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美国国防部二十项有望改变人们生活军事项目

454398 来源:腾讯科技 作者:腾讯科技 2012-08-13 10:10 次阅读

北京时间8月13日消息,据国外媒体报道,美国国防部高级研究计划局(Defense Advanced Research Projects)拥有大量的资金,以便开发未来的军事科技和技术项目。该机构促成了GPS、互联网和隐形飞机等新兴技术的诞生。

科技媒体Business Insider对该机构的活跃项目进行了研究,以便找到如果最终能成为现实生活中的技术,而拥有大规模民用含意的项目。

此前,Business Insider关注了国防部科技办事处(Defense Science Office)和信息创新办事处(Information Innovation Office),Business Insider此次关注的是美国国防部先进研究项目局旗下的微系统科技办事处(Microsystems Technology Office),该机构正在研究下一代计算机技术。

以下为Business Insider盘点有望改变人们生活的20项高级军事项目:

1.Excalibur项目

对于在城市战争中常规武器的使用,美国国防部一直表示担忧。相关的风险存在于将损害局限于敌人及其持有的武器上面,避免造成附带的损害。

这以及其他方面的原因,使得国防部非常需要一款激光武器,而DARPA则计划为它们开发一款。Excalibur项目是开发比现有战斗激光武器轻上十倍的激光武器。这些激光武器几乎可以手持。DARPA想要使这些具有100KW电量的产品,用于精准打击地面和空中的目标。

2.像透析一样清洁血液的方法

仅2009年一年,血液感染就影响了逾1500名军事人员。DARPA正在开发一款便携式设备,该款产品可以从体内清除受到感染的血液和有害物质,将干净的血液返还到体内,这与使用透析设备将人体血液内毒素移除的方法类似。

研究人员非常注重该项目的民用价值。DARPA声称,该款最终的产品在美国每年将可挽救数千人的生命,节省支出达数十亿美元。DARPA计划在2012年秋天开始生产这种便携式设备。


3.纳米机器人监测人体健康

尽管对于疾病进行外部监测非常重要,但DARPA正在研究一种内部监测的方式,以便发现一个人是否生病。

Vivo Nanoplatforms项目正试图研发纳米粒子类别,以便在内部判断和治疗疾病与感染。DARPA正针对大型动物,进行完整的系统论证。

4.无需笨重、易坏的风扇,系统在芯片内部进行冷却

电脑上噪音极大,并且容易损坏的风扇,是高效运转芯片不至于过热的必要保证。随着集成电路越来越紧凑,这些芯片运行的温度也越来越高。因此对于散热的需求也在快速增长。

这也是DARPA通过芯片内部增强冷却(Intrachip Enhanced Cooling)项目介入的领域,该项计划放弃了通过空气来冷却芯片的想法,而考虑在芯片上嵌入热量管理系统。

DARPA现在正在尝试这一提议。而这个解决方案有可能会让电子行业“过热”。


5.超低价的热成像系统

热成像拥有多种军事用途。但该项技术仍然相对昂贵,这阻止了美国国防部对该技术的大量使用。

低成本热成像仪(The Low Cost Thermal Imager)制造项目,试图使这一技术变得更加低廉,可以利用。DARPA认为,热成像产品没有理由不被应用于手机、眼镜、?奕思菔环苫、步枪瞄准镜以及头盔等产品之中?

由于DARPA的目标是在芯片上加入一个摄像头,因此新技术可以在众多领域里应用。

6.DARPA想要开发一种基因机器,批量生产基因疗法

对于一个新生物学发现所需的大量资源,国防部并不认同。开发一种单一的疗法,并进行大规模的生产,需要花费数年的努力,以及数十亿美元的投入。例如从细菌分泌物中提取的抗疟疾药物等等。

通过Living Foundries项目,DARPA想要开发能够指导和设计生物学的技术和新学科。这一项目雄心勃勃。但至少可以这样说,大规模生产生物解决方案的可能性,非常具有诱惑力。


7.该项目想要将科技与神经系统完全整合

人工耳蜗可以使使耳聋的人听到声音,受到人工耳蜗植入技术成功的启发,DARPA也非常热衷于半机器人(cyborg)技术。对于人类而言,技术改进面临的最大障碍就是人与机器的结合。

DARPA旗下研究的“可靠神经接口技术”(Reliable Neural-Interface Technology)项目想要研发可植入物和相关的改进,以便使其可以长期连接到人类的中枢神经系统。该项技术的民用前景也很广阔,可以最终应用于医疗和投机娱乐领域。

8.定位、导航和定时微技术

美国国防部的许多硬件产品都依赖于GPS,当你意识到这种依赖性有多么的严重性时,就会发现一个问题:干扰系统或者服务偏弱的地区,可能会使功能上需要稳定GPS连接的武器处于瘫痪状态。

DARPA旗下的定位、导航和定时微技术(Micro-technology for Positioning, Navigation, and Timing)项目,设计了一个解决方案。它的目的是对硬件进行设计,使依赖于GPS的技术,在没有信号的状况下,继续工作。它将根据最后已知的位置、轨迹、速度和类似信息,计算出GPS将要提供的信息,以便取代GPS的硬数据。

该项技术有多种民事用途。想想一下,在地铁里信号不好的区域,使用谷歌地图服务。


9.该项目可以确保进口芯片不是赝品和废品

美国多数原材料生产外包给海外生产,对于使用进口集成电路开发的系统,其可靠性令美国国防部心存疑虑。

由于美国国国防无法精巧的对每块芯片生产进行监控,因此DARPA正在开发集成电路完整与可靠性(Integrity and Reliability of Integrated Circuits)项目,以便在不破坏单个电路的情况下,通过技术获得电路的功能信息。

这意味着DARPA将可以对一个电路进行查看,确保其准确按照指定要求工作。

该项技术也可能应用于民用领域,保证用户的电脑硬件中没有键盘记录器,或者不是假货。此外,如果该项技术能够商业应用,那么也可以用于计算机维修领域。

10.轻松检测生化武器攻击的方法

目前对于化学和生物武器检测所需的技术,庞大、繁重而又昂贵。

DARPA旗下的紧凑中型紫外线(Compact Mid-ultraviolet)技术项目,使得对于这种武器的检验,更加简洁和移动化。该项目目的是开发一款使用紫外线灯光的设备,而该项目的任何进展,都将可以用于饮用水净化和生化武器追踪领域。


11.该项目计划使计算更加节能

计算速度是以每秒浮点运算次数(Floating-Point Operations Per Second)来计算,也就是计算每秒系统可以进行简单计算的次数。现在通常此类计算是在每秒十亿次浮点计算次数区间进行计算。每秒浮点运算次数的能耗也非常重要,是对能量有效使用的一种衡量手段。那么如何使性能与改善能量消耗保持关联呢?

DARPA想要把现有每瓦1 gigaflop的标准,扩展至每瓦75 gigaflops。嵌入式计算技术节能(The Power Efficiency Revolution For Embedded Computing Technologies)项目则有望彻底改变对于能源的消耗。

如果该项目取得成功,节能7500%可使智能手机连续待机数周,而笔记机充电的时间,将与为普瑞斯加油的频率一样。

12.尖端纳米加工项目

DARPA对于纳米技术投资巨大,其核心概念已经得到证实,该项技术具有可行性,但仍面临的困难是进行批量生产。

在尖端纳米加工(Tip-Based Nanofabrication)项目中,DARPA正试图使对纳米级材料的可控制生产成为一种现实。已经证实纳米管“森林”可以增长,而控制和管理这一增长,是这个项目的目的。

如果该项目取得成功,一个全新的技术领域则敞开了大门。纳米管、纳米线和量子点的可控制生产,将能使从现在不可用的原材料中,打造纳米机器。医学与消费者技术领域正急于等待这一研究结果。


13.高效、高能量激光,对无人飞机进行保护

正如你所知道的,DARPA非常热衷于激光技术。DARPA计划将不同波长的激光操作,合并成单一的光束,以便提高光束的强度。DARPA想要研制一个可以保留单一强度光束的高效激光。

二极管高能激光系统架构(Architecture for Diode High Energy Laser System)项目的目标是打造一个全新的高强度激光,可以立即应用于无人驾驶飞机上,对遇到的攻击进行防卫。

对于民用而言,激光已经被广泛应用于工业领域,一款更好的激光产品,可以拥有更大的商业前景。

14.三维集成电路

集成电路总体而言都是二维对象,DARPA则想跳出这一局限,试图开发三维集成电路。

DARPA项目如果成功,则意味着,由于一个重要的限制已经被打破,计算机的运行将会更加快速。阻碍二维集成电路进一步增长的一个因素是,集成电路的复杂性不断扩展,使得在二维电路板上没有运行所有必要连接的空间。

三维概念化电路尽管难以实施,但将允许DARPA扩展集成电路技术,并使其更加紧凑。


15.Ultrabeam是首个伽马射线激光,可能将永远改变医学领域

DARPA现在拥有大量正在研发的激光项目,但该项技术可能拥有部分最为广泛的民用空间。

Ultrabeam是首个伽马射线激光。美国军方热衷于Ultrabeam是因为X射线可以用于对感兴趣的材料进行检测,像对进口的集成箱,和入境人员进行检测等等。在医学领域,它的潜力巨大。简洁的伽马射线激光器可以使新型的放射疗法和诊断工具得以应用。

16.该项目试图在美国重新设计和生产集成电路

现在几乎全部集成电路板的原材料,都是在海外进行生产,这是大规模生产计算机产品廉价、高效的方式。

这对于美国国防部而言,可能潜在上是一个巨大的威胁,因为使用DoD技术的多数原材料来自于美国本土以外,并以商业形式进行购买。这也是为什么DARPA拥有自己的LEAP项目,并试图重新在美国研发集成电路的原因。

该项目允许美国高校、研究机构和美国国内的开发商接触DoD半导体材料,以希望美国制造的集成电路将很快上市。


17.让高级、发热量大电路冷却的新方法

随着集成电路日趋变小,日益紧凑,它的发热量也变得越来越大,集成电路会很快变热,高温可以烧坏一个集成电路,因此需要风扇和散热技术。但美国国防部需要的不仅仅是这些。

DARPA旗下热量管理技术(Thermal Management Technologies)项目正在测试5种不同的方式,以使系统冷却。这些方式包括热管适应技术(heat-pipe adapted technology)、冷却微技术(cooling microtechnology)、新型材料(new materials)、热电冷却器(thermoelectric cooler)、升级版功率放大器(upgraded power amplifier)。

在散热领域里的多数科学进步,都可以应用于消费者电子领域。

18.打造单一芯片的通用平台

阻碍计算机发展的一个因素是,现在计算机芯片必须基于多种不同材料进行生产。硅是最普通的材料,但是专业的芯片是由氮化镓(Gallium Nitride)、砷化镓(Gallium Arsenide)、锑化物(Antimonide)等不同的材料进行打造。

DARPA旗下多样化访问异构一体化(Diverse Accessible Heterogeneous Integration)项目,通过单一基板,打造一个通用的基础,以便对芯片进行合并,节省宝贵的时间。

该技术在民用设备上的使用,由于数据不需要在不同芯片之间进行传输,因此可能会使电脑运行更加快速。


19.AWARE项目可能会永远改变摄影和监控技术

军方一直有意改进摄像头,因为更佳的摄像头意味着更准确的信息,这也意味着更好的执行使命。这也是DARPA开始高级宽视场图像重建与开发架构(Advanced Wide FOV Architectures For Image Reconstruction and Exploitation)项目的原因。

这种相机你可能会听说过。它将逾150个相机合并为一个单一的镜头,以便产生出100亿到500亿像素的图片,这一分辨率远比人眼也能看见的像素范围更加清晰。

在日常生活中,先进的摄像技术在医疗、商业、媒体、科技和娱乐领域里大量使用。

20.DARPA想要开发一款适应能力强、低功率超级计算机,让非专业人士基本上也可以进行编程

DARPA旗下的普通高性能计算(The Ubiquitous High Performance Computing)项目接近于从头开始打造计算机。DARPA想要开发新的计算机系统,这种系统可以抵御网络攻击,更节能,本质上更加高效。

更为重要的是,该项目想要使一些非专业人士,也能够使用电脑进行编程。该项目是DARPA最具野心的一个项目,实事上,英特尔、MIT、NVIDIA和美国桑迪亚国家实验室(andia National Lab)等,每一家都在进行着尝试,这表明DARPA对于该计划非常的认真。

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