美國防部未來最具民用價值二十大軍事項目

據(jù)國外媒體報道，美國國防部高級研究計劃局（DARPA）獲得了大量的研究基金，用于發(fā)展未來軍事科技。GPS、Internet和隱形戰(zhàn)斗機這些 實打?qū)嵉目萍汲晒汲鲎栽摼帧?/p>

　　上一次，Business Insider關注了他們的國防科技辦公室（Defense Science Office）和信息創(chuàng)新辦公室（Information Innovation Office），這次，他們將重點關注微系統(tǒng)科技辦公室（Microsystems Technology Office），該項目旨在探索新一代的計算機技術。

　　Excalibur（“王者之劍”）：軍用激光槍

　　國防部一直以來都對城市作戰(zhàn)中所使用的傳統(tǒng)型武器感到擔憂，原因在于這樣的作戰(zhàn)方式在大規(guī)模折損對方兵力上有著很多限制，同時也會對己方造成一些連帶損傷。于是，軍用激光槍項目應運而生。

　　Excalibur軍用激光槍的重量僅為傳統(tǒng)激光槍的十分之一，體型也小巧，幾乎可手持。DARPA的目標是：能一次性支持100KW的設備投入使用，用于精密打擊地面及空中目標。

　　便攜式血液透析裝置：將受感染的血液排出體外

　　據(jù)現(xiàn)有數(shù)據(jù)顯示，僅2009年，受血液感染困擾的服役軍人就有1500多人。

　　因此，DARPA準備研發(fā)一種便攜式裝置。該裝置能夠?qū)⑹芨腥镜难汉陀泻Σ≡磾y帶體從人體內(nèi)排出，然后將處理過后的“干凈”血液再輸送回人體內(nèi)，就像醫(yī)學上的透析機一樣。

　　DARPA計劃于2012年秋季開始該項目的建設。而該項目的科研人員也相當注重未來的民用價值。DARPA表示，如最終成行，該裝置每年將能挽救數(shù)千條生命，并為美國政府節(jié)省數(shù)十億美元的開支。

　　Nanobots（納米機器人）：人體內(nèi)的健康監(jiān)測器

　　現(xiàn)有的疾病監(jiān)測都是在人體外進行的，因此，DARPA準備研發(fā)一款可植入人體內(nèi)的健康監(jiān)測器。

　　“活體內(nèi)納米裝置”項目（In Vivo Nanoplatforms）將研發(fā)多種納米粒子，用于感測及處理疾病和感染。通過這項技術，可植入納米粒子將能根據(jù)生物活性感測到具體的分子。DARPA準備先在大型動物上做實驗。

　　芯片內(nèi)置散熱裝置：拋棄風扇

　　使用電腦的過程中，隨著電路運作的時間加長，芯片會過熱，進而影響工作效率，而傳統(tǒng)的電腦風扇噪音大、易損壞?，F(xiàn)在，DARPA的 “ICECOOL”項目準備拋棄傳統(tǒng)的電腦風扇，轉(zhuǎn)而將散熱管理系統(tǒng)內(nèi)置于芯片上?，F(xiàn)在DARPA正在尋求提案，如果可行，這個項目將創(chuàng)造電子行業(yè)的歷 史。

　　超性價比熱像儀

　　熱成像技術被應用在許多軍事設備上，然而，由于費用較高，該技術很難大規(guī)模得到應用。

　　DARPA的項目旨在制造低成本的熱像儀，增加大規(guī)模使用的可行性。此外，DARPA還準備將新型熱像儀的應用范圍擴大到手機、眼鏡、頭盔等領域。因為該項目的目標是在芯片上加入一個攝像頭，所以照這樣的想法，這種技術可以在很多領域都得到應用。

　　基因合成機：批量生產(chǎn)基因療法

　　生物學上的發(fā)現(xiàn)往往要耗費大量的時間和金錢，為了改變這種現(xiàn)狀，DARPA試著了解去了解其中的生產(chǎn)要素，然后從源頭上改變這種情況。他們正準備進行的“生命工廠”項目（Living Foundries）就想要開發(fā)能設計和控制生物學的新技術和新學科。

　　這個項目雖然看起來野心過大，但退一萬步講，能大規(guī)模產(chǎn)生“生物解決法”這個設想的確非常誘人。

　　人機完美結(jié)合技術

　　受人工耳蝸植入技術的啟發(fā)，DARPA對“半機械人”技術產(chǎn)生了濃厚的興趣。人類在科技進步上遇到的最大障礙在于人體和機器的結(jié)合點，于 是，DARPA的“可靠神經(jīng)接觸技術”（RE-NET）項目就準備研發(fā)能長期穩(wěn)定地連接到人類中樞神經(jīng)系統(tǒng)的機械植入器。他們希望這種裝置能穩(wěn)定地為人類 提供質(zhì)量感知。

　　該技術的民用前景（如在醫(yī)學領域）也十分廣闊。

　　新型微技術：實現(xiàn)不依賴GPS的導航和定時

　　國防部很多硬件設備的正常運行都依賴于GPS，這種依賴度的嚴重性在于，一旦進入受干擾區(qū)域或信號相對較弱的地區(qū)，所有需要GPS穩(wěn)定服務的武器裝備將全部癱瘓。

　　基于此，DARPA的新型“定位、導航和定時微技術”項目（MICRO-PNT）將致力于打造一款不依賴于GPS也能運行的新技術，以備失去信號時能繼續(xù)使用。該技術能自動計算GPS可能提供的定位、導航、速度以及一些相關的信息，用以代替GPS的硬數(shù)據(jù)。

　　該技術也有很大的民用空間，如在地鐵上或信號不好的地方使用Google地圖。

　　進口芯片檢測技術：精確識別贗品、廢品和盜用品

　　隨著越來越多的原材料進口，國防部開始擔心進口的電子元器件的質(zhì)量問題。由于國防部無法親自檢驗每一篇芯片的制造過程，于是，DARPA展開了 “集成電路的整體性和可靠性”項目（IRIS），該項目能在不損壞電路的條件下檢測每條電路的運行情況。也就是說，DARPA能確保每條電路的質(zhì)量都是好 的。

　　而該技術也有著民用前景，比如用來檢測個人電腦硬件有沒有鍵盤記錄程序或者是不是贗品。此外，如果該技術能投入商用，那么計算機維修也是一個應用領域。

　　有效識別生化武器和化學襲擊的方法

　　目前，準確掃描和識別生化武器技術是一項費時、費力、費錢的工程。而DARPA的“Compact Mid-ultraviolet”技術能讓生化武器的識別行為更簡便，該項目的技術目標是研發(fā)一種使用紫外線技術的識別裝置。對該技術進行一些改善后，就 可以應用于飲用水凈化和生化武器追蹤領域。

　　讓計算實現(xiàn)75倍節(jié)能

　　運算速度是以每秒浮點運算（FLOPS）來計算的，即系統(tǒng)每秒能做簡單運算多少次，現(xiàn)在又有以每秒十億浮點運算來計算速度。計算所耗費的能量計算也很重要，所以也有以每瓦特十億浮點來計算速度，那么要如何使得計算更節(jié)能呢？

　　DARPA的PERFECT項目（The Power Efficiency Revolution For Embedded Computing Technologies）計劃將現(xiàn)有的每瓦十億浮點的能耗提高到每瓦75個十億浮點，從而掀起節(jié)能革命。如果成功的話，這提高的75倍效率，將能使智能 手機連續(xù)待機幾個星期，使筆記本電腦的充電頻率跟給Prius加油的頻率同步。

　　穩(wěn)定生產(chǎn)納米技術產(chǎn)品

　　DARPA在納米技術上投入巨大，納米技術的核心概念已被證實，技術也是可行的，唯一的難題就是規(guī)模生產(chǎn)。

　　尖端納米制備項目（Tip-Based Nanofabrication）就是為解決這個難題而組織的。該項目嘗試使可控納米材料生產(chǎn)成為現(xiàn)實?，F(xiàn)在已被證實的是納米管能被大批量種植，所以DARPA的目標就是合理控制和操縱這種種植。

　　如果成功的話，一個新的科技領域?qū)⒊ㄩ_大門?？煽氐募{米管、納米線以及量子點將使得現(xiàn)在不可用的原材料有用武之地，而醫(yī)藥和消費科技領域也正在等待這項新技術的誕生。

　　高效大功率激光：保護無人機

　　DARPA想要將不同波長的多個激光操作合聚成一個光束，以提高光束強度，這個計劃將由ADHELS項目（Architecture for Diode High Energy Laser System）來完成，他們要研發(fā)的是一種全新的高強度激光，應用于無人機上，能在受到襲擊時及時防衛(wèi)。

　　這種技術也能民用，其實激光技術已經(jīng)在工業(yè)上得到廣泛的應用，而更先進的激光技術則能帶來更炫的商機。

　　三維電路：使科技變得更有影響力

　　現(xiàn)有的集成電路總的來說都是二維空間的，而DARPA則跳出了固有的思維模式，想要建造一個三維的集成電路。

　　這意味著計算機將運行得更快，因為突破了關鍵的限制。目前，電路構造愈加復雜，這就需要更多的空間用來設計更多的接口，而在現(xiàn)有的二維條件下， 這個空間即將不夠，這是阻礙集成電路技術發(fā)展的重要因素之一。三維集成電路的研發(fā)（盡管這個項目現(xiàn)在看來很難實施）將能提升集成電路的發(fā)展空間，使科技更 具影響力。

　　Ultrabeam：首個伽瑪射線激光將永久改變醫(yī)學界

　　在DARPA的所有激光項目中，這個項目無疑是最具有民用前景的。Ultrabeam將是首個伽瑪射線激光，它之所以受到軍方的青睞，是因為先進的X射線能檢測任何感興趣的材料，如進口的集裝箱。

　　醫(yī)學方面，這項技術帶來的改變將是巨大的。這種激光能使新式的放射療法和診斷工具得到使用。

　　讓美國重新開始設計和生產(chǎn)集成電路

　　考慮到價格和規(guī)模生產(chǎn)計算機產(chǎn)品的效率問題，目前美國所有的電路原材料都是從海外進口的，但對美國國防部來說，這是個很大的風險，因為國防部技 術項目中使用的多數(shù)原始芯片都是通過商業(yè)手段從國外購買的。于是，DARPA組建了LEAP項目，希望重新在美國本土生產(chǎn)電路原材料。

　　該項目與美國高校、科研人員以及國內(nèi)開發(fā)商們合作，以期盡快見到美國制造的集成電路。

　　冷卻發(fā)熱電路的新方法

　　由于集成電路體積越來越小，于是發(fā)熱越來越快，而發(fā)熱有可能會毀了一個電路，所以風扇和散熱技術很有必要，但國防部并不滿足于現(xiàn)有的散熱技術。

　　DARPA的“熱量管理技術”項目（Thermal Management Technologies）有五種電路冷卻方法：熱導管改善技術、冷卻微技術、新型材料、熱電冷卻器和升級的電源放大器。

　　散熱技術的改進最終也可能被應用于消費型電子產(chǎn)品的生產(chǎn)。

　　打造單晶片的全球平臺

　　制約計算機發(fā)展的一個重要因素就是計算機芯片必須用多種不同的原材料制造而成。

　　硅是最普遍也是最專業(yè)的原材料，它以氮化鎵、砷化鎵、銻化物和其它材料為基礎，而DARPA的“Diverse Accessible Heterogeneous Integration”項目計劃建立一個以單晶基片為基礎的全球基地，用于將芯片結(jié)合起來以節(jié)省寶貴的時間。

　　該項目的民用價值在于，能使電腦運行速度加快，因為數(shù)據(jù)沒有必要在兩種不同的芯片之間傳遞。

　　AWARE項目：永久改變攝影和監(jiān)控技術

　　軍方對攝像技術的改進一直很熱衷，因為好的攝像技術意味著更好的情報工作能力，進而更好的執(zhí)行任務。于是DARPA展開了AWARE計劃 （Advanced Wide FOV Architectures For Image Reconstruction and Exploitation）。

　　你也許對這種超高像素的相機有所耳聞，它將150多個照相機結(jié)合成一個單透鏡，目的是拍攝出100到500億像素的照片，這個分辨率遠高出人眼可辨的分辨率。

　　在民用價值上，先進的攝像技術可以應用在醫(yī)學、商業(yè)、媒體、科技和娛樂領域中。

　　高彈性、低功率超級計算機：非專業(yè)人員也能編程

　　DARPA的“高性能計算機”項目（Ubiquitous High Performance Computing）計劃開發(fā)一種新的計算機系統(tǒng)，該系統(tǒng)能彈性應對網(wǎng)絡攻擊、更節(jié)能、更高效。

　　最重要的是，該項目想要非專業(yè)人員也能對計算機進行編程，這是DARPA更具野心的項目之一，Intel、MIT、NVIDIA和亞國家實驗室（Sandia National Lab）都對該計劃表示出了興趣，這顯示了國防部對該項目的重視。