国外军技民用最新成果管窥

美国国防部高级研究计划局(Defense Advanced Research Projects Agency，简称DARPA)是美国防部重大科技攻关项目的组织、协调、管理机构和军用高技术预研工作的技术管理部门，主要负责高新技术的研究、开发和应用，其所承担的科研项目，多为风险大并且潜在军事价值也大的项目，一般也是投资大、跨军种或三军不管的中、远期项目。其宗旨是“保持美国的技术领先地位，防止潜在对手意想不到的超越”。秉持这一信念，DARPA的创新业绩有目共睹：互联网、半导体、个人计算机操作系统UNIX、激光器、全球定位系统（GPS）等许多重大科技成果都可以追溯到DARPA资助项目。

美国科技媒体Business Insider对该机构的活跃项目进行了研究，以便找到那些如果最终能成为现实生活中的技术，而拥有大规模民用潜力的项目。以下为Business Insider盘点有望改变人们生活的20项高级军事项目：

1.Excalibur项目

对于在城市战争中常规武器的使用，美国国防部一直表示担忧。相关的风险存在于如何将损害局限于敌人及其持有的武器上面，避免造成附带的损害。由于这方面以及其他的原因，使得国防部非常需要一款激光武器，而DARPA则计划为它们开发一款。Excalibur项目就是开发比现有战斗激光武器轻十倍、而且几乎可以手持的激光武器。DARPA想要使这些具有100KW电量的产品，用于精准打击地面和空中的目标。

2.像透析一样清洁血液的方法

仅2009年一年，血液感染就影响了美国逾1500名军事人员。DARPA正在开发一款便携式设备，可以从体内清除受到感染的血液和有害物质，将干净的血液返还到体内，这与使用透析设备将人体血液内毒素移除的方法类似。

研究人员非常注重该项目的民用价值。DARPA声称，该款最终的产品在美国每年将可挽救数千人的生命，节省支出达数十亿美元。DARPA计划在2012年秋天开始生产这种便携式设备。

3.纳米机器人监测人体健康

尽管对于疾病进行外部监测非常重要，但DARPA正在研究一种内部监测的方式，以便发现一个人是否生病。

Vivo Nanoplatforms项目正试图研发纳米粒子类别，以便在内部判断和治疗疾病与感染。DARPA正针对大型动物进行完整的系统论证。

4.无需笨重、易坏的风扇，系统在芯片内部进行冷却

电脑上噪音极大、并且容易损坏的风扇，是高效运转芯片不至于过热的必要保证。随着集成电路越来越紧凑，这些芯片运行的温度也越来越高。因此对于散热的需求也在快速增长。

这也是DARPA通过芯片内部增强冷却(Intrachip Enhanced Cooling)项目介入的领域。该项计划放弃了通过空气来冷却芯片的想法，而考虑在芯片上嵌入热量管理系统。

DARPA现在正在尝试这一提议，而这个解决方案有可能会让电子行业“过热”。

5.超低价的热成像系统

热成像拥有多种军事用途。但该项技术仍然相对昂贵，这阻止了美国国防部对该技术的大量使用。

低成本热成像仪(The Low Cost Thermal Imager)制造项目，试图使这一技术变得更加低廉，可以利用。DARPA认为，热成像产品没有理由不被应用于手机、眼镜、步枪瞄准镜以及头盔等产品之中。

由于DARPA的目标是在芯片上加入一个摄像头，因此新技术可以在众多领域里应用。

6.DARPA想要开发一种基因机器，批量生产基因疗法

对于一个新生物学发现所需的大量资源，国防部并不认同。开发一种单一的疗法并进行大规模的生产，需要花费数年的努力以及数十亿美元的投入。例如从细菌分泌物中提取的抗疟疾药物等等。

通过Living Foundries项目，DARPA想要开发能够指导和设计生物学的技术和新学科。这一项目雄心勃勃。但至少可以这样说，大规模生产生物解决方案的可能性非常具有诱惑力。

7.将科技与神经系统完全整合

人工耳蜗可以使耳聋的人听到声音，受到人工耳蜗植入技术成功的启发，DARPA也非常热衷于半机器人(cyborg)技术。对于人类而言，技术改进面临的最大障碍就是人与机器的结合。

DARPA旗下研究的“可靠神经接口技术”(Reliable Neural-Interface Technology)项目想要研发可植入物和相关的改进，以便使其可以长期连接到人类的中枢神经系统。该项技术的民用前景也很广阔，可以最终应用于医疗和投机娱乐领域。

8.定位、导航和定时微技术

美国国防部的许多硬件产品都依赖于GPS，当你意识到这种依赖性有多么的严重性时，就会发现一个问题：存在干扰系统或者服务偏弱的地区，可能会使功能上需要稳定GPS连接的武器处于瘫痪状态。

DARPA旗下的定位、导航和定时微技术(Microtechnology for Positioning, Navigation, and Timing)项目，设计了一个解决方案。它的目的是对硬件进行设计，使依赖于GPS的技术在没有信号的状况下能够继续工作。它将根据最后已知的位置、轨迹、速度和类似信息，计算出GPS将要提供的信息，以便取代GPS的硬数据。

该项技术有多种民事用途。想象一下，在地铁里信号不好的区域，使用谷歌地图服务。

9.确保进口芯片不是赝品和废品

美国多数原材料生产外包给海外生产，对于使用进口集成电路开发的系统，其可靠性令美国国防部心存疑虑。

由于美国国防部无法精确地对每块芯片的生产进行监控，因此DARPA正在开发集成电路完整与可靠性(Integrity and Reliability of Integrated Circuits)项目，以便在不破坏单个电路的情况下，通过技术获得电路的功能信息。这意味着DARPA将可以对一个电路进行查看，确保其准确按照指定要求工作。

该项技术也可能应用于民用领域，保证用户的电脑硬件中没有键盘记录器，或者不是假货。此外，如果该项技术能够商业应用，那么也可以用于计算机维修领域。

10.轻松检测生化武器攻击的方法

目前对于化学和生物武器检测所需的技术庞大、繁重而又昂贵。DARPA旗下的紧凑中型紫外线(Compact Mid-ultraviolet)技术项目，使得对于这种武器的检验更加简洁和移动化。该项目的目的是开发一款使用紫外线灯光的设备，而该项目的任何进展，都将可以用于饮用水净化和生化武器追踪领域。

11.使计算更加节能

计算速度是以每秒浮点运算次数(Floating-Point Operations Per Second)来计算，也就是计算每秒系统可以进行简单计算的次数。现在此类计算通常是在每秒十亿次浮点计算次数区间进行。每秒浮点运算次数的能耗也非常重要，是对能量有效使用的一种衡量手段。那么如何使性能与改善能量消耗保持关联呢？

DARPA想要把现有每瓦1 gigaflop的标准，扩展至每瓦75 gigaflops。嵌入式计算技术节能(The Power Efficiency Revolution For Embedded Computing Technologies)项目则有望彻底改变对于能源的消耗。

如果该项目取得成功，可节能7500%，可使智能手机连续待机数周，而笔记机充电的时间将与为普瑞斯加油的频率一样。

12.尖端纳米加工项目

DARPA对于纳米技术投资巨大，其核心概念已经得到证实，该项技术具有可行性，但仍面临的困难是进行批量生产。

在尖端纳米加工(Tip-Based Nanofabrication)项目中，DARPA正试图使对纳米级材料的可控制生产成为一种现实。已经证实纳米管“森林”可以增长，而控制和管理这一增长，是这个项目的目的。如果该项目取得成功，一个全新的技术领域则敞开了大门。纳米管、纳米线和量子点的可控制生产，将能从现在不可用的原材料中打造纳米机器。医学与消费者技术领域正急于等待这一研究结果。

13.高效、高能量激光对无人飞机进行保护

正如你所知道的，DARPA非常热衷于激光技术。DARPA计划将不同波长的激光操作合并成单一的光束，以便提高光束的强度。DARPA想要研制一个可以保留单一强度光束的高效激光。

二极管高能激光系统架构(Architecture for Diode High Energy Laser System)项目的目标是打造一个全新的高强度激光，可以立即应用于无人驾驶飞机上，对遇到的攻击进行防卫。

对于民用而言，激光已经被广泛应用于工业领域，一款更好的激光产品，可以拥有更大的商业前景。

14.三维集成电路

集成电路总体而言都是二维对象，DARPA则想跳出这一局限，试图开发三维集成电路。

DARPA项目如果成功则意味着，由于一个重要的限制已经被打破，计算机的运行将会更加快速。阻碍二维集成电路进一步增长的一个因素是，集成电路的复杂性不断扩展，使得在二维电路板上没有运行所有必要连接的空间。

三维概念化电路尽管难以实施，但将允许DARPA扩展集成电路技术，并使其更加紧凑。

15.Ultrabeam是首个伽马射线激光，可能将永远改变医学领域

DARPA现在拥有大量正在研发的激光项目，但该项技术可能拥有部分最为广泛的民用空间。

Ultrabeam是首个伽马射线激光。美国军方热衷于Ultrabeam是因为X射线可以用于对感兴趣的材料进行检测，像对进口的集成箱，和入境人员进行检测等等。在医学领域，它的潜力巨大。简洁的伽马射线激光器可以使新型的放射疗法和诊断工具得以应用。

16.试图在美国重新设计和生产集成电路

现在几乎全部集成电路板的原材料都是在海外进行生产，这是大规模生产计算机产品廉价、高效的方式。这对于美国国防部而言，可能潜在着一个巨大的威胁，因为使用DoD技术的多数原材料来自于美国本土以外，并以商业形式进行购买。这也是为什么DARPA拥有自己的LEAP项目，并试图重新在美国研发集成电路的原因。

该项目允许美国高校、研究机构和美国国内的开发商接触DoD半导体材料，以希望美国制造的集成电路将很快上市。

17.让高级、发热量大电路冷却的新方法

随着集成电路日趋变小和日益紧凑，它的发热量也变得越来越大。集成电路会很快变热，高温可以烧坏一个集成电路，因此需要风扇和散热技术。但美国国防部需要的不仅仅是这些。

DARPA旗下热量管理技术(Thermal Management Technologies)项目正在测试5种不同的方式，以使系统冷却。这些方式包括热管适应技术(heatpipe adapted technology)、冷却微技术(cooling microtechnology)、新型材料(new materials)、热电冷却器(thermoelectric cooler)、升级版功率放大器(upgraded power amplifier)。

在散热领域里的多数科学进步，都可以应用于消费者电子领域。

18.打造单一芯片的通用平台

现在阻碍计算机发展的一个因素就是计算机芯片必须基于多种不同材料进行生产。硅是最普通的材料，但是专业的芯片是由氮化镓(Gallium Nitride)、砷化镓(Gallium Arsenide)、锑化物(Antimonide)等不同的材料进行打造。

DARPA旗下多样化访问异构一体化(Diverse Accessible Heterogeneous Integration)项目，是通过单一基板打造一个通用的基础，以便对芯片进行合并，节省宝贵的时间。

该技术由于数据不需要在不同芯片之间进行传输，因此在民用设备上的使用，可能会使电脑运行更加快速。

19.AWARE项目可能会永远改变摄影和监控技术

军方一直有意改进摄像头，因为更佳的摄像头意味着更准确的信息，也意味着更好地执行使命，这也是DARPA开始高级宽视场图像重建与开发架构(Advanced Wide FOV Architectures For Image Reconstruction and Exploitation)项目的原因。

这种相机你可能会听说过，它将逾150个相机合并为一个单一的镜头，以便产生出100亿到500亿像素的图片，这一分辨率远比人眼也能看见的像素范围更加清晰。

在日常生活中，先进的摄像技术在医疗、商业、媒体、科技和娱乐领域里大量使用。

20.DARPA想要开发一款适应能力强、低功率超级计算机，让非专业人士基本上也可以进行编程

DARPA旗下的普通高性能计算(The Ubiquitous High Performance Computing)项目接近于从头开始打造计算机。DARPA想要开发新的计算机系统，这种系统可以抵御网络攻击，更节能，本质上更加高效。

更为重要的是，该项目想要使一些非专业人士也能够使用电脑进行编程。该项目是DARPA最具野心的一个项目。事实上，英特尔、MIT、NVIDIA和美国桑迪亚国家实验室(Sandia National Lab)等都在进行着尝试，这表明DARPA对于该计划非常地认真。