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【前沿动态】DARPA项目近期研究进展(2015年12月):纳米制造、自由空间光学传感器、小型激光雷达、晶片级红外探测器等

2016-01-05 战略前沿技术


  • DARPA推动纳米级制造技术突破

  • DARPA计划将小型舰船变为无人飞行器航空母舰

  • DARPA启动原子到产品(A2P)项目,旨在将纳米单元组装成毫米级组件

  • DARPA授予诺斯罗普•格鲁曼公司“战术侦察节点”项目第三阶段合同

  • DARPA授予诺格公司TERN项目第三阶段合同

  • DARPA寻求高稳定性的原子钟以弥补GPS缺陷

  • DARPA高能液态激光区域防御系统将于明年1月开展打靶试验

  • DARPA关注自由空间光学传感器技术

  • DARPA研发小型激光雷达

  • DARPA授出“自适应雷达对抗措施”项目后续研发合同

  • DARPA拟授出合同寻求防范针对国家电力网的网络攻击

  • DARPA利用增强现实技术打造未来“超级战士”

  • DARPA授出“X 班组核心技术”项目第一阶段合同 旨在提高下车士兵和海军陆战队能力

  • DARPA寻求将有毒化学物转化为无害的有机化合物

  • DARPA启动晶片级红外探测器项目研究

  • DARPA “金枪鱼”项目将探索海底通信能力

  • DARPA授出CRAFT项目第一阶段合同 寻求缩短军用定制芯片的设计周期

  • DARPA将研发新型超紧凑光探测与测距系统

  • DARPA取消“机载发射辅助空间进入”(ALASA)计划



DARPA推动纳米级制造技术突破

纳米级的材料通常具有罕见的电气与量子级特性,但在大多数芯片制造时的毫米级却消失了。美国国防先进研究计划署(DARPA)正积极寻找一种两全其美的好办法:以纳米级制造为基础,同时升级至更实用的毫米级。DARPA目前已经将这项挑战部署于其原子到产品A2P)计划的全美10座实验室中。

这些原子级的行为具有潜在的重要国防应用,”DARPA在其A2P计划网站上指出,包括量子化的电流-电压行为,大幅降低了熔点以及明显更高的比热。但其挑战在于如何在更大的产品级’(一般约几公分)装置与系统时保留材料的原子级特征。

负责该计划的其中一座主要实验室——HRL Laboratories, LLC.透露,HRL将部份计划转包给Intelligent Materials Solutions,透过精确地原子逐一组装方式,共同扩展先进材料的纳米级魔力。

为了在毫米级取得纳米技术的优点,我们与Intelligent Material Solutions携手合作,共同致力于实现A2P计划梦想的HRL计划负责人AdamGrossChristopher Roper表示,我们最初的计划是将纳米粒子组装于较其更大100万倍的成品元件中,从而控制红外线。

积层组装控制纳米级魔力

目前的纳米级制造技术是减层法,例如微影、蚀刻和真空沉积,但经由逐一组装原子的3D结构,HRLIntelligent Material Solutions期望能在毫米级扩展纳米级在芯片上所实现的惊人量子效应。

波士顿大学的显微镜工具称为纳米级原子书写器”(atomwriter),可在表面上制造极其微小的光源操纵结构

我们已经证实能够组装两种可控制红外光的纳米粒子,”Gross表示,我们组装了一层层的球形衍射光栅。第一项里程碑是将两种次200纳米光栅组装于210微米的组件中,以保持其纳米级特性。

这一步骤就要花费这项3年计划中约12个月的时间。接下来,研究团队的下一步是将这些微米级次组件组装于毫米级产品中,继续维持其量子效应以及纳米级组件的较低熔点与更高比热。

其它参与实验室及其研究

其它九支研究团队分别致力于不同计划,包括医疗应用等。这些研究团队包括:波士顿大学、Draper LaboratoryEmbody、哈佛大学、SRI、圣母大学、VoxtelXerox Palo Alto Research Center Inc.以及Zyvex Labs等实验室。

Embody重点发展纳米胶原纤维,可模拟加速士兵医疗康复的天然韧带,而且成本更低50%。就像所有的DARPA计划一样,研究人员希望这项成果能渗透到一般运动伤害领域。

Draper将着重于射频(RF)子系统,使其得以提高20倍的全球定位范围和精确度,实际作法是先在微米级组装纳米级编织次组件,然后在第二阶段于毫米级进行组装。其技术是将DNA如何自组装复制到交织结构中。

Voxtel和奥勒冈州立大学专注于仿造自然能力于自组装多材料结构,他们利用高速率的流体制程,结合合成与供应材料至3D混合有机与无机材料,以较低的价格维持更佳品质。

波士顿大学的目标在于打造原子级书写技术,能以具有原子级准确度的喷漆法,在光子战场上打造可调谐的光学超材料。

圣母大学则瞄准平行的纳米制造技术,可使光学超材料随特定的设计者特性需求而制造。透过单原子电化学特性,该技术将会使用能以不同配置快速组装的光砖。

Xerox PARC现正打造全球首款利用微米级墨水粒子的数字微组装印表机。这种微米级墨水粒子能够组装公分级组件,同时维持纳米级特性,以确保安全的通讯、侦察与电子战。

Zyvex打算自上而下打造具有纳米级特性的微米级元件,以及具有原子级的精确度,以实现超灵敏的传感器、威胁侦察、量子通讯以及沙粒大小的原子钟。

SRI的目标在于建造所谓的漂浮微工厂levitatingmicro-factories),结合MEMS以及连接微米级次组件与纳米级特性于毫米级产品的取放机器人大军

哈佛大学则致力于创造毫米级外科工具的新时代,将2D逐层组合过程提升至复杂先进的3D器件,以实现特殊的外科手术。研究人员的目标在于让外科医生即使是在执行微米级手术时,也能保有触觉反馈的能力。(来源:MEMS公众号)



DARPA计划将小型舰船变为无人飞行器航空母舰

[据大众科学1230日报道]航母带来了海战革命。在航母出现之前,大型战舰主宰了海战,其强大的炮火对敌方船只和沿海城市造成巨大威胁。而航母出现后,其自带的飞机跑道和机库可以在远离陆地的海域起降飞机,在敌舰视线及火炮射击范围之外击沉敌舰。

现在,DARPA希望通过发展可以在小型舰船上起降的小型无人机进一步扩展航母革命。这将使小型舰船也具有大型军舰作战范围延伸和作战能力增强的潜力。

简称为燕鸥的战术侦察无人机,可在陆地和甲板上垂直起降,起飞和降落时机身如同直升机一样,但是起飞之后机身会转动90度,像普通飞机一样飞行。这是一架中空长航时飞行器,缩写为MALE,让人不会怀疑它的性别。飞机前缘的两个反向旋转螺旋桨首先提供升力,再提供推进力,机身带有飞翼。不使用时,燕鸥会停在舰船安全的中。

DARPA授予诺·格公司该项目三期的资助,目的是建造一架全尺寸演示机,可以在海上起飞,并能在小型海上平台降落,如驱逐舰或小型攻击舰(但不包括潜艇)。这款无人机于上一架引起关注的海军无人机——X-47B明显不同,后者是从航母跑道上起飞。

目前还不知道燕鸥项目是否可行,但是未来舰船已经向着DARPA的设计想法发展。海军的高科技朱姆沃尔特级驱逐舰于本月第一次下水,后部带有可停放两架直升机或几架小型无人机的平台。英国的T2050未来概念战舰也配置了一架大型无人机和多架小型无人机的起降平台。

航空母舰通过不断向大型化和致命化发展而改变了战争。如果燕鸥项目成功,它将开启航母的第二个时代,届时,所有的哪怕是最小的海军舰船都可以起降自有的飞行器,将远远超出舰船本身的攻击范围,执行远距离侦查和打击目标任务。(中国船舶工业综合技术经济研究院志伟)



DARPA启动原子到产品(A2P)项目,旨在将纳米单元组装成毫米级组件

【美国DRAPA网站20151229日报道】DARPA最近启动了原子到产品(A2P项目,旨在开发技术和工艺,用于将接近原子尺寸的纳米尺度材料组装成系统、组件或是至少毫米尺度的材料。该项目设立的目的是为了解决一个现实问题:很多普通材料处于纳米尺度时,表现出独特的原子级行为,如量子伏安效应、熔点快速降低、显著提高的比热容等,但一旦制造到产品级时,如几厘米,或是集成到设备或是系统中,材料的独特纳米尺度性能就会消失。

DARPA最近选择了德克萨斯州立大学、加利福尼亚大学在内的10个项目组,来应对这个挑战。DARPA项目管理人John Main表示,将原子尺度的单元组装成实际的组件或产品是解锁微机械系统全部潜能的关键。DARPAA2P项目旨在将微机电小型化带来的力学、电荷化学性能优势延伸到系统或产品上。该项目分两步来完成:第一步是完成从原子级到微米级的组装;第二部是完成微米级到毫米级的组装。被选中的研究小组需要完成其中的一步或是两步。(中国航空工业发展研究中心胡燕萍)



DARPA“战术侦察节点”项目进入最后阶段

特邀编译:吴天昊


据美国国防高级研究计划局(DARPA)官方网站并综合其他网站报道,12月24日,DARPA将价值9300万美元的合同授予了诺斯罗普·格鲁曼公司,用于推进“战术应用侦察节点”(TERN)项目的最后阶段,即为小型舰船设计、制造并测试中空、长航时无人机及舰载发射与回收系统。

TERN项目由DARPA于2013年10月设立和发起的。2014年5月,DARPA与美国海军研究办公室签署合作备忘录,决定共同推进该项目。TERN项目旨在开发一款可在驱逐舰和护卫舰上发射的无人机系统,以确保美军在全球范围内开展持久的“情报、监视和侦察”(ISR),实施快速打击,并降低作战成本。据报道,该项目主要经历了三个阶段。

在第一阶段,DARPA 分别授予诺斯罗普·格鲁曼公司、航空环境公司、海事应用物理公司、卡特航空技术公司及极光飞行科学公司等五家公司各200万美元,通过竞争方式发展一款全新的中空、长航时无人机概念。

在第二阶段,DARPA分别授予诺斯罗普格鲁曼公司和航空环境公司1900万美元,进行TERN概念的初步设计。最终,诺斯罗普·格鲁曼公司推出了一款飞翼布局、立式起降、机头反向旋转双螺旋桨的设计原型,并以此击败了竞争对手航空环境公司,获得了TERN项目的第三阶段研发。

在第三阶段,DARPA计划制造出一款全尺寸“战术应用侦察节点”展示机,来验证发射与回收等关键技术。该展示机类似于上世纪50年代美国海军设计的CONVAIR XFY-1 Pogo 立式起降战斗机。展示机的最初地面测试将在一处尺寸与驱逐舰或其他小型水面舰艇甲板相似的试验平台进行。如果地面测试取得成功,将在海上进行起飞、水平/垂直飞行姿态转换及降落等科目展示。该阶段工作预计将于2017年11月完成。



DARPA授予诺格公司TERN项目第三阶段合同

[综合美国《国防部网站》、《alert5网站》和《suasnews网站》20151225日报道] 2015年12月24日,DARPA向诺格公司授予战术侦察节点TERN)项目价值9300万美元($93,076,636)的第三阶段合同。TERN项目由DARPA和海军研究办实验室(ONR)共同领导,海军希望该型无人机可以携带情报、监视和侦察(ISR)载荷从驱逐舰或近海战斗舰等小型舰船上起降。今年12月初,诺格公司曾向记者们透露了其TERN无人机的设计概念,即翼展12.2米左右的飞翼构型,机身前方装有大型反转螺旋桨,并采用尾座方式起降。

诺格公司在第三阶段将设计并制造TERN全尺寸原型机,如果地面试验成功,在201711月之前,该原型机将在小型舰船上开展演示验证飞行。(中国航空工业发展研究中心袁成)



DARPA寻求高稳定性的原子钟以弥补GPS缺陷

[DARPA官网2015年12月23日报道] DARPA将于2016年2月1日召开申请讨论会,就“高稳定性的原子钟”(ACES)项目寻求工业界的帮助。ACES项目寻求打造高稳定性的现代原子钟,有望增强作战人员的定位、授时服务和导航能力。


ACES项目经理罗伯特•卢特瓦克表示,如今美军所有的现代通信、导航和电子战系统以及情报、监视和侦察系统,都依赖于精确授时。如果ACES项目获得成功,几乎所有国防部系统都会受益。


DARPA局长阿尔提•普拉巴卡尔此前表示,定位、导航与授时(PNT)信息对于军事作战而言至关重要,DARPA正在将新物理技术、新设备和新算法投入到PNT相关技术的研发工作中,以减少对“全球定位系统”(GPS)的依赖。


  原子钟计时的原理是依靠数共振体的“滴答声”。在机械钟表内,共振体就是钟摆,钟摆的摆动频率是一秒一次。计时器的计时精度,取决于共振体能够在多大程度上精确地保持在同一个频率振动。原子钟利用原子频率作为共振体,当原子团发生共振时,每个原子的振动频率高度一致,这种稳定的“滴答声”提供了高精度的计时所需。


  根据技术的挑战难度,ACES项目分三个阶段进行,预算达5000万美元,旨在设计和建造新一代的掌上型、电池驱动的原子钟,比当前原子钟精确1000倍。ACES项目是DARPA“芯片级原子钟”(CSAC)等项目的后续项目。按照ACES项目的要求,新的微型原子钟必须能够放入一个皮夹大的包中,仅需1/4瓦特的电力即可运行。 ACES项目若要取得成功,需要在当前原子钟的抗精度削弱(accuracy-eroding)过程方面取得破纪录时的进展。这种精度削弱过程会有多种体现方式,如由温度波动所导致的原子频率变化,或由电源关闭再重启所导致的微妙的频率差异。卢特瓦克表示,ACES项目正寻求高稳定性的现代原子钟,这需要的不同领域团队突破性技术和互相配合,其中包括原子物理学、光学、光子学、精密加工和真空技术。


ASEC项目共三个阶段:


  第一阶段,研究人员将在宽敞的实验室里构建各自的组件,还必须保证各自组件可构成一个原子钟,且其稳定性优于当前的原子钟。


  第二阶段,项目研究人员将各自组件——包括微型激光、热控制器、关闭装置、调节器和其他光学元素,以及一个装着振动原子的小容器——整合成一个时钟系统,并且体积控制在30立方厘米以内。


  第三阶段,研究人员需要将相关的电子产品整合到一个体积不超过50立方厘米的套件中。其重量必须足够轻,可以放在一个紧握的拳头中,或可放置在小型无人机中。


  项目背景:GPS系统为大量军事和民用系统提供实时的定位、导航与授时信息,当前无法摆脱对它的依赖。然而,GPS在某些情况下有其局限性,例如,GPS信号无法在地下或水下接收,并会在太阳风暴期间明显削弱甚至不可用。此外对手可以干扰GPS信号,在某些环境中如果作战人员将其作为唯一的PNT信息来源,这些局限性可能会使其成为致命弱点。为了解决这一问题,DARPA正在开展多个项目以探索创新技术和方法,从而在GPS功能降级或不可用时提供可靠、高精度PNT能力。


  此外,GPS卫星导航系统一直存在着一个问题,即当出现遮挡或其它情况时,GPS导航设备的信息收发会受到干扰或发生阻塞。举个例子说,当我们的突击队员进入了一幢大楼,他们接收不到GPS信号,如果当他们出来时遭到敌人攻击,立即请求炮兵的火力支援,那炮兵指挥官就只能翻地图计算突击队员的位置了。


  但是如果作战人员GPS接收机安装了DARPA的微型原子钟,由于原子钟的极高精度,就算进入大楼后失去GPS信号长达数小时,GPS接收机仍然可以和GPS信号保持时钟同步。这种精确的授时能力使得当突击队员走出大楼时,GPS接收机几乎能够瞬间再次接收到GPS信号。(中国国防科技信息中心吴海)



DARPA高能液态激光区域防御系统将于明年1月开展打靶试验

[据美国《executivebiz网站》20151222日报道] 美国国防高级研究计划局(DARPA)和空军研究实验室(AFRL)联合研发的高能液态激光区域防御系统HELLADS)将在20161月开展打靶试验。该系统由通用原子公司研发,功率等级150千瓦。本次打靶试验将在新墨西哥州白沙导弹靶场进行,将对抗火箭弹、炮弹、迫击弹、巡航导弹、飞机和地对空导弹等各类目标。

美国空军特种作战司令部的布拉德利中将表示,他希望HELLADS激光武器能够在2020年配装到AC-130平台上。另外在今年9月,通用原子公司宣布其已经启动了一项把HELLADS激光武器技术融入捕食者”C无人机系统的项目。(中国航空工业发展研究中心袁成)



DARPA关注自由空间光学传感器技术

[据化合物半导体网站20151217日报道] 美军研究人员正就发展采用自由空间光学技术的轻小型光电传感器向工业寻求帮助,该传感器具有超低的尺寸、重量和成本,扫描速度远快于目前水平。

位于美国弗吉尼亚州阿灵顿市的DARPA办公室星期三发布了模块化光学孔径构建块(MOABB)项目的广泛机构公告。

MOABB旨在开发集成光子器件技术,能够在很宽的角度中产生、放大、传输以及接收自由空间光辐射。研究人员最终想将这项技术用于光探测和测距(激光雷达)系统中。

DARPA的研究人员想建立二维毫米尺度的发送/接收单元,具有高填充因数孔径、非机械光束控制和集成放大性能。他们的目标是将这些结构单元组装一个大型相干高功率孔径。

该计划最终旨在采用晶圆级加工工艺制造一个具有分布式增益的10厘米发射/接收相干阵列,并将该相干阵列用于整套的激光雷达系统中,能够从远在100米的距离处实现3D成像。(工业和信息化部电子科学技术情报研究所 张慧)



DARPA授出“自适应雷达对抗措施”项目后续研发合同

[据美国军事与航空航天电子学网站20151215日报道]自适应雷达利用数字技术动态改变自身的特征以适应环境变化,是为对抗电子战对抗措施及其他射频干扰的效果而设计。美国国防高级研究计划局(DARPA1214日宣布,授予雷多斯(Leidos)公司价值1290万美元的修正合同,用于自适应雷达对抗措施ARC)项目的后续研发。
  项目背景当前的机载电子战系统较为精通于甄别在固定频率上运行的模拟雷达系统,一旦甄别出敌雷达系统,电子战飞机可以应用预编程的对抗措施予以应对,然而,要甄别使用灵活波形的现代化数字编程雷达系统则较为困难:当前的机载电子战系统通过将敌雷达信号与一个已知威胁信号清单相匹配,确定采取何种对抗措施,但这种做法存在局限性。如果敌信号含糊不清或不在清单之上,则无法确定采取何种措施;与此同时,美国当前的敌人拥有数字可编程的雷达系统,对其进行识别和干扰已经变得越来越困难,一旦未来雷达发展出能探测环境、调整自身传递特性及脉冲处理算法以挫败干扰的能力,制定相关对抗措施将变得更加困难。
  项目情况DARPA“自适应雷达对抗措施项目的目标是针对新的、未知的、含糊不清的雷达信号自动生成有效的对抗措施,特别关注地对空、空对空相控阵雷达释放的信号,这些雷达系统具有灵活的光束控制、波形、译码及脉冲重复间隔。项目的主要内容包括:研发能表征敌雷达系统的新处理技术和算法,评估所使用对抗措施的有效性等。项目的关键挑战在于,如何区分敌对的、友好的和中立的信号,确定相关信号引发的威胁,并干扰这些信号。当前,项目正在开发一个包含信号分析和表征、对抗措施合成、对抗措施有效性评估的闭环系统。该系统将不仅能自动对抗新雷达威胁,还能使操作人员对系统发出指令,并接收来自系统的反馈。DARPA官员表示,自适应雷达对抗措施项目框架下研发的软件算法将用于现有或未来的电子战系统。
  项目承包情况Leidos公司最初于20133月赢得DARPA“自适应雷达对抗措施合同。目前,Leidos正在研发新的处理技术和算法,通过实时分析自适应雷达威胁的无线电可探测特性和行为,制定相关对抗措施。该公司一直在推进项目先进技术发展方面与埃克斯利斯公司(Exelis)合作。Exelis公司正在验证Leidos公司的软件算法对新兴雷达威胁的电子防护能力。而Leidos公司接受的本次合同应于201712月前完成。除Leidos以外,浅滩公司(Vadum)、太阳神遥感系统公司(Helios Remote Sensing Systems)、密歇根技术研究所、BAE系统公司电子系统分部、系统与技术研究(STR)等也参与了该项目。
  项目发展阶段自适应雷达对抗措施项目是一个为期5年的项目,前30个月重点聚焦算法开发及元件级测试,接下来18个月聚焦系统开发,剩下两年(原文如此)时间用于建造实时自适应雷达对抗措施原型机。当前阶段的自适应雷达对抗措施项目包含2个主要元素:Leidos主导研发的新软件处理技术,以及全速率生产系统的一个原型机模块。这一过程预计将在未来5年为机载平台带来新的自适应电子战防护系统。(中国国防科技信息中心王璐菲)



DARPA拟授出合同寻求防范针对国家电力网的网络攻击

[DARPA官网20151215日报道] 12月14日,DARPA为快速攻击侦测、隔离和鉴定(RADICS)项目发布广泛机构公告,正式寻求工业界的建议。据悉,DARPA计划授出为期4年、潜在价值7700万美元的合同,寻求开发早期预警系统,用以侦测和响应针对美国国家电力网的网络攻击。
RADICS
项目旨在通过特定技术领域研究建立一种系统,可在电力基础设施遭受网络攻击一个星期内恢复供电。这些技术领域包括网络隔离、态势感知、试验台和沙箱供应商和系统鉴别器。
  美国DARPA项目经理约翰埃弗雷特表示,一旦美国国家电力网遭受了协调策划的网络攻击,如何在短时间内恢复供电是国家面临的重大安全挑战。长时间电力中断会造成一系列严重影响,不仅损害国内经济,消耗了人力成本,还会妨碍军事动员和后勤,损害政府投送力量和解决国际危机的能力。

RADICS项目介绍:RADICS项目旨在开发创新技术,可以快速侦测、响应对关键基础设施的网络攻击,特别对国防部作战效能至关重要的基础设施。DARPA关注对网络攻击的早期预警、事态感知、网络隔离和威胁鉴定,响应针对电网及其系统广泛而又持久的网络攻击。潜在的相关技术包括异常检测、规划和自动推理、测绘传统和工业控制系统网络,临时网络的形成,对工业控制系统协议进行分析,对工业控制系统设备网络威胁快速鉴定。(中国国防科技信息中心吴海)



DARPA利用增强现实技术打造未来“超级战士”

  [据英国《每日邮报》1214日报道]美国国防部高级研究计划局(DARPA)计划使用增强现实系统支援陆军步兵,改变作战方式。

  五角大楼的秘密团队正在开发技术,打造未来的超级战士,设想利用增强现实技术,帮助地面部队识别目标和枪火源头,帮助联络和沟通。为使之成为现实,DARPA与数家公司签订研究合同。

  事实上,这只是美国X班组核心技术(SXCT)计划的一部分,旨在使美国陆军步兵在实战环境中同时接受来自多方面的信息,这包括敌军和同盟军的位置、性质和活动。这类实时环境识别技术目前已运用于飞机、潜艇和坦克。

  但陆军步兵稍有落后,因为这类技术的许多系统太过于笨重,无法上前线。士兵们必须负载45千克的装置上战场,这会快速消耗他们的体力。为解决这个问题,SXCT计划将增强现实技术融入到一种用户友好系统。

DARPA项目负责人Orlowski表示:我们的目标是,开发的技术能够支持集成移动感应器输入的三维通用战图,有组织的定位和识别同盟军以及实时威胁所处位置。



DARPA授出“X 班组核心技术”项目第一阶段合同旨在提高下车士兵和海军陆战队能力

  [据法国《航宇防务》网站转载DARPA官网消息20151211日报道] DARPA已挑选9家机构启动新技术研发,以加强步兵班协作、了解周围环境和有效行动的能力。

  为了完成任务,军事部队必须掌握稳定、多角度的图像,观察周围的地点、自然环境以及威胁和盟军部队的活动等作战环境。由于技术的进步,机载部队及乘作其他工具的部队越来越容易获得这种丰富的实时态势感知能力以及更加安全、快速和有效部署高精度武器的能力。

  但是对于单兵和海军陆战队队员来说,许多技术因过于笨重繁琐难以携带或在严峻的野外条件下难以利用,徒步的步兵班一直无法充分利用其中的部分高效能力。

  为了解决应用滞后的问题,DARPA启动“X 班组核心技术SXCT)项目,旨在开发可集成到用户友好系统的新技术,在不施加体能和认知负担的情况下增强步兵班的态势感知能力和交战能力。SXCT项目的总体目标是要确保士兵和海军陆战队保持对潜在对手的绝对战术优势。DARPA近期已将该项目的第一阶段合同授予9家机构。这9家机构包括:
Helios
遥感系统公司
Kitware
公司
Leidos
公司
  洛克希德马丁公司
  雷声公司
  科学系统公司(Scientific Systems Company, Inc
Six3
系统公司
SoarTech
公司
  斯坦福国际咨询研究所(SRI International
  据DARPA项目经理奥尔洛夫斯基介绍,SXCT项目的目标是利用一体化移动传感器提供的信息输入,同时利用在接近实时状态下有机定位、识别友好部队和威胁位置的能力开发出支持三维通用作战图像的技术。
  第一阶段的承包商已提出各种各样的技术,未来能够为徒步士兵和海军陆战队提供前所未有的态势感知能力、适应性和灵活性,且能够使班组成员更直观地了解、控制复杂的任务环境。
SXCT
项目寻求以下四个技术领域的研究:
  精确交战
  精确打击1000米内的威胁目标,同时保持与步兵武器系统的兼容性,且不施加任何重量和作战负担,以免影响任务的有效性。DARPA感兴趣的能力包括分布式、非视距瞄准与制导弹药。
  非动能打击
  按照步兵班的作战节奏破坏敌方的指挥与控制、通信及使用无人系统资产的能力。DARPA感兴趣的能力包括分散的电子监视(disaggregated electronic surveillance)和来自分布式平台的协作效应。
  步兵班探测能力
  按照步兵班的作战节奏探测1000米以内的潜在威胁。DARPA感兴趣的能力包括多源数据融合和自主威胁探测能力。
  步兵班自主能力
  增强步兵班成员在排斥GPS定位的环境下通过与嵌入式无人空中与地面系统合作实时了解自身和队友6米以内的位置。DARPA感兴趣的能力包括有人与无人系统之间的稳健协作。
  美陆军、美海军和美国海军陆战队对未来的SXCT能力表示关注。(中国国防科技信息中心袁政英)



DARPA寻求将有毒化学物转化为无害的有机化合物

[DARPA官网2015129日报道] 近日,DARPA授予美国西南研究院以及斯坦福国际研究所两份合同,寻求开发移动式处理系统原型,可将危险化学品转化为无害的废物。该系统有望用于现场安全销毁化学战剂,而无需将剧毒化学品运输到远程位置进行处理。

摧毁大部分的化学战剂是美国和国际社会面临的一个挑战。当前的根除方法(如焚烧或水解),需要耗费大量的水,并会产生需进一步处理的有害废物。此外,将有毒化学物质运输到处理场存在风险,且代价高昂。DARPA寻求开发出“一劳永逸”的技术,用于销毁所有有害化学物质,并且不需要水或后续处理过程。

美国防部联合项目化学和生物武器防御执行办公室化学武器销毁研究和技术办公室主任谢丽尔·林恩马吉奥表示,该技术可以从根本上减少待销毁化学武器的运输要求。DARPA寻求现场销毁化学战剂的新技术;销毁过程对环境是无害的、并且经济高效。

按照该合同,斯坦福国际研究所将开发一个独立的、移动式的化学武器销毁系统。该机构将与斯里兰卡与美国帕森斯公司和MarqMetrix来共同完成该项目。斯坦福国际研究所计划利用高能等离子体技术,燃烧有机分子,并且在同一反应器中一并清除反应副产物。

另一方面,西南研究院寻求开发一个实地部署、可摧毁有毒工业化合物的自动化流程。该公司计划将商用的革新性发动机技术与当地土壤结合起来,将有机分子转化为无害物质。(中国国防科技信息中心吴海)



DARPA启动晶片级红外探测器项目研究

 【据中国国防科技信息2015128日综合报道】20159月,美国国防高级研究计划局发出一则关于启动晶片级红外探测器(Wafer Scale Infrared DetectorsWIRED)项目的广泛机构公告,期望工业界能够开发满足以下要求的红外传感器和摄像机:工作工作在短波红外、中波红外和长波红外光谱波段实现低成本的、大规格的高性能成像。这些红外探测器必须能够在晶片尺度上在硅基读出集成电路衬底上直接制造。

  国防高级研究计划局期望通过该项目形成制造高品质小型短波红外、中波红外和长波红外探测器的能力,这些探测器具有与工业界为智能收集以及其他小型手持设备制造的高品质的可见光数字摄像机一样的经济可承受性。目前短波红外和中波红外焦平面阵列采用的制造工艺复杂且耗时,通常包含单片处理等几个手动操作工序。因此,相应的单个摄像机的价格限制了其在许多方面的应用。

  制冷型中波红外和长波红外探测器通常具有合理的功耗。然而,它们通常需要一个低温制冷器,而这增加了尺寸、重量、功耗和成本(SWaP-C)。短波红外焦平面阵列探测器通常不需要低温制冷器,但是复杂的工艺导致相应的的成本依然非常高。短波红外摄像机采用的探测器通常不超过200万像素,这是因为模片的尺寸以及相应的光学系统通常大而昂贵。快速光学系统通常用于短波成像,而缩减像素中心距则可以在采用相同光学系统的情况下实现更大的阵列规格和更高的分辨率。

  项目最终的目的是开发并演示能够在受控条件下进行野外测试的短波红外、中波红外和长波红外摄像机。项目金额预计为4000万美元,预计将签订几份合同。(来源:国防科技信息网,作者:北方科技信息研究所王昌强)



DARPA的“金枪鱼”项目将探索海底通信能力

【据信号杂志官网2015128日报道】“LGS创新公司获得美国防部未来研究机构合同,开发战术海底网络架构项目,该项目也被称为金枪鱼项目。研究人员想要建设一种临时海底网络,它能够快速部署,由轻巧无动力光缆建成,能在海里持续至少30天。
“LGS
创新公司应用研究与技术部门总监鲍勃拜尔斯称,在有对抗性的区域,对手可能会破坏通信信道,金枪鱼将提供一个可以恢复战术数据网络连接的备份网络。研究人员目前正探索三个技术领域:系统设计、小光纤光缆系统、以及浮标节点。拜尔斯称,我们生活在一个通信革命时代,消费者期望无论在世界什么地方都能通信。军事系统已将随时随地的通信扩展到地面、空中和以及水面领域,但尚未到达海底。金枪鱼系统建立的海底网络,能极大地提高海底军事系统通信能力,以及海底系统与其他军事系统交互的能力。美国国防高级研究计划局(DARPA)资助和推动以光纤为基础的技术来建设世界上最强大的中性浮力海底网络。规划中的网络系统,能与从陆基网络中心作战概念而发展出来的现有海底网络互动。
  该项目为期15个月,在20159月开始的第一个阶段,“LGS创新将与两家公司合作:林登光电(Linden Photonics)与系绳无限公司(TethersUnlimited)。林登光电开发了一系列微型高强度光纤以及适合水下使用的复合电缆。系绳无限公司扩展了一些适用于太空与国防任务的变革技术。该公司将利用先前在太空部署长距离系绳的专利技术,进行海底光纤的快速部署。其中一个子项目包括为潜艇提供双向高带宽通信能力,即使潜艇在高速潜行中。
  拜尔斯解释称,DARPA项目面临的挑战,是在海底建设微缆网络,它同时具有体积小、强度高、低光损耗、中性浮力的特征,并且可以大量生产 “LGS创新公司提议的电缆基于林登光电的商业产品强鱼雷光纤电缆STFOC)。他们将改进设计和制造,使STFOC更小,强度更高,光损耗更低,并能精确控制比重。研究人员正测试一种液晶聚合物光缆的强度。
  该项技术具有民用前景,因为各公司追求可靠的、体积小、价格便宜的海底通信系统,尤其是现有的连接整个世界的海底电信通信光纤,仍然容易遭受自然灾害、海洋生物、以及其他原因的破坏。超过99%的美国与国际通信数据及电话通信由285条海底光缆传输,从美国传向其他国家。(中国国防科技与信息中心白丝语)




DARPA授出CRAFT项目第一阶段合同寻求缩短军用定制芯片的设计周期

[美国c4isrnet2015127日报道] 近日,DARPA授予南加州大学的1180万美元的合同,用于CRAFT(实现更快速的集成电路)项目第一阶段的研发工作,研究快速设计定制芯片的方法。

  根据美国防部的一份合同,南加州大学信息科学学院是CRAFT项目第一阶段研究合同——晶体管(FinFET/设计聚合服务军事芯片项目——的唯一承包商。第一阶段的研究工作预计于20162月前完成。南加州大学将在加利福尼亚州玛丽安德尔湾完成合同的研发工作。
DARPA
官员要求南加州大学科学家们开发一个定制的集成电路设计流程,减少设计高性能定制集成电路的时间。
CRAFT项目
 为了维持自身技术优势,美军需要开发功耗低、性能高的下一代系统。而现有技术不能快速生产出便宜而又高效的芯片。如今芯片设计者在不得不在高性能和低功耗之间进行取舍。
DARPA
CRAFT项目寻求从根本上改变并缩短定制集成电路的设计周期,使之缩短为之前的1/10。一般而言,国防部设计和制造一种定制集成电路大约需要耗费 2.5年,而DARPA希望CRAFT项目可使这一数字缩短至30周。
DARPA
正在寻求低功耗、高性能的定制集成电路,用来运行某些高强度的应用,比如高分辨率3D图像,先进无人机系统。
DARPA
表示,CRAFT项目希望形成设计框架,以便下一代制造工厂投产时可以很方便地对其重塑;并且创建一个存储库,这样在下一个设计和制造周期内,制造方法、文档和知识产权就不需要改动。
DARPA
的微系统技术办公室的项目经理林顿·萨尔蒙表示,CRAFT项目的关键在于,使用生产的通用商业集成电路的基础设施——16纳米/14纳米商业制造基础设施——制造具备特定技术的定制电路。
  萨尔蒙表示,国防部定制集成电路设计只需要能够处理机载雷达发回的图像,分析地面作战人员的传感器数据。不需要把问题复杂化。该定制集成电路可抛弃大量用于日常功能的特性,使得其可以专注核心功能,有效地执行特定任务。
DARPA关注的主要问题包括:
1.构建新的集成电路的设计流程,可使设计/验证一个定制集成电路所需的工作减少到以前的1/10
2.
提高国防部和第三方的知识产权的再次利用率,降低了人力消耗和设计的专业门槛
3.
将复杂的设计和过程嵌入电路组件(宏指令,子电路,发生器,编译器),可一次和多次使用完成设计/验证
4.
快速、方便地将定制集成电路的设计移植另一个类似的制造/流程中,或将设计迁移到更先进的CMOS技术节点中
5.
通过改善关键的设计组件(如宏、发生器、编译器、知识产权保和技术信息)的定义、安全存储和分发,以增加再次使用率
DARPA
还指出,使用最先进的CMOS技术来构建定制集成电路面临三大障碍:
1
)漫长而昂贵的设计验证和制造周期;
2
)很难将来自一种制造工艺流程的设计转移到另一种制造工艺流程中;
3
)美国国防部的设计缺乏可重用性。
  美军许多军用系统都可以从中受益。例如,美国空军研究实验室正在研发数据和运算密集型“Gotcha”雷达系统,用以确定城市环境下的移动目标并提供详细的3D图像。目前问题在于,需要一个陆基超级计算机,理解雷达数据并将其转换为战术有用的图像。但是,将数据传送至远程超级计算机时会导致严重的延迟。CRAFT项目可以把更多所需的计算能力用于无人机以及支持作战人员上,使之可以更快交付所需的图像。(中国国防科技信息中心吴海)



DARPA将研发新型超紧凑光探测与测距系统

 【DARPA网站2015124日报道】近期,DARPA宣布将开展模块化光学孔径构建模块”(MOABB)项目,目标是研发先进技术,以建造超紧凑光探测与测距(LIDAR)系统。当前的LIDAR系统使用由庞大透镜组成的望远镜,DARPA计划使用扁平的半导体薄片建造新型LIDAR系统,这些薄片只有茶托大小(或更小)、极轻且造价低。

  当前LIDAR系统 LIDAR系统使用激光探测物体及其运动并进行成像,工作原理类似于雷达,LIDAR系统发射激光束并精确监测反射时间,从而在其探测范围内对物体进行成像和跟踪。摄像机只能呈现三维场景的二维信息,而LIDAR系统基本上能获取完全的三维信息。基本技术已经存在——LIDAR使DARPA“机器人大挑战中的许多机器人具备观测能力,并使自主车辆感知周边障碍——但这些系统尺寸、重量过大且成本过高,无法广泛应用。

MOABB技术应用紧凑型LIDAR系统可提供实时数据,探测附近物体位置和速度的轻微改变,其应用范围非常广阔。最有前景的一个应用是穿透树叶遮蔽的成像器,用于探测被树叶遮蔽的隐藏威胁,从而提升对抗激烈地区的战场感知能力。DARPA项目经理约书亚康威表示,配备MOABB的直升机或无人机可以低空飞过茂密的森林,并能有效地透过树叶探测到地面的狙击手或坦克。MOABB能以摄像机的分辨率,在瞬间提供足球场大小区域内的一切物体的距离和速度。通过可视化工具,作战人员将感受到在地面上没有任何障碍阻挡视线。
MOABB
的其他潜在应用还包括:在拥挤室内空间飞行的小型无人机的防撞系统、机器人四肢与手指的精密运动控制、高容量光学通信和数据传输系统,以及复杂的演习或训练模块, LIDAR将为这些模块带来身临其境的体验,就像GPS和运动感应加速器为当前系统带来的效果那样。康威表示,每台与三维世界交互的机器——无论是制造机器人、无人机、汽车还是手机——都可以配备芯片或晶片大小的LIDAR

MOABB技术挑战 MOABB项目面临许多技术挑战。当前LIDAR系统使用望远镜采集图像信息,望远镜由透镜、反射镜、机械结构和装置组成,用来聚焦成像,这些部件的运行需要大量内部空间。DARPA寻求使用扁平光学器件创造数字化的替代方案。MOABB项目设想由10000个半导体组成点列,分布在DVD大小的圆盘上,可发送并接收激光脉冲,以此创建廉价的系统,性能与当前LIDAR系统相当或者更好。

MOABB项目计划 MOABB项目预计将持续五年,成本达到5800万美元。项目第一阶段将研发基本设备以作为新型LIDAR概念的基础,这些基本设备为斑点大小的发光与光探测单元,可通过典型的半导体制造工艺将这些单元简易地集成到更大的阵列中。项目第二阶段和第三阶段将把这些单元集成到1平方厘米和10平方厘米的阵列中,这两种阵列分别由100个和10000个以上的单元组成。

  通过集成各种组合半导体材料的数字、电子、光学和射频元件,最终,10厘米孔径的LIDAR表面有可能成为有史以来最复杂的光电电路。MOAAB项目的广泛机构公告预计将于12月晚些时候在联邦商业机会网站上发布。DARPA将在1217日举办提案者日活动,为潜在提案者提供关于该项目目标的详细信息。(中国国防科技信息中心冯云皓)



DARPA取消“机载发射辅助空间进入”(ALASA)计划

[本站2015121日综合报道] 由于采用新型火箭燃料一氧化二氮乙炔(NA-7)进行的两次试验均以爆炸而告终,近日,美国国防部高级研究计划局(DARPA)宣布取消利用改进的F-15喷气式战斗机发射小卫星的机载发射辅助空间进入ALASA)计划。

一、项目基本情况

201111月,DARPA发布ALASA计划,目标是基于NA-7开展机载卫星发射技术方面的研究工作。该计划放弃传统的地基卫星发射方式,选择从空中发射近地轨道卫星的机载发射系统,具有很高的灵活性和适应能力。DARPA要求卫星发射周期缩短至24小时,并能在12小时内为下次发射做好准备,且每次发射成本控制在100万美元以内。

20143月,波音公司获得价值约为104万美元的合同,负责建造并演示ALASA系统。20152月波音被选为项目第二阶段的主承包商。按计划,该项目将先测试新型推进剂,成功后将在2016年进行12次轨道发射测试原型机系统。4月和8月,波音进行两次试验,研究NA-7在不同的温度、压力和大气条件下的反应情况,试验期间,推进剂发生爆炸,导致DARPA放弃2016年的飞行试验计划。取而代之的是,DARPA将于2016年研究如何利用易爆炸的NA-7推进剂,同时研究改进现有小型火箭,使其能在接到通知后24小时内以低于100万美元的成本将小卫星送入轨道。

二、ALASA项目创新点与难点

DARPA官员表示:波音设计的ALASA项目的最大创新点在于采用NA-7单组元推进剂。但NA-7推进剂代表了五角大楼追求高风险高回报技术面临的典型问题,也成为ALASA项目的难点。

相比于传统双组元推进剂(如液氢和液氧),NA-7推进剂采用预混合方式,系统将更简化,火箭可以携带更多有效载荷,降低了制造和运行成本。但是,DARPA战术技术办公室主任布拉德·图斯里接受采访时表示,该推进剂存放在飞机上过于危险,将考虑用于地面发射系统。

三、后续计划

波音公司、分包商轨道ATK公司与DARPA计划继续开发NA-7推进剂技术,并进行第3轮试验。DARPA还将试验低成本存储NA-7推进剂的能力。

目前,波音已验证并建立了安全可靠地混合、存储和转移大量的NA-7单组元推进剂的流程。此外,DARPA已开始研究将ALASA已突破的关键技术应用到火箭上的方法,使火箭能够快速、低成本部署小卫星。(中国航天系统科学与工程研究院贾平许红英)

(来源:国防科技信息网、中国工程技术信息网等)

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