【防务观察】DARPA展示日上的十七项耀眼成就，照亮未来军事和生活
本文由大国重器（ElectronicComponent）授权转载
作者：长青
DARPA2016年度展示日："致力于加快改变游戏规则的技术转型"
5月13日和5月14日分别就DARPA在展示日上计划展出的微系统和频谱主题下的项目进行了全文介绍，详细内容请移步于此（微系统——频谱）。今天就展示日上展示的部分成果进行介绍。
DARPA在展示日的介绍中写道，此次活动旨在向美国国防团体近距离展示DARPA的多项创新技术和处于研发和多种技术成熟度的军事系统。换句话说，DARPA所展现出的这些成果均是面向未来、具有高风险和高回报特点的软件和硬件，极有可能成为未来战场的主力，同时更有可能对我们每一个人的日常生活带来巨大影响，亦如DARPA曾一手打造的全球卫星定位系统、隐形飞机和互联网前身。
所属项目：可设置消失资源（Vanishing Programmable Resources）
图右侧是一个嵌入进钢化玻璃的芯片，左侧是该芯片在收到自毁信号后的残留物。使用类似这样的“消失”电子系统，可通过设定器件寿命并在之后进行物理自毁，以保证尖端科技处于受控范围。
所属项目：优化的光电嵌入式微处理器（Photonically Optimized Embedded Microprocessors）
上图所示为一个光电计算机，使用光通信（激光器）替代传统的电通信。激光可以更快的速率传输更多数据，并能显著减少能耗。该芯片的功耗仅是同等性能、非光版本的1/20。多个独立于UC伯克利分校的公司正致力于实现该技术的商用化。
所属项目：芯片间/芯片内增强冷却（Intrachip/Interchip Enhanced Cooling）
新的冷却方法不再是仅仅冷却计算机处理器芯片的顶部，而是在整个处理器内部通过主动循环液体冷却剂的方式实现冷却，可显著增加器件性能。上图所示是一个内嵌有微流体通道的衬底，可用于高性能计算和固态激光器。
所属项目：太赫兹电子学（THz Electronics）
上图所示的是“世界上最快的芯片”，为可工作在850GHz的功率放大器。据DARPA表示，这是目前世界上所测到的最高射频链路。随着射频频谱变得日益拥挤，类似这样的超高频率无线电意味着更多器件可以更快的速度传输更多数据。
所属项目：电光异质集成（Electronic-Photonic Heterogeneous Integration）
在图中右上部分的小银片是一个正在工作的固态激光雷达（LIDAR），通过红外激光器来确定目标的位置和距离。这个LIDAR可以探测超过1m距离的物体，到今年年底，距离有望达到10米，未来有可能达到100米或更多。大多数机器人（包括无人汽车）需要依赖大型、复杂、昂贵的LIDAR系统，低成本固态LIDAR将带来更多机器人应用。
所属项目：带有受控微观结构架构的材料（Materials with Controlled Microstructural Architecture）
图中右上是固体铜块，旁边的三个是已经编织成各种晶体结构的铜。通过使用不同技术，铜和其他金属可以被印刷或编织成严格受控、具有独特属性的微米或纳米结构，实现所需的密度、多孔性、柔性、重量、强度等。体材料和微观材料不同就像金字塔和埃菲尔铁塔之间的区别，潜在应用广泛。
微工厂
所属项目：开放制造（Open Manufacturing）
图中轻质量碳纤维结构由来自斯坦福国际研究院的一大群微型机器人制造。其中包括有嵌入式电子系统。这些机器人正用于制造可将结构和电子组合在一起的表皮，该表皮可被用于研发各种结构，潜在应用甚至包括制造车辆。
所属项目：快速轻质自治（Fast Lightweight Autonomy）
要实现真正地自治，无人机只能依赖板载感应和计算能力来感知和躲避障碍。该无人机装有一对立体照相机，可以从视觉上以1m/s的速度躲避障碍。到2018年，DARPA希望能够类似这样的无人机，能够以高达20m/s的速度在室内、室外甚至穿越窗户地自治导航飞行。
所属项目：移动热点（Mobile Hotspots）
两个可操控天线可通过一个飞行的移动热点达到每秒1GB的数据传输能力。这样的一对装置安装在“影子无人机”上，可为偏远地区的士兵提供与4G传输速率相同的移动互联能力，一组无人机就可以共同组成灵活、弹性网络。
所属项目：垂直起降试验飞机（Vertical Takeoff and Landing Experimental Plane）
图为极光飞行科学公司研制的“雷击”飞机模型，该飞机使用混合电动推进涵道风扇（ducted fan）的旋转翼结构实现垂直起飞和水平飞行。一个20%大小的原型已经试飞，DARPA将近投入了9000万美元用于两架全尺寸飞机的制造，预计将于2018年9月进行试飞。
所属项目：士兵保护系统（Soldier Protection Systems）
透明装甲由数层陶瓷、玻璃和聚合物组成，厚度只有6厘米，但能经受住来自7.62毫米子弹的多次射击。陶瓷的晶体结构能够帮助阻止该装甲在受到第一次射击后破碎，适合作为战术车辆的窗户等。
所属项目：勇士织衣（Warrior Web）
来自哈佛大学维斯研究所的帕特里克·墨菲演示了这个软机械护甲，能够使强度和穿戴者的耐力增加25%。电机拉动绑在使用者大腿上的线缆，部分承担了走路时本应由肌肉承担的工作。该护甲目前正在陆军研究实验室进行士兵穿戴测试。
所属项目：战术侦查节点（Tactically Exploited Reconnaissance Node）
图为Tern（战术侦查节点）无人机（UAV）的模型，Tern UAV可长时间飞行，能垂直起飞和降落，具备监视和攻击能力，预计将在2018年进行全尺寸飞行展示。
所属项目：海底上浮载荷（Upward Falling Payloads）
该“上升点”放置在海洋的底部，可以远程按需激活。该豆荚状装置上浮至海洋表面，然后释放载荷，载荷可包含一个无人水面舰船或一个无人机。
所属项目：凤凰（Phoneix）
在循环利用在轨退役卫星的器件时，需要一个可承载实施供能和控制作用器件的基础架构。该模块化微型卫星可组装成任何配置，提供灵活性、冗余和节约成本。图中所示的模块化运输载体计划于今年8月通过猎鹰9号运载火箭将望远镜带入太空。
所属项目：地球同步卫星机器人服务（Robotic Servicing of Geosynchronous Satellites）
图上是一个为服务地球同步轨道上的其他卫星而设计的卫星模型，目前已经远超过现有解决方案所能提供的能力，可提供卫星检查、修补，装载新载荷，甚至移动到不同的轨道，节约发射成本和减少轨道垃圾。
所属项目：颠覆性假肢（Revolutionizing Prosthetics）
约翰尼-马西尼(Johnny Matheny)展示了由约翰霍普金斯大学研发的“模块化假肢”。该机械臂通过植入物嵌入到残肢的骨髓部，经过研究人员对手臂神经系统的修复手术后，患者可通过大脑直接控制该机械臂的活动，可恢复很多自然的动作，扩大活动范围。该机械臂具有与人类手臂类似的强度、灵活性、高精度触觉和位置感应能力，以及相类似的外形尺寸。
前沿君微信：tech9999
投稿邮箱：13355524@qq.com