Космический корабль с ядерным тепловым двигателем
В 2021 году DARPA заключило контракты с компаниями General Atomics ($22,2 млн), Lockheed Martin ($2,9 млн) и Blue Origin ($2,5 млн) для совместной разработки космического судна с ядерным тепловым двигателем. Проект назвали DRACO (Demonstration Rocket for Agile Cislunar Operations) — «Демонстрационная ракета для маневренных цислунных операций».
По мнению Управления, разработка сможет преодолеть ограничения современных ракетных двигателей: обеспечить высокую тяговооруженность и эффективный расход топлива одновременно. Революционная технология повысит маневренность корабля и позволит быстрее перемещаться в космическом пространстве в пределах лунной орбиты, а позже и за ее границами, например во время пилотируемого полета на Марс. Ядерный двигатель также поможет сократить сроки изменения орбит искусственных спутников, на что сейчас могут уходить недели.
General Atomics разработает предварительный проект ядерного реактора и двигательной подсистемы, а Blue Origin и Lockheed Martin подготовят концепции операционной и демонстрационной систем корабля. Цель программы — к 2025 году вывести космический аппарат на орбиту.
Роботы CERBERUS для поисковых операций
Финансируемые DARPA роботы CERBERUS разработаны для поиска потерявшихся людей и объектов под землей, например в тоннелях и пещерах. Машины представлены в двух вариантах: наземном и воздушном. Первые выглядят как анималистичные четвероногие системы, которые отличаются выносливостью и способны преодолевать сложный рельеф местности. Воздушные роботы представляют собой мультироторы, которые помогают исследовать слишком узкие или недоступные для наземных систем пространства. Предусмотрены также устойчивые к столкновениям модели.
Для наиболее эффективного исследования местности роботы используют камеры, лазерные сканеры (LiDAR), акселерометры, гироскопы и вычислительные устройства. В 2021 году команда CERBERUS выиграла $2 млн в конкурсе DARPA Subterranean (SubT) Challenge. Эта победа поможет привлечь в команду других исследователей и новые проекты, а также даст возможность пополнить арсенал компании новыми технологиями, например разработками в сфере подводной робототехники.
Морские обитатели для подводной слежки
В 2018 году DARPA впервые анонсировало программу по использованию морских обитателей для подводного шпионажа PALS. Позже Управление выделило гранты на общую сумму $45 млн пяти исследовательским группам: Northrop Grumman, Лаборатории военно-морских исследований США, Флоридскому атлантическому университету, Raytheon BBN Technologies и Центру экологических наук Университета Мэриленда. Внимание ученых привлекло поведение креветок, рыбы групера, морского окуня и биолюминесцентного планктона, которое менялось при появлении пилотируемых и беспилотных подводных аппаратов.
Ученые проанализировали акустические сигналы, издаваемые креветками, оптическую активность биолюминесцентных организмов, скорость и глубину погружения рыб. Для сбора данных использовали комбинацию гидрофонов, сонаров, камер и других датчиков. В перспективе системы PALS смогут различать целевые транспортные средства и другие раздражители, такие как мусор и морские организмы, чтобы ограничить количество ложных срабатываний. Это поможет военнослужащим защищать берега и гавани от океанских беспилотников, подводных лодок и других аппаратов противника.
Инъекции и капли с антителами против COVID-19
Компания Sorrento Therapeutics выиграла контракт на $34 млн на разработку препаратов против COVID-19, содержащих антитела, для внутримышечной инъекции и в форме капель для носа. Предполагается, что оба лекарства позволят быстро защититься от вируса: у вакцинированных пациентов будет вырабатываться иммунитет к коронавирусу в течение нескольких дней после укола. Использование капель позволит остановить инфекцию на самой ранней стадии в носовых ходах, прежде чем она успеет распространиться дальше. В случае успешных испытаний препараты могут стать альтернативным методом защиты групп населения, для которых обычные вакцины работают не так эффективно, например для пожилых людей или людей с ослабленным иммунитетом.
Гигантский туннельный робот-червь
Компания GE Research получила грант на $2,5 млн в рамках программы DARPA Underminer. На эти деньги инженеры должны были разработать новую технологию, которая позволит быстро прокладывать подземные тоннели в боевых условиях. Конечная цель — робот, который сможет рыть проходы со скоростью 10 см/сек. Чтобы разработать прототип, команда GE обратилась к естественной способности земляных червей передвигаться в почве и объединила их с новейшими разработками в области робототехники. В результате ученые создали большого сегментированного мягкого робота, «мышцы» которого имитируют гидростатический скелет беспозвоночных. На «голове» робота находится инструмент для разрыхления почвы.
Ученые работают над тем, чтобы снабдить робота датчиками, позволяющими ему автономно функционировать под землей: червь будет использовать ультразвуковую технологию для оценки окружающей среды, чтобы проложить путь по пересеченной местности. Такая машина может спасать жизни людей, помогая, например, передавать медикаменты и воду людям под завалом.
Неуязвимый для хакеров процессор
Ученые Мичиганского университета разработали и протестировали новый компьютерный процессор Morpheus, который случайным образом изменяет свою базовую структуру. Чтобы остановить атаки хакеров, он превращает систему в головоломку: команды, выполняемые процессором, или формат данных программы меняются случайным образом.
Процессор был создан в рамках проекта FETT, финансируемого DARPA. Управление впервые опубликовало результаты этой программы в январе 2021 года: Morpheus успешно справился с атаками более 500 специалистов по кибербезопасности, которым предложили десятки тысяч долларов за взлом системы на конкурсе Bug Bounty.
ИИ для лечения болезней спинного мозга
Intel совместно с Университетом Брауна разрабатывает искусственный интеллект, способный восстановить двигательную активность у пациентов с повреждениями спинного мозга. DARPA поддержало это сотрудничество грантом в $6,3 млн в рамках проекта по созданию интеллектуального интерфейса позвоночника (Intelligent Spine Interface Project). Новая программа объединяет нейротехнологии, ИИ и биологические сенсоры и открывает возможность преодоления самых тяжелых последствий травм, включая паралич. В ходе исследований ученые будут записывать моторные и сенсорные сигналы спинного мозга и использовать искусственные нейронные сети, чтобы выяснить, как стимулировать поврежденный участок для передачи двигательных команд.
Исследователи и хирурги из больницы Род-Айленда помогут имплантировать электроды добровольцам с повреждениями спинного мозга. Ожидается, что передача моторных команд между различными частями механизма будет со временем совершенствоваться, поскольку в нем используется самообучающаяся нейронная сеть Intel.
Робот Cassie для помощи по дому
В 2017 году ученые Университета штата Орегон и компания Agility Robotics выпустили двуногого робота Cassie. Машина была разработана под руководством профессора робототехники Джонатана Херста на грант DARPA в размере $1 млн. Создатели объединили опыт биомеханики и современные подходы к управлению роботами с новыми инструментами машинного обучения. Cassie научилась бегать при помощи алгоритма с подкреплением, в ходе которого испытуемая система получает навыки, взаимодействуя со средой. Для бега на открытой местности требуется способность сохранять равновесие, поэтому, чтобы оставаться в вертикальном положении во время движения, робот научился бесконечно подстраиваться под изменяющийся рельеф. В 2021 году Cassie прошла 5 км по территории кампуса на одном заряде батареи.
Стройка на поверхности Луны
В 2021 году DARPA объявило о программе NOM4D, направленной на разработку технологий, которые позволят строить крупные объекты на орбите Земли и на поверхности Луны. Современные ракеты накладывают ограничения на массу и объем груза, который они могут доставить, что препятствует развертыванию внеземных крупномасштабных станций. В рамках проекта инженеры надеются создать концепции построек, которые могут быть реализованы в космосе и будут способны выдерживать маневры, затмения, повреждения и тепловые циклы, характерные для космической и лунной среды.
