Düşük güç tüketimi, siber saldırılara karşı koruma ve daha yüksek performans ile bilgisayarlar oluşturmak için temeller sağlayan teknolojilerin tasarımı ve geliştirilmesine odaklanır. Ayrıca program, bu tür bilgisayarların programlama açısından çok daha kolay olacağını, böylece az deneyime sahip uzmanların bile yapabileceğini varsayar.
Bu bilgisayarlar, ölçeklenebilir, yüksek düzeyde programlanabilir sistemleri geliştirerek daha güvenilir ve daha verimli olacaktır. Massachusetts Teknoloji Üniversitesi, Intel, NVIDIA gibi ciddi yapılar bu projede yer alıyor. Dolayısıyla bu programın DARPA'nın en iddialı gelişmelerinden biri olduğu söylenebilir.
Buna ek olarak, ajans aktif olarak entegre 3D mikro devrelerin geliştirilmesi üzerinde çalışıyor. Şu anda, mikro devreler mikroelektroniğin kilit noktalarından biridir. Ancak giderek azalan çip boyutları karşısında, modern yarı iletken teknolojileri birçok özel ve temel sorunla karşı karşıyadır. Bu nedenle, yarı iletkenlerin büyük başarısına rağmen, geliştiriciler daha yüksek performansa sahip olacak yeni tip genel amaçlı mikro devreler arıyorlar.
Üç boyutlu bir tümleşik devrenin yaratılması, iki boyutun sınırlamasının üstesinden geleceğinden, bilgisayar teknolojisinin daha hızlı ve daha verimli bir şekilde geliştirilmesi için büyük fırsatlar yaratacaktır. Sonuçta, mikro devreler çok karmaşık olduğunda, iki boyutlu bir çip üzerinde gerekli bağlantılar için yer kalmadığında, ilerleme bir gelişme noktasına ulaşmıştır.
Pratik uygulamasıyla ilgili tüm problemlerle birlikte üç boyutlu bir mikro devrenin oluşturulması, teknolojilerin daha kompakt hale getirilmesini mümkün kılacaktır.
Konumlandırma, Navigasyon ve Zamanlama için Mikro Teknoloji
On yıllardır, Küresel Konumlandırma Sistemi veya GPS, çoğu askeri navigasyon ekipmanına yerleştirilmiştir. Bu nedenle, birçok silah türü, sistem tarafından iletilen konum, seyahat yönü, uçuş süresi ve benzeri bilgilere bağlıdır. Ancak bu tür bir bağımlılık büyük sorunlar yaratabilir, çünkü bir sinyalin zor alınması veya sıkışması koşullarında, sistemle sürekli iletişim gerektiren silahlar çalışmayacaktır.
DARPA, özü çevrimdışı çalışmanıza izin veren teknolojiler oluşturmak olan Konumlandırma, Navigasyon ve Zamanlama için Mikro Teknoloji (MICRO-PNT) programının geliştirilmesine başlamıştır. Bu aşamada fikstürün temel sorunları boyut, ağırlık ve güçtür. Başarılı araştırma, gerekli tüm cihazları birleştirecek tek bir cihaz yaratacaktır: ivmeölçerler, saatler, kalibrasyon, jiroskoplar. Mikroskobik kalibrasyon, dahili hata düzeltmesi ile daha doğru hedefleme sağlamalıdır.
2010 yılında, yüksek hassasiyetli saatler ve atalet aletlerinin yaratılmasıyla ilgili mikroteknolojinin geliştirilmesinde araştırmalar başladı.
Programın geliştirilmesi, öncelikle dinamik atalet sensörlerinin aralığını arttırmayı, saat hatasını azaltmayı ve ayrıca hareketin konumunu ve yörüngesini belirlemek için mikroçipler geliştirmeyi amaçlamaktadır.
Program uygulanıyorsa, metroda Google Haritalar'ı hayal edin.
