DARPA: technologie nie tylko dla wojska

7 technologie nie tylko dla wojska

Technologii, które najpierw powstały dla wojska, a dopiero z czasem powędrowały do cywila jest całe mnóstwo, począwszy od reaktora atomowego, a kończąc na zupach w proszku. Najwięcej transferów na tej liście ma niejaka DARPA.

 

Technologii, które najpierw powstały dla wojska, a dopiero z czasem powędrowały do cywila jest całe mnóstwo, począwszy od reaktora atomowego, a kończąc na zupach w proszku. Najwięcej transferów na tej liście ma niejaka DARPA.

DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency), czyli amerykańska Agencja Zaawansowanych Projektów Badawczych Obrony to wylęgarnia nowoczesnych technologii, które w zamyśle miały służyć wojsku. Jednak niektóre z nich przysłużyły się do rozwoju technologii cywilnych. To dzięki DARPA powstał Internet czy GPS. Projekty, nad którymi obecnie pracuje Agencja mogą także z powodzeniem służyć cywilom, pomagając im rozwiązać istotne problemy.

DARPA została powołana w 1958 r. przez amerykańskie ministerstwo obrony, czyli Pentagon. Agencja miała być naukowo-technicznym zapleczem amerykańskiej armii. DARPA nigdy jednak nie prowadziła badań samodzielnie, zajmowała się finansowaniem wyższych uczelni, instytucji komercyjnych i innych organizacji (non-profit). Czasami DARPA jak dobry wujek, z zasobnym portfelem finansowała beznadziejne projekty, takie jak mechaniczne słonie (sprawdziły się chyba tylko w „Gwiezdnych Wojnach”) lub projekt Orion zmierzający do stworzenia napędu międzyplanetarnego statku kosmicznego (ten pomysł też wykorzystał George Lucas). Jednak dzięki pieniądzom DARPA powstało kilka naprawdę genialnych wynalazków, które posłużyły ludzkości. I powstają nowe, które mogą być z powodzeniem wykorzystywane poza armią. Oto niektóre z nich:

ARPANET: początek Internetu

Już w latach 60. Pentagon postawił sobie cel: wojsko potrzebowało sieci komputerowej zdolnej do przetrwania wojny atomowej, potrafiącej automatycznie rozpoznać uszkodzone łącza i wybrać zastępczą drogę dla przesyłanych danych. Zniszczenie pojedynczych węzłów sieci nie mogłyby doprowadzić do unieruchomienia całego systemu.

7aW wyniku prac nad tym projektem powstała sieć ARPANET, którą można uznać za kamień węgielny późniejszego Internetu. Jej nazwa wywodzi się od nazwy Instytutu Rozwoju Zaawansowanych Technologii (Advanced Research Project Agency, tak nazywała się do 1971 r.), pod kuratelą której sieć powstała, oczywiście, we współpracy z ośrodkami naukowymi. W tym czasie opracowano nowy, udoskonalony zestaw protokołów sieciowych. Zestaw ten stał się trzonem protokołu TCP/IP, umożliwiający komunikację pomiędzy dowolnymi komputerami w sieci poprzez nadanie każdemu z komputerów unikatowego adresu.

W 1971 roku ARPA zdecydowała się odtajnić protokół TCP/IP i zezwoliła na przyłączanie do Arpanetu lokalnych sieci akademickich. Pierwszą siecią akademicką przyłączoną do Arpanetu była sieć na kampusie UCLA.

W latach 1972-1979 kolejne uczelnie USA przyłączały się do projektu Arpanetu i jednocześnie ARPA śledziła wszystkie nowinki techniczne wymyślane na uczelniach i część z nich przekazywała na rzecz tajnych projektów wojskowych. Wielu akademickich użytkowników Arpanetu zaczęło nazywać tę sieć Internetem, ze względu na to, że łączyła ona wiele różnych sieci lokalnych.

W 1980 roku, po kilku efektownych włamaniach crackerów do serwerów Arpanetu, ARPA zdecydowała się rozdzielić całkowicie wojskową część Arpanetu od części akademickiej. Część wojskowa nadal ma nazwę Arpanet, zaś część cywilna została już oficjalnie nazwana Internetem i zaczęła się od tej pory rozwijać samodzielnie.

O obecnie istniejącym wojskowym Arpanecie (prawdopodobnie o nazwie Milnet) niewiele oficjalnie wiadomo.

GPS: technologia globalnej lokalizacji

Był rok 1983. Samolot koreańskich linii lotniczych z uwagi na fatalne warunki atmosferyczne zboczył z kursu wlatując na terytorium Związku Radzieckiego. Rosjanie potraktowali to jako naruszenie ich przestrzeni powietrznej i zestrzelili samolot. Incydent ten oburzył ogólnoświatową opinię publiczną. Rząd amerykański chcąc na przyszłość uniknąć podobnych sytuacji zdecydował się udostępnić lotnictwu cywilnemu nieznaną wówczas technologię – system GPS.

7bTechnologia globalnej lokalizacji, czyli GPS był jednym z pierwszych projektów realizowanych przez DARPA.

Historia rozwoju technik satelitarnych rozpoczęła się w roku 1957 od wystrzelenia przez ZSRR pierwszego sztucznego satelity Ziemi „Sputnik-1”. Niespodziewanym następstwem obserwacji przelotów „Sputnika” było wykrycie zjawiska Dopplera w odbieranym sygnale, co umożliwiło obliczanie parametrów orbity. Naturalnym następstwem tego było zdefiniowanie problemu odwrotnego, to jest określenie pozycji odbiornika przy zmierzonym przesunięciu dopplerowskim i znanej trajektorii lotu. W ten sposób powstały pierwsze systemy nawigacji satelitarnej Transit w USA i Cykada w ZSRR, oba były systemami wojskowymi. Transit był prekursorem obecnego GPS.

System GPS do dziś funkcjonuje w dużej mierze w oparciu o satelity wojskowe, amerykańskie. Jednak Amerykanie udostępnili cywilom tylko jedną częstotliwość radiową L1 (f1- 1575,42 MHz), by system wojskowy GPS miał przewagę dzięki drugiej częstotliwości radiowej L2 (f2 – 1227,6 MHz). Odbiór tych dwóch częstotliwości, a następnie porównanie ich umożliwia określenie tzw. poprawek jonosferycznych. To dzięki temu wojskowy GPS jest zdecydowanie bardziej precyzyjny niż ten, którego używamy w naszych samochodach. Dzięki temu operator pojazdu wojskowego nie usłyszy ze swojego urządzenia bzdurnych komunikatów „skręć w lewo, skręć w lewo”, mijając szczere pole. No, chyba, że w szczerym polu ukrywa się nieprzyjaciel (sic!).

ARSENEK GALU: materiał lepszy od krzemu?

7cArsenek galu to jeden z najmniej znanych wynalazków ze stajni DARPA, ale chyba nie mniej ważny niż niewidzialne czy bezzałogowe samoloty. Jest to nieorganiczny związek chemiczny galu i arsenu. Związek ten jest otrzymywany syntetycznie na potrzeby m.in. przemysłu elektronicznego ze względu na swoje właściwości półprzewodnikowe. Drugi obecnie po krzemie materiał najczęściej wykorzystywany w mikro- i optoelektronice oraz technice mikrofalowej. Arsenek galu wykazuje większą od krzemu odporność na działanie promieniowania elektromagnetycznego. Na arsenek galu z nadzieją spoglądają nie tylko technolodzy od elektroniki półprzewodnikowej, ale także od ogniw fotowoltaicznych. Zastąpienie krzemu arsenkiem galu pozwoliłoby na budowę znacznie szybszych układów scalonych, nad technologiami pracuje na przykład Intel. Cały czas przeszkodę stanowi jednak cena, która jest pochodną skomplikowanego procesu produkcji.

TRANSTAC: tłumacz prawie doskonały

DARPA testuje obecnie system, który pozwoli na porozumienie się w miejscowym języku bez konieczności korzystania z tłumacza z krwi i kości w czasie rzeczywistym.

7dMożliwość porozumienia się z mieszkańcami jest dla żołnierzy walczących w Afganistanie i w Iraku jednym z podstawowych elementów, który umożliwia skuteczniejsze działanie, reagowanie na problemy, czasami wyjaśnienie napiętej, czy kryzysowej sytuacji.

System ma być praktyczny, mobilny i docelowo stanowić wyposażenie każdego skierowanego w teren żołnierza. System powstaje przy współpracy z National Institute of Standards and Technology jako jeden z trzech projektów w ramach TRANSTAC. Na razie tłumaczenie możliwe jest w pasztuńskim, którego używa znaczna część populacji w Afganistanie. Program jest stale rozwijany, ale zademonstrowany prototyp już przeistoczył się w typowego smartfona …a konkretnie w Nexusa One.

MECHANICZNA RĘKA: cudo bioinżynierii

7eOpracowanie ręki zajęło naukowcom z Uniwersytetu Johna Hopkinsa pięć lat i kosztowało ponad sto milionów dolarów, które oczywiście wyłożyła DARPA. Mechaniczna kończyna potrafi się obracać, zginać i skręcać na 27 różnych sposobów. Posiada zdolności chwytne, jest tak precyzyjna, że nie powinna uszkodzić nawet kruchych przedmiotów. Kieruje ona – po wszczepieniu do mózgu mikroczipu monitorującego – aktywność neuronów, po czym przetwarza je na sygnały rozumiane przez protezę. Mechaniczna ręka ma natomiast być „przyszywana” osobom, którym prawdziwa ręka została amputowana oraz ludziom po zawale serca czy tym, którzy odnieśli poważny uraz kręgosłupa. Testowana jest już na pięciu pacjentach. Jeśli nie będą oni skarżyli się na jej działanie i nie wystąpią żadne inne problemy, to proteza ma trafić na rynek za cztery lub pięć lat.

EGZOSZKIELET: upgrade ludzkiego ciała

7fBlisko dziesięć lat temu naukowcy z laboratorium robotyki wydziału inżynierii mechanicznej Uniwersytetu w Berkeley wygrali grant na realizację projektu o nazwie Bleex. Urządzenie, które zaprojektowano z myślą o żołnierzach, ratownikach i wszystkich innych pracujących w ekstremalnych warunkach miało wspomagać mięśnie nóg i umożliwiać przenoszenie ciężkich ładunków minimalnym nakładem sił. Pierwszy Bleex pozwalał użytkownikowi przenieść blisko 35 kg więcej niż normalnie. Znacznie ważniejsze było jednak doświadczenie, jakie przy jego konstrukcji uzyskali inżynierowie.

Kolejne projekty Exohiker i ExoClimber – pozwalały już na znacznie więcej: ważąc około 15 kg, umożliwiały dźwiganie nawet 100-kg ładunków. Wreszcie w 2008 r. pojawił się HULC (Human Universal Load Carrier), którego osiągi były już imponujące. Przywdziewająca go osoba może przenosić ciężary o wadze do 100 kg, biegnąc z prędkością nawet 20 km/godz. Bateria wystarcza na kilkadziesiąt godzin pracy.

Ostatni projekt to eLegs, jeszcze bardziej zaawansowany. To urządzenie wspomagające pracę ludzkich mięśni, dzięki któremu ludzie od lat przywiązani do wózków inwalidzkich po krótkim treningu mogą znów chodzić. Co ważne, jest duża szansa, że nie skończy się na prototypie i sprzęt trafi do szerszej sprzedaży w ciągu kilkunastu miesięcy.

Dzięki systemowi czujników i komputerów eLegs na bieżąco analizują ruchy mięśni i gestykulację operatora, odczytują intencje użytkownika i wspomagają go w zamierzonym ruchu. W efekcie niepełnosprawny naprawdę samodzielnie chodzi, ucząc się ponownie wykonywać naturalne ruchy i przenosić ciężar ciała podczas każdego kroku. Oczywiście na drodze do powszechnego zastosowanie urządzenia stoją pieniądze. Koszt urządzenia waha się pomiędzy – bagatela – 100 -150 tys. USD.

VIRAT: algorytm wideo

7gSpecjalne algorytmy bez trudu przeszukują tekst, radzą sobie z obrazami. Jednak przeszukiwanie materiału wideo to wyższa szkoła jazdy. Na zlecenia DARPA został stworzony program o nazwie VIRAT, który umożliwi służbom militarnym i wywiadowczym przekopanie się przez ogrom nagrań z różnego rodzaju środków obserwacyjnych (satelitów, pojazdów bezzałogowych, itp.). Zamiast angażować ludzi do analizowania owego materiału, Departament Obrony będzie mógł zaprząc do tego zadania algorytmy. Pierwsze zlecenia otrzymał już koncern Lockheed Martin. Nie trudno wyobrazić sobie, że projekt ten znajdzie zastosowanie także w cywilu.

SyNAPSE: krok do sztucznej inteligencji

Firma IBM otrzymała niedawno pokaźne zlecenie na prace badawczo- rozwojowe nad częścią projektu SyNAPSE (System of Neuromorphic Adaptive Plastic Scalable Electronics) koordynowanego przez agencję DARPA.

Chodzi o prace nad naśladowaniem najważniejszych elementów ludzkiego mózgu, aby komputery mogły lepiej przetwarzać olbrzymie ilości danych za pomocą wbudowanej sztucznej inteligencji. Łącznie DARPA przeznaczyła na ten cel już blisko 1 mld USD.

7hI choć brzmi to nieco jak sci-fi, to uwierzcie, że DARPA realizuje ponadto projekty jeszcze bardziej „odjechane”, w które trudno uwierzyć, jeśli nie jest się miłośnikiem „Archiwum X” lub „Nie z tego świata”.

 

 

Jakub Michalski

źródła: Wikipedia, New Scientist, Gazeta Wyborcza

 

admin

Komentarz

Twój adres email nie zostanie opublikowany. Pola, których wypełnienie jest wymagane, są oznaczone symbolem *