imhotype (imhotype) wrote,
imhotype
imhotype

Categories:

DARPA-2016: на заре биологического Интернета II

НАЧАЛО

Перспективные технологические разработки
Перспективные технологические разработки предусматривают выполнение опытно-технологических работ и испытаний готового изделия, непосредственно перед его передачей в войска.
По направлению Перспективных аэрокосмических технологий объявлены программы – «Рассредоточенный огонь», «Технологии совершенствования и увеличения возможностей человеко-машинных систем», «Технологический демонстратор летательного аппарата с вертикальными взлётом и посадкой» и «Многодоменная беспилотная система».

• Программа «Рассредоточенный огонь» (DFires) предусматривает создание огневого комплекса с аппаратурой обеспечения прицельной стрельбы на больших дистанциях (более 500 км) для оснащения подразделений низшего звена. Комплекс DFires должен быть автономным, транспортироваться малотоннажными грузовиками, винтокрылами или малыми катерами. В составе системы предусмотрены находятся несколько пусковых установок ракет, способных уточнять координаты цели в полете либо находиться в воздухе длительное время в режиме патрулирования до получения разведданных о цели. На программу DFires выделяется 6 миллионов долларов.

• Программа «Технологии совершенствования и увеличения возможностей человеко-машинных систем» (TEAM-US) предусматривает разработку технологий совместных операций пилотируемых ЛА и оптимизированных для выполнения основной задачи ведомых БПЛА. Такие ведомые БПЛА могут быть использованы в импровизированном смешанном звене с целями разведки, наблюдения и рекогносцировки (ISR), активного радиоэлектронного подавления, или доставки оружия к цели. На программу TEAM-US предусмотрено выделение 12 миллионов долларов в будущем году.

• Программа «Технологический демонстратор летательного аппарата с вертикальными взлётом и посадкой» (VTOL Technology Demonstrator) является продолжением программы VTOL по созданию винтокрылых машин нового поколения с вертикальными взлётом и посадкой. На данном этапе предусмотрено создание и летные испытания 4,5-5,4-тонной винтокрылой машины, способной к полету на скорости более 555 км/ч, и способной нести полезную нагрузку не менее чем 40% от веса воздушного судна. На программу создания демонстратора VTOL в будущем году выделено 48 миллионов долларов.

• Программа «Многодоменная беспилотная система» (UxS) предусматривает создание беспилотного аппарата, способного стартовать из одного физического домена, трансформироваться и выполнить операцию в другом. Здесь нужно понимать, что военно-политические документы США идентифицируют землю, воздух и море как домены, но в последнее время к доменам также относят космос и киберпространство. В рамках программы будут разрабатываться способы изменения формы, энергоэффективные трансформирующиеся структуры и двигательные установки. На программу UxSв будущем году выделено 7 миллионов долларов.
По направлению перспективных космических программ и технологий предусмотрены три новые программы — «Перспективные технологии движения в космосе», «Радиолокационная сеть» и «Проба».

• Программа «Перспективные технологии движения в космосе» (Advanced Space Propulsion Technologies) предусматривает поиск новых двигательных технологий тяговых и рулевых двигателей космических аппаратов. Область программы включает новые материалы, новые топлива, новейшие двигатели малой тяги, конструкции двигателей, методы увеличения производительности при снижении себестоимости. На программу в новом году выделено 2 миллиона долларов.

• Программа «Радиолокационная сеть» (Radar Net) предусматривает создание складной радиоантенны для оснащения небольших и недорогих телекоммуникационных спутников и аппаратов дистанционного зондирования земли. В частности, в этом году предполагается размещение складной антенны на спутнике формата CubeSat. На программу в новом году выделено 6 миллионов долларов.

• Программа «Проба» (Hallmark) предусматривает создание системы космического боевого командования и управления (BMC2) для высшего руководства США в целях эффективного управления космическими силами и средствами в реальном времени. На программу в будущем году выделено 10 миллионов долларов. По направлению перспективных электронных технологий предусмотрено открытие четырех новых программ — «Фотонное радио», «Высокопроизводительные схемы смешанных сигналов», «Высокоточная надежная инерциальная система наведения для боеприпасов» и «Микроволны и магнетизм».

• Программа «Фотонное радио» (Photonic Radio) предусматривает разработку преобразователя широкополосного радиочастотных сигналов в оптические для интеграции в перспективные системы вооружения. При этом на одном чипе должны быть размещены высокодобротные фильтры и высокомощные лазеры. На программу в будущем году выделено 9,89 миллиона долларов.

• Программа «Высокопроизводительные схемы смешанных сигналов» (FAB) предусматривает адаптацию накопленных в кремниевой электронике разработок к технологическому процессу изготовления полупроводниковых устройств по биполярной КМОП-технологии (БиКМОП) с использованием арсенида галлия, нитрида галлия и кремниево-германиевой технологии. На программу в будущем году выделено 7,2 миллиона долларов.

• Программа «Высокоточная надежная инерциальная система наведения для боеприпасов» (PRIGM) является составной частью комплексной программы, описанной ранее.

• Программа «Микроволны и магнетизм» (M&M) является составной частью комплексной программы, описанной ранее. По направлению перспективных систем навигации, управления и связи (С3) предусмотрено открытие трех программ – «Модуль связи на миллиметровых волнах», «Самооптимизирующиеся сети» и «Масштабируемые оптические узлы для преодоления сетевых ограничений».

• Программа «Модуль связи на миллиметровых волнах» (COMMO-MMW) предусматривает разработку компактной мобильной широкополосной системы связи миллиметрового диапазона (3–300 ГГц) на основе активной фазированной антенной решетки (АФАР). Использование системы связи предполагается в перспективных интегрированных системах управления, связи, сбора разведданных, наблюдения, разведки местности и передачи данных (C4ISR). На программу в будущем году выделено 7 миллионов долларов.

• «Самооптимизирующиеся сети» (Self-Optimizing Networks) предусматривает разработку методов автоматической оптимизации настроек сетевых служб непосредственно во время боевых операций. На программу в будущем году выделено 8 миллионов долларов.

• Программа «Масштабируемые оптические узлы для преодоления сетевых ограничений» является составной частью комплексной программы, описанной ранее. По направлению перспективных технологий сетецентрической вооруженной борьбы (NCW) предусмотрено открытие трех новых программ – «Ретрансляционная антенная решётка для когерентной передачи», «Подводная навигация на дальних дистанциях» и «Круговая система защиты боевых надводных кораблей».

• Программа «Ретрансляционная антенная решётка для когерентной передачи» (ReACT) предусматривает разработку способов объединения распределенных мобильных передатчиков для обеспечения высокомощного пространственно-разрешенного радиоэлектронного подавления (РЭБ) на радиочастотах противника. На программу в будущем году выделено 9,935 миллиона долларов.

• Программа «Подводная навигация на дальних дистанциях» (Long-Range Undersea Navigation) предусматривает разработку навигационной системы для подводных лодок и автономных аппаратов на основе сигналов акустических маяков, заранее размещенных в океане. На программу в будущем году выделено12 миллионов долларов.

• Программа «Круговая система защиты боевых надводных кораблей» (Multi-Axis Protection of Surface Ships) предусматривает разработку автономных и малогабаритных морских мультиспектральных детекторов, размещенных на удалении от боевых надводных групп, для раннего обнаружения угроз от беспилотных летательных аппаратов противника. На программу в будущем году выделено 11 миллионов долларов. По направлению перспективных сенсорных технологий предусмотрено открытие трех новых программ – «Перспективные радиосканирующие технологии для получения изображений», «Малые спутниковые сенсоры», «Недорогое устройство самонаведения».

• Программа «Перспективные радиосканирующие технологии для получения изображений» (ASTIR) предусматривает интеграцию существующих технологий для задач улучшения характеристик радиолокационных станций формирования радиолокационного изображения, включая получение 3D-изображения, картографирование местности, интеграции данных миллиметрового и терагерцового диапазона, и т.д. На программу в будущем году выделено 10 миллионов долларов.

• Программа «Малые спутниковые сенсоры» (Small Satellite Sensors) предусматривает разработку электрооптических и инфракрасных датчиков, а также технологий межспутниковой коммуникации, с целью создания полноценного военного тактического спутника мессой менее 45 кг. На программу в будущем году выделено 8 миллионов долларов.

• Программа «Недорогое устройство самонаведения» (Low Cost Seeker) предусматривает создание дешевого и компактного (SWaP) универсального блока самонаведения ракетного оружия на основе инерциальной навигации. На программу в будущем году выделено 8 миллионов долларов.
Сравнивая программу DARPAс прошлым годом, можно отметить следующие изменения в количестве и объеме финансирования новых программ по ключевым базовым направлениям:

Почему биологические технологии настолько важны именно в контексте инженерных технологии, как их понимает DARPA? Однажды в 1969 году агентство уже опробовало инновационный принцип коммуникаций, что привело к созданию Интернета. Биологические технологии, в свою очередь, способны открыть доступ к способу коммуникации, условно называемой «биологическим Интернетом». Под этим подразумевается универсальный набор инструментов для решения ограниченного, но все же огромного массива проблем, имеющих отношение к здоровью и продолжительности жизни человека, доступа к природным ресурсам, экологии планеты, производству продуктов питания и т.д. Такой универсальный инструментарий включает в себя конформации нуклеиновых кислот (рибозимы, аптамеры, и т.д.), малые сигнальные молекулы, ферменты, белки, контроль потенциала мембран, а также различные экзосомы, и их сочетания.
Проблема в том, что мы пока не знаем, чем в действительности ограничены естественные возможности живых организмов, и в чем состоят потенциальные риски. Может так оказаться, что пугающая сегодня всех проблема произвольных мутаций генома патогенов окажется решаемой, но на первый план выйдут иные «патогены» – природа которых будет ближе скорее к физике твердого тела, чем к иммуно-реакциям.
Созданный 1 апреля 2014 года новый отдел биологических технологий за прошедший год пополнился новыми кадрами. В отдел пришли 48-летний IT-менеджер и евангелист естественно-научного образования Фил Альвильда (Phillip Alvelda) и 33-летняя биофизик и специалист по внедрению микро- и нано-флюидных технологий Лиза Стрычальски (Elizabeth Strychalski).
Менеджер программы DARPA Элизабет Стрычальски.
Окончила бакалавриат Рочестерского университета в 2002 г.,
диссертацию защитила в 2009-м. В 2009-2014 гг. – научный
сотрудник Национального института стандартов и технологий США,
в котором занималась вопросами практического использования микро-
и нано-флюидных устройств для мультиплексных биохимических
анализов

С точки зрения одержимых передовыми идеями людей, DARPA представляет собой идеальное место для работы. В распоряжении тех, кто ведёт проекты DARPA, оказываются не только эксперты и технологи, не только возможность быстро начать работу на средства самого агентства, но и возможность сделать свое видение будущего общепринятым стандартом. Являясь законодателем технологической моды, DARPA может получить финансирование по бюджетным программам управлений НИОКР вооруженных сил, военных агентств, министерства энергетики и национальных институтов здравоохранения.
Инструментом выработки общего понимания проблемы и выбора средств ее решения служат открытые и закрытые конференции, организуемые DARPA. В этом году DARPA проводит две открытые конференции по теме «Биология как инженерная технология» — в феврале и июне. Тем, кто не сможет присутствовать на этих мероприятиях, сегодня доступны видеозаписи февральских выступлений менеджеров программ и приглашенных докладчиков.
Внимание к программам DARPA, иным биомедицинским программам США, Великобритании, Германии и Франции, попытки обобщения разнородной открытой информации (проблема, которую, возможно, и сама DARPA решить не может), могут подсказать нам принципы и направление разработок по созданию универсальной технологии сопровождения и обеспечения безопасности «биологического Интернета».
Существует ли сегодня у нашей страны государственная структура, которая бы могла оценить риски таких технологий и использовать новые идеи на благо нации? К большому сожалению – пока нет. Структуры, которые при соблюдении ряда условий могли бы выполнять данные функции, либо находятся в процессе реформирования и взаимной передачи полномочий (Минобороны и Генштаб), либо за долгие годы уже частично потеряли начальный потенциал (федеральные службы и ЦНИИ), либо пока находятся в состоянии накопления опыта и обучения кадров (корпорации, вузы и научные учреждения).
Одна из последних попыток создания отечественной структуры передовых оборонных исследований в структуре Минобороны в 2011 году была основана на опыте DARPA. Передовые идеи, молодые руководители программ, интеграция проектов в государственную программу вооружений действительно привели к обнадеживающим результатам, но также и стали причиной слишком скорого её противостояния с оборонной корпорацией. Результат такого противостояния был предопределён – молодая структура прекратила существование.
Очередная попытка создания подобной организации – Фонда перспективных исследований – оказалась сопряжена с рядом сложностей, которые возникают у подобной обособленной структуры. Оторванность от реальных потребностей Вооруженных сил, дефицит информации о современных научно-технических разработках и невозможность построения научных коммуникаций привели к тому, что исследования и разработки велись бессистемно, в отрыве от стратегии развития и нужд военной системы страны. В целом такой изоляционный подход себя не оправдал.
Попытки создания отечественной организации передовых научно-исследовательских проектов пока обернулись лишь разочарованием. Однако следует как можно быстрее понять, что однажды и нам придется создавать и собственный аналог DARPA, и систему обобщения научно-технической информации по передовым направлениям науки и техники. А поняв, со всей серьезностью отнестись к делу.
«Русская ДАРПА» не может создаваться в отрыве от всей системы оборонных исследований. Замах такой организации на роль законодателя технологической моды в «оборонке» предъявляет высокие требования к уровню выполняемых работ, эффективности работы, качеству коммуникаций с научным миром и потребителями результатов исследований. Понимание этих механизмов, анализ фундаментальных причин неудачи отечественных попыток создать «свою DARPA» точно также важны, как и собственно технологическое проектирование. Основной и самый важный результат самоотверженной работы команды такой организации – даже сам портфель технологических проектов, а зарекомендовавшая себя на практике модель работы, обеспечивающая эффективную и быструю реакцию на технологические вызовы.
Об авторе: Илья Клабуков, руководитель сообщества Defense Network
.©
Tags: Наука и ЖестЪ
Subscribe

  • Post a new comment

    Error

    Comments allowed for friends only

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your reply will be screened

  • 0 comments