10 DARPA-projekt som kan förändra världen

Den amerikanska militärens försvarsforskningsprojektbyrå (DARPA) skapades 1958 som ett svar på lanseringen av Sovjet Sputnik-satelliten. Målet var att se till att Amerika aldrig skulle fångas med sina byxor i tekniken igen. De uppnådde detta mål i spader, som direkt eller indirekt ansvarar för utvecklingen av otaliga tekniska innovationer som har förändrat miljontals liv, från stealthplan till GPS och, naturligtvis, ARPANET, föregångaren till det moderna Internet. Det amerikanska militärindustrin har fortfarande mycket pengar att investera i teknisk forskning och utveckling, och här finns 10 nuvarande DARPA-projekt som kan revolutionera världen.

10 Memex

I februari 2015 meddelade DARPA att det arbetade med att utveckla en sökmotor för Deep Web. Det mesta av Deep Web är antingen otillgängligt eller endast tillgängligt via krypterade nätverk som Tor eller 12P. Även om det är tekniskt möjligt för sökmotorer som Google, Bing och Yahoo att expandera sin indexering i Deep Web, finns det få om några kommersiella incitament för dem att göra det. DARPA gick dock snabbt in genom att meddela utvecklingen av Memex-sökmotorn.

Mycket av den ursprungliga drivkraften bakom utvecklingen av Memex var att hjälpa regeringar och brottsbekämpning att utföra sökningar efter smala intressesätt eller söktermer och få mer användbara resultat än vad som vanligtvis ges av kommersiella sökmotorer för att fokusera på frågor som mänskliga handel, slaveri och droghandel. Medan den ursprungligen utformades för regering och militär användning, får den ökande uppmärksamhet som en potentiell Google-mördare på grund av dess potentiella civila och kommersiella tillämpningar.

En medlem i laget bakom Memex beskrev slutmålen:

Avancerad webbkrypning och skrapningsteknik, med en dos av artificiell intelligens och maskininlärning, med målet att kunna hämta nästan allt innehåll på internet på ett automatiserat sätt. Så småningom blir vårt system som en armé av robotinstruktörer som kan hitta saker för dig på webben, medan du gör viktiga saker som kattvideor.

9 RAM Replay

RAM i detta fall står för "Återställ aktivt minne". RAM Replay syftar till att bättre tillåta individer att komma ihåg episodiska minnen och lärda färdigheter. De hoppas utveckla sätt att förbättra återkallandet av både deklarativa minnet (fakta och erfarenheter) och procedurminnet (omedvetna uppgifter som gör det möjligt för en individ att utföra lärda färdigheter).

Djurstudier har visat att lagrade minnen återskapas omedvetet under sömnen och vakenhet i en process som kallas neuralt återspelning, vilket i termer av hjärnaktivitet liknar mönster som är närvarande när ett minne kodas. DARPA försöker studera hur inspelningen av återspelningsprocessen, aktiveringsfrekvensen och tiden mellan varje återspelningsförlopp påverkar efterföljande prestanda på minne och färdighetsbaserade uppgifter. Studier har visat att sensoriska signaler (som speciella dofter) och elektrisk stimulering av hårbotten kan påverka hur väl en person kommer ihåg en viss färdighet. Att förstå dessa processer kan avslöja de fysiologiska eller miljöfaktorer som påverkar hur väl ett minne eller färdighet behålls.

Enligt programchefen Dr. Justin Sanchez:

Okonventionella minneshjälpmedel finns överallt idag, från enkla mnemonics till sofistikerade smartphone-appar. Men många av dessa tekniker fokuserar på bara några av de många aspekter som påverkar minnet. I det långa loppet hoppas vi att RAM Replay kommer att identifiera kärnminneförstärkningsmekanismer och ge upphov till en generaliserbar uppsättning lösningar som är tillämpliga på utmaningen av minnessäkerhet i en alltmer informationstäckande värld. Det skulle kunna gynna både civila och tjänstemän på områden som är så olika som allmän utbildning, omskolning av jobb och slagfält medvetenhet.

8 Energi Autonom Tactical Robot

Under 2012 spred rykten på Internet att amerikanska militären arbetade på en skrämmande köttätande robot. Tack och lov var det något av en missnöje. DARPA har utvecklat ett system som heter Energy Autonomic Tactical Robot, eller EATR. Designad för att konsumera växtbaserad biomassa för energi, är den utrustad med en gripper och motorsåg för att samla kvistar, gräsklipp, papper och träflis som gröna kraftkällor. Detta skulle göra det möjligt för roboten att fortsätta att utföra uppdrag och operationer utan att behöva använda konventionella energikällor eller tankning. Men det är också utformat för att använda sådana källor (bensin, tungt bränsle, fotogen, diesel, propan, kol, matolja och solenergi) när det är lämpligt. Det är avsett att direkt stödja stridsstyrkor i slagfältet genom att bära ryggsäckar och annat material, tillhandahålla vapen och stöd, extrahera olyckshändelser och ge en bekväm strömkälla.

Det var en liten flurry av lurida nyheter att militären utvecklade manätande robotar för slagfältet. Rädsla för att tekniken kommer att användas på människor är grundlös, eller säger Harry Schoell, VD för Cyclone Power Technologies, företaget som finansieras av DARPA för att utveckla roboten: "Vi förstår fullständigt allmänhetens oro för futuristiska robotar som matar sig på den mänskliga befolkningen, men det är inte vårt uppdrag. "De har ansträngt sig för att insistera på att deras robot är" strikt vegetarian ".

Tja, det är en lättnad. Också det är osannolikt att ett rovfält för roddfåglar i rosor inte är troligt, eftersom avlivning av de döda är ett krigsförbrytande. Tekniken har några potentiella civila applikationer, till exempel möjligheten att en motor tillåter dig att driva din bil med matavfall när du har låga gaspengar.Ändå är det inte för svårt att föreställa sig en situation med marauding, manätande robotar som utgångspunkt för denna teknik.

7 Narrative Networks

Med västern att förlora marken i idékriget mot hot som ISIS har amerikanska militären alltmer blivit intresserad av att bestämma hur historier och berättelser påverkar mänskligt tänkande och beteende. Med tanke på detta har de utvecklat programmet Narrative Networks, utformat för att "ta berättelser och göra dem kvantitativa analyserbara på ett strikt, öppet och repeterbart sätt." Mycket tidig forskning var inriktad på att titta på idéer som spreds genom sociala nätverk, men projektet har skiftat fokus till mikro-ansiktsfunktionsanalys och MR-undersökningar för att bestämma effekthistorierna och idéerna på människor.

Enligt ett DARPA-papper:

Berättelser har ett kraftfullt inflytande på mänskliga tankar, känslor och beteenden och kan vara särskilt viktiga i säkerhetssammanhang. [...] I konfliktlösning och mot terrorismsscenarier är det av avgörande betydelse att detektera det neurala svaret som ligger bakom empati som framkallas av historier.

Några senaste undersökningar involverade doktorander att vara anslutna till MR-maskiner och visade Hitchcock-filmer såväl som andra som Utomjording, Elände, Munich, och Cliffhanger. Resultaten visade att hotande känslomässiga hot tenderade att minska den rumsliga och konceptuella medvetenheten i omvärlden.

Slutmålet är att skapa anordningar som på ett säkert sätt kan upptäcka inverkan av berättelsen på den mänskliga psyken. Som DARPA säger, "Insatser som enbart bygger på standoff / icke-invasiva / icke-detekterbara sensorer uppmuntras mycket." Vissa är oroliga över DARPA: s intresse för denna teknik, till exempel George Mason University antropolog Hugh Gusterson, som sa " ] ostliga rationella människor skulle tro att om vi kunde få en värld där ingen gör militär neurovetenskap, skulle vi alla bli bättre. Men för vissa människor i Pentagon är det för gott att ignorera. "

6 Patogen Predators, THOR och Epidemic Forecast

Ökningen av antibiotikaresistenta bakterier utgör ett hot mot världen, både för att de kan användas i militära eller terrorattacker eller helt enkelt som en framväxande epidemi. DARPA har bestämt sig för att tänka utanför lådan och räkna ut hur man får bakterier att arbeta för oss snarare än mot oss. Tanken är att använda levande rovdjur för att behandla bakterieinfektioner orsakade av biologiska vapen och antibiotikaresistenta patogener. Några patogena rovdjur, t.ex. Bdellovibrio bacteriovorus och Micavibrio aeruginosavorus, har visat sig byta på över 100 olika humana patogener, inklusive vissa som var läkemedelsresistenta. Detta kan öppna porten för en predatorbaserad terapeutisk behandling.

Enligt DARPA finns det tre frågor som måste besvaras innan ett möjligt rovdjurbaserat terapeutiskt system kan utvecklas. Det första är om patogena rovdjur kan vara giftiga eller farliga för värdorganismen. Den andra är exakt hur effektiv sådana patogena rovdjur skulle vara mot riktade proypatogener. Slutligen är det viktigt att veta om patogener kan utveckla motstånd mot predation. Om dessa frågor kan besvaras är vägen öppen för en säkrare och effektivare behandling av bakterier jämfört med konventionella tekniker.

DARPA arbetar också med andra program för att hjälpa mänskligheten att hantera patogener. Ett program som kallas tekniken för värdresistens (THoR) -projektet syftar till att utforska naturen hos värdimmunitet genom att studera immunitet och toleransnivåer hos människor och djur. Enligt överste Matthew Hepburn, "Att förstå de grundläggande mekanismerna för tolerans och överföring kan möjliggöra ett sätt att minska dödligheten från potenta hot som antimikrobiella resistenta bakterier."

DARPA arbetar också med att bättre förutse hur patogener kan utvecklas och sprida sig, med hopp om att utveckla bättre motåtgärder mot epidemier. I 2014 lanserade byrån CHIKV-utmaningen, där forskargrupper fick dataset relaterade till spridningen av Chikungunya-viruset i Amerika. Det vinnande laget, matematikprofessor Joceline Lega och assistentepidemiologiprofessor Heidi Brown från University of Arizona kunde konsekvent "uppskatta antalet, varaktigheten och toppen av Chikungunya-fallen som inträffade 2014 och 2015 i Karibien." Enligt Hepburn, "Målet är att kunna innehålla en framväxande epidemi, delvis genom att kunna förutse utvecklingen av ett virus på samma sätt som en väderman kan förutse morgondagens väder varje dag."

5 moderna vakuumrör

Vakuumrör är anordningar som styr el genom att kanalisera strömmen mellan två eller flera elektroder inuti ett vakuum. Uppfattade 1904, var de en grundval för många tidiga elektronik, inklusive radio, tv, radarsystem, inspelningsutrustning och datorer, tills de ersattes av halvledare, som var mindre och präglade större effektivitet och hållbarhet. Vakuumrör fortsatte att användas i äldre televisionsapparater och monitorer tills uppkomsten av plasmaskärmar och LED, och ett vakuumrör som kallas magnetron, en gång en avgörande radarkomponent, finns fortfarande i moderna mikrovågor. Vakuumrör används fortfarande i kommunikationssatelliter på grund av deras tillförlitlighet och effektivitet i omlopp, liksom i militära och civila kommunikations- och radarsystem.

Medan de flesta antar att solen har satts på vakuumrör i stort sett anser DARPA att de kan andas in ett nytt liv i tekniken genom sitt innovativa program för vakuumteknik (INVEST).Vakuumrör har en fördel jämfört med solid state-elektronik för att kunna arbeta i temperaturer och förhållanden som skulle utplåna en halvledare. En annan fördel med vakuumrör är att de kan arbeta vid högre frekvenser och kortare våglängder (i millimetervågsområdet) än nuvarande anordningar. Detta skulle skapa radiosignaler som är "Äldouder" och svårare att störa, samtidigt som ett stort antal nya radiofrekvenser öppnas på tidigare oanvända delar av det elektromagnetiska spektrat, vilket har blivit trångt i radio- och mikrovågsfrekvensområdena på grund av spridningen av kommersiella kommunikationsanordningar.

Syftet med INVEST-programmet är att övervinna de tekniska begränsningarna för att producera vakuumrör, såsom exotiska material, arbetsintensiv process och precisionsmaskiner som krävs för att bygga dem. Slutmålet är att utveckla nya metoder för tillverkning av vakuumrör, vilket förhoppningsvis kan göras med hjälp av 3-D-skrivare. Detta skulle ge militären och civila tillgång till en ström av elektromagnetiska frekvenser som konventionell kommunikationsteknik inte kan komma åt.

4 jazzrobotar

Vi har haft artificiella intelligensprogram som kan producera egen musik för några år nu. De arbetar genom att analysera produktionen av humana kompositörer, notera de liknande egenskaperna och producera pseudo-originalbitar baserade på denna analys. Det här är coolt, men DARPA har större planer. Även om det är uppenbart att det inte är för svårt för moderna system att producera konstgjord klassisk musik eller analysera någon genre för att producera något lyssnande, hoppas DARPA utveckla robotar som kan producera och spela legitim jazzmusik.

Anledningen till att jazz valdes var enkel: Det kräver improvisation, vilket kan hjälpa forskare att lära sig robotar hur man tänker sig igenom strukturerade problem för att bättre kunna reagera på nödsituationer. Ett lag från University of Arizona har finansierats av DARPA för att undervisa artificiell intelligens programvara hur man sylt till jazzmusik med det framtida målet att bygga robotar som enkelt kan spela tillsammans med mänskliga musiker. För att uppnå detta skulle det krävas att AI: erna gör spontana beslut i realtid baserat på ständigt föränderliga förhållanden, färdigheter som är lika användbara på slagfältet som i en jazzklubb.

Projektledare Kelland Thomas förklarar processen:

Vi ska bygga en databas med musikalisk transkription: varje Miles Davis-solo och varje Louis Armstrong-solo ska vi hand-curate. Vi ska utveckla maskininlärningstekniker för att analysera dessa solor och hitta djupare relationer mellan anteckningarna och harmonierna, och det kommer att informera systemet - det är kunskapsbasen.

Utvecklingen av djupa inlärningsalgoritmer för att tillåta jazzrobotar och snabbreaktiva slagfält AI kommer inte att vara en enkel process, men framgång kan vara revolutionerande i strävan att skapa verklig artificiell intelligens som kan lösa problem och uttrycka en form av kreativitet. Åtminstone kommer de manätande robotarna som förtär den mänskliga befolkningen år 2030 att ha några funky låtar för att säkerhetskopiera dem.

3 XS-1

Rymdfärjan är utformad utifrån drömmen om att utveckla återanvändbara rymdfarkoster som kan lanseras om och om igen, men skytteln var endast delvis återvinningsbar. DARPA har samarbetat med flygbolaget Northrop Grumman tillsammans med Scaled Composites och Virgin Galactic för att skapa en vertikal lansering, horisontell landning, återanvändbar booster design för DARPAs experimentella rymdplanprojekt XS-1. Målet är att utveckla ett obemannat rymdplan som kan starta vertikalt med minimal infrastruktur, accelerera till Mach 10 eller bortom för att nå en låg jordbana, släppa en nyttolast på 1 400 kg och sedan återvända till jorden, landa på en standard landningsbana.

DARPA säger att programmet hoppas att "Demonstrera den teknik som kan tillverka och flyga ett återanvändbart flygplan till kanten av rymden." Hoppet är att bygga ett rymdplan som kan nå bana 10 gånger om 10 dagar och minska kostnaden för varje resa till 5 miljoner dollar, fem gånger mindre än vad det kostar idag. Ett tidigare 1990-talets NASA- och Boeing-projekt som kallades rymdplanet X-37B överfördes till DARPA 2004 och sedan delvis övertaget av US Air Force 2006. Men X-37B kräver fortfarande en Atlas V-raket för att komma in i en omloppsbana.

XS-1 är avsedd som ett förbättrat raketsystem som använder hypersonisk framdrivning för att skicka andra rymdfarkoster till rymden från låg jordbana. Arbetet på rymdplanet kan leda till utveckling av ny teknik, vilket gör att tillgången till rymden blir alltmer lätt. DARPA har sagt att den, Äúexpects utövare att utforska alternativa tekniska lösningar ur perspektivet av genomförbarhet, prestanda, systemdesign och utvecklingskostnader och driftskostnader. De måste också bedöma eventuell lämplighet för tillfälliga övergångsmöjligheter till militära, civila och kommersiella användare. "

2 bortom GPS

GPS-systemet för navigering och timing är avgörande för moderna militära operationer och civila liv, men det har nackdelar med att vara beroende av satelliter och utsatta för störning och spoofing. Många militära operationer genomförs på områden där GPS är otillgänglig och otillgänglig, och delar av den moderna GPS-strukturen är beroende av det ryska GLONASS-systemet på vissa områden. DARPA arbetar med att utveckla ett antal nya teknologier för att bryta vårt beroende av GPS.

Ett program är en enkel uppgradering till det nuvarande systemet, känt som Quasar-programmet Quantum-Assisted Sensing and Readout. GPS-systemet beror på atomklockor, beroende på relativitet, går tiden lite snabbare för att flytta satelliter i omlopp än för stationära klockor på marken.Atomklockor är den bästa nuvarande metoden för att synkronisera systemet och hålla det funktionellt och exakt. DARPA hoppas förbättra sig på det nuvarande systemet genom att utforska framsteg i nanoelektromekaniska systemresonatorer och kväve-lediga centra i diamanter för att skapa atom- och pseudoatomsensorer som arbetar nära standardkvantumgränsen. Detta skulle möjliggöra skapandet av mer bärbara och robusta atomklockor, vilket gör kommunikationssystem mindre känsliga för störning och GPS-positionering mer exakt.

DARPA hoppas också att ersätta GPS-systemet helt och hållet. Ett 2015-papper beskriver målen:

Behovet av att kunna fungera effektivt på områden där GPS är otillgänglig, otillförlitlig eller potentiellt nekad av motståndare har skapat en efterfrågan på alternativa precisionstids- och navigationsmöjligheter. För att möta detta behov investerar DARPA i radikalt ny teknik som har potential att leverera positionering, navigering och tidpunkt för GPS-kvalitet för militära system, inklusive nya tröghetsmätare som använder interferometri med kall atom. Självkalibrerande gyroskoper, accelerometrar och klockor med chalkskala; och pulserande laser-aktiverade atomklockor och mikrovågskällor.

DARPA utforskar icke-GPS-metoder för att uppnå exakta positionerings-, navigations- och tidssystem (PNT) som ska användas på slagfältet. Dessa inkluderar tröghetssystem storleken på en öre, pulserande lasrar och använder icke-konventionella referenspunkter för positionering som kommersiella satelliter, radio- och televisionssignaler och tidsbestämda blixtnedslag. Tekniken som utvecklats för ett mer robust globalt positionssystem kan utformas för militära applikationer, men det kommer sannolikt att hamna snabbt i civila kommunikations- och navigationssystem.

1 Gremliner Och Subdroner

https://www.youtube.com/watch?v=_lVHW0jfq-s
Droner har blivit allt mindre och mer mångsidiga, som kan lanseras av soldater från marken. DARPA vill upp med ante med de första dronorna som kan lanseras från och återvända till ett större flygplan under flygning. De kallas gremlins, som DARPA förklarar som "imaginära, olyckliga imps som blev många brittiska pilots lycka till charm under andra världskriget." Dessa skulle utformas som billiga och återanvändbara droner som kan fylla intelligens, övervakning och rekognoscerings roller. De skulle också användas mot mål. Gremlins kan teoretiskt svärma ett fiendens flygplan, störa kommunikationer och radar, discombobulating piloten och vara för liten och många för att vara riktade mot missiler eller vapen.

Gremlinsna skulle behöva utformas som återanvändbara men förbrukningsbara, med "billiga flygplan med begränsad livslängd". Enligt DARPA-programansvarig Dan Patt: "Vi skulle inte kasta hela flygplanet, motorn, avioniken och nyttolastnaden med alla uppdrag, som det gör med missiler, men vi skulle inte heller behöva bära underhållsbarheten och operativa kostnadsbördan för dagens återanvändbara system, som är avsedda att vara i bruk i årtionden. "De skulle också behöva en större grad av artificiell intelligens och rymdmedvetenhet än vad som ses i konventionella droner för att starta från och återvända till värdflygplanet och undvika kollisioner under drift. Det är inte svårt att föreställa sig hur mindre, smartare och mer manövrerbara militära droner snart skulle kunna sänka sig till civilt bruk.

Gremliner är inte de enda avancerade dronorna som DARPA har utvecklat. De flesta tänker på droner som en främst antennteknik, men DARPA hoppas kunna expandera dem på höga hav i form av robotic sea pods utvecklade under programmet Upward Falling Payloads. Dessa djuphavs noder skulle fördelas över havsbotten för att fjärraktiveras vid behov. De skulle då flyta uppåt för att starta vatten- eller flygmedel. De skulle möjliggöra ett distribuerat system av militära tillgångar som ligger oupptäckta på havsbotten tills det behövs.

Vissa är rädda för att den ökande militariseringen av oceanerna kan få skrämmande konsekvenser. En tidning från FN: s institut för nedrustningsforskning varnade för att tekniken representerar en ny expansion av krigföring i en tidigare relativt "ren" havsmiljö, vilket kommer att kräva nya uppsättningar militära regler och normer som ännu inte är utvecklade:

Många av världens konfliktflampunkter ligger på kustnära eller omtvistade vatten. Med stigande sjöar, förändrade vädermönster och andra konsekvenser av global uppvärmning kommer tillgången till tidigare ogenomträngliga områden att göra sjöfartsmiljön en alltmer strategisk slagfrekvens för ett ständigt växande antal stater.

Navalrobotar, kollapsande geopolitiska intressen och oklara internationella lagar och normer för marin krigföring kan eventuellt leda till tragiska situationer som påverkar oss alla.