10 progetti DARPA che potrebbero cambiare il mondo

La DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency) dei militari statunitensi è stata creata nel 1958 in risposta al lancio del satellite sovietico Sputnik. Il suo obiettivo era quello di assicurarsi che l'America non sarebbe mai stata catturata con i suoi pantaloni giù nella gara tecnologica di nuovo. Raggiunsero quell'obiettivo in picche, essendo direttamente o indirettamente responsabili dello sviluppo di innumerevoli innovazioni tecnologiche che hanno cambiato milioni di vite, dagli aerei furtivi al GPS e, naturalmente, ARPANET, il precursore della moderna Internet. Il complesso militare-industriale americano ha ancora molti soldi da investire nella ricerca e nello sviluppo tecnologico, e qui ci sono 10 progetti DARPA che potrebbero rivoluzionare il mondo.

10 memi

Nel febbraio 2015, DARPA ha annunciato che stava lavorando allo sviluppo di un motore di ricerca per il Deep Web. La maggior parte del Deep Web è inaccessibile o accessibile solo attraverso reti crittografate come Tor o 12P. Mentre è tecnicamente fattibile per i motori di ricerca come Google, Bing e Yahoo per espandere la loro indicizzazione nel Deep Web, ci sono pochi o eventuali incentivi commerciali per farlo. Tuttavia, DARPA è presto intervenuta annunciando lo sviluppo del motore di ricerca Memex.

Gran parte dell'impulso originale alla base dello sviluppo di Memex è stato quello di aiutare i governi e le forze dell'ordine a effettuare ricerche per gruppi ristretti di interessi o termini di ricerca e ottenere risultati più utili di quelli normalmente forniti dai motori di ricerca commerciali, al fine di concentrarsi su questioni come traffico di esseri umani, schiavitù e traffico di droga. Sebbene inizialmente progettato per uso governativo e militare, sta ricevendo crescente attenzione come potenziale assassino di Google a causa delle sue potenziali applicazioni civili e commerciali.

Un membro del team dietro a Memex ha descritto gli obiettivi finali:

Avanzate tecnologie di scansione e scraping web, con una dose di Intelligenza Artificiale e apprendimento automatico, con l'obiettivo di poter recuperare praticamente qualsiasi contenuto su Internet in modo automatico. Alla fine il nostro sistema sarà come un esercito di stagisti di robot che possono trovare cose per te sul web, mentre tu fai cose importanti come guardare i video dei gatti.

9 RAM Replay

La RAM in questo caso sta per "Ripristino della memoria attiva". RAM Replay cerca di consentire alle persone di ricordare meglio le memorie episodiche e le abilità apprese. Sperano di sviluppare modi per migliorare il ricordo sia della memoria dichiarativa (fatti ed esperienze) che della memoria procedurale (informazione inconscia che consente a un individuo di eseguire abilità apprese).

Gli studi sugli animali hanno dimostrato che i ricordi immagazzinati vengono inconsciamente riattivati ​​durante il sonno e la veglia in un processo chiamato repulsione neurale, che in termini di attività cerebrale ricorda molto i modelli presenti quando viene codificata una memoria. DARPA cerca di studiare in che modo l'impegno del processo di replay, la frequenza di attivazione e il tempo che intercorre tra ciascun evento di replay influisce sulle prestazioni successive sulla memoria e sulle attività basate sulle abilità. Gli studi hanno dimostrato che gli stimoli sensoriali (come gli odori particolari) e la stimolazione elettrica del cuoio capelluto possono influenzare il modo in cui una persona ricorda una particolare abilità. La comprensione di questi processi potrebbe scoprire i fattori fisiologici o ambientali che influenzano il modo in cui viene conservata una memoria o una capacità.

Secondo il responsabile del programma Dr. Justin Sanchez:

Gli aiuti alla memoria non convenzionali sono ovunque oggi, dalla semplice mnemonica alle sofisticate app per smartphone. Ma molte di queste tecniche si focalizzano su alcuni dei molti aspetti che influenzano la memoria. A lungo termine, speriamo che RAM Replay identificherà i meccanismi di rafforzamento della memoria e genererà un insieme generalizzabile di soluzioni applicabili alla sfida dell'affidabilità della memoria in un mondo sempre più denso di informazioni. Ciò potrebbe avvantaggiare sia i civili che i membri del Servizio in settori diversi come l'istruzione generale, la riqualificazione del lavoro e la consapevolezza sul campo di battaglia.

8 Robot tattico autonomo di energia

Nel 2012, su Internet si diffuse la voce che le forze armate statunitensi stavano lavorando a un orribile robot carnivoro. Per fortuna, questo era un po 'un termine improprio. DARPA ha sviluppato un sistema chiamato Energy Autonomous Tactical Robot, o EATR. Progettato per consumare energia da biomasse vegetali, è dotato di pinza e motosega per raccogliere rametti, erba tagliata, carta e trucioli di legno come fonti di energia verde. Ciò consentirebbe al robot di continuare a svolgere missioni e operazioni senza la necessità di fonti convenzionali di energia o di rifornimento. Tuttavia, è anche stato progettato per utilizzare tali fonti (benzina, combustibile pesante, cherosene, diesel, propano, carbone, olio da cucina e energia solare), se del caso. È inteso per supportare direttamente le truppe da combattimento sul campo di battaglia portando zaini e altro materiale, fornendo armi e supporto, estraendo vittime e fornendo una comoda fonte di energia.

C'era una piccola raffica di notizie luride che i militari stavano sviluppando robot mangia-uomini per il campo di battaglia. I timori che la tecnologia venga utilizzata sugli esseri umani sono infondati, o così dice Harry Schoell, CEO di Cyclone Power Technologies, la società finanziata dalla DARPA per sviluppare il robot: "Comprendiamo completamente la preoccupazione del pubblico per i robot futuristici che si nutrono della popolazione umana, ma questa non è la nostra missione. "Si sono preoccupati di insistere sul fatto che il loro robot è" rigorosamente vegetariano ".

Bene, questo è un sollievo. Inoltre, è improbabile la possibilità di un campo di battaglia per il roaming dei robot che si nutrono di carogne, poiché la profanazione dei morti è un crimine di guerra. La tecnologia ha alcune potenziali applicazioni civili, come la possibilità di un motore che consente di alimentare la tua auto usando rifiuti alimentari quando sei a corto di denaro gas.Tuttavia, non è troppo difficile immaginare una situazione di predatori, robot mangiatori di uomini come il punto finale di questa tecnologia.

7 reti narrative

Con l'Occidente che perde terreno nella guerra delle idee a minacce come l'ISIS, l'esercito statunitense si è sempre più interessato a determinare come le storie e le narrazioni influenzano il pensiero e il comportamento umano. Con questo in mente, hanno sviluppato il programma Narrative Networks, progettato per "prendere narrative e renderle quantitativamente analizzabili in modo rigoroso, trasparente e ripetibile". Molte delle prime ricerche riguardavano la visione di idee diffuse attraverso i social network, ma il progetto ha spostato l'attenzione sull'analisi delle caratteristiche micro-facciali e sulle scansioni MRI per determinare l'effetto che le storie e le idee hanno sugli esseri umani.

Secondo un documento DARPA:

Le narrative esercitano una forte influenza sui pensieri, le emozioni e il comportamento umani e possono essere particolarmente importanti nei contesti di sicurezza. [...] Negli scenari di risoluzione dei conflitti e di antiterrorismo, rilevare la risposta neurale sottostante all'empatia indotta dalle storie è di importanza critica.

Alcune ricerche recenti hanno coinvolto gli studenti universitari collegati a macchine per la risonanza magnetica e hanno mostrato film di Hitchcock e altri come alieno, Miseria, Monaco, e Cliffhanger. I risultati hanno mostrato che le minacce emotive incombenti tendevano a ridurre la consapevolezza spaziale e concettuale del mondo circostante.

L'obiettivo finale è quello di creare dispositivi in ​​grado di rilevare surrettiziamente l'influenza della narrativa sulla psiche umana. Come dice DARPA, "Gli sforzi che si basano esclusivamente su sensori stazionari / non invasivi / non rilevabili sono altamente incoraggiati." Alcuni sono preoccupati per l'interesse di DARPA in questa tecnologia, come l'antropologo George Gurton Hugh Gusterson, che ha detto: "[M Gli esseri umani razionali crederebbero che se potessimo avere un mondo dove nessuno fa neuroscienze militari, staremmo tutti meglio. Ma per alcune persone nel Pentagono, è troppo delizioso per ignorarlo. "

6 Predatori di patogeni, THoR e previsioni epidemiche

L'aumento dei batteri resistenti agli antibiotici è una minaccia per il mondo, sia per il loro potenziale di essere utilizzato in attacchi militari o terroristici o semplicemente come un'emergenza emergente. DARPA ha deciso di pensare fuori dagli schemi e capire come far funzionare i batteri per noi piuttosto che contro di noi. L'idea è di utilizzare batteri predatori viventi per trattare le infezioni batteriche causate da armi biologiche e agenti patogeni resistenti agli antibiotici. Alcuni predatori di agenti patogeni, come Bdellovibrio bacteriovorus e Micavibrio aeruginosavorus, hanno dimostrato di predare oltre 100 diversi patogeni umani, compresi alcuni che erano resistenti ai farmaci. Questo potrebbe aprire la porta per un trattamento terapeutico basato sui predatori.

Secondo DARPA, ci sono tre domande che devono essere risolte prima di poter sviluppare un sistema terapeutico basato su un predatore fattibile: il primo è se i predatori patogeni potrebbero essere tossici o pericolosi per l'organismo ospite. Il secondo è esattamente l'efficacia di tali predatori patogeni contro i preda mirati. Infine, è importante sapere se i patogeni potrebbero sviluppare resistenza contro la predazione. Se queste domande possono essere risolte, la strada è aperta per un trattamento dei batteri più sicuro ed efficace rispetto alle tecniche convenzionali.

DARPA sta anche lavorando ad altri programmi per aiutare l'umanità a far fronte agli agenti patogeni. Un programma noto come il progetto THoR (Tecnologie per la resilienza dell'ospite) cerca di esplorare la natura dell'immunità dell'ospite studiando i livelli di immunità e tolleranza nell'uomo e negli animali. Secondo il colonnello Matthew Hepburn, "Comprendere i meccanismi fondamentali di tolleranza e trasmissione potrebbe consentire un modo per ridurre la mortalità da potenti minacce come i batteri resistenti agli antimicrobici".

DARPA sta anche lavorando su modi per prevedere meglio come i patogeni possono evolversi e diffondersi, con la speranza di sviluppare migliori contromisure contro le epidemie. Nel 2014, l'agenzia ha lanciato la sfida CHIKV, in cui gruppi di ricercatori hanno ricevuto serie di dati relativi alla diffusione del virus Chikungunya nelle Americhe. Il team vincente, il professore di matematica Joceline Lega e il professore di epidemiologia Heidi Brown dell'Università dell'Arizona, sono stati in grado di stimare costantemente il numero, la durata e il picco dei casi di Chikungunya verificatisi nel 2014 e nel 2015 nei Caraibi. "Secondo Hepburn, "L'obiettivo è essere in grado di contenere un'emergenza emergente, in parte essendo in grado di prevedere l'evoluzione di un virus nello stesso modo in cui un meteorologo può prevedere le condizioni meteorologiche di domani ogni giorno."

5 moderni aspirapolvere

I tubi a vuoto sono dispositivi che controllano l'elettricità incanalando la corrente tra due o più elettrodi all'interno di un vuoto. Inventati nel 1904, erano un pilastro di molte delle prime elettroniche, tra cui radio, televisori, sistemi radar, apparecchiature di registrazione e computer, fino a quando non furono sostituiti da semiconduttori, che erano più piccoli e vantavano maggiore efficienza e durata. I tubi a vuoto continuarono ad essere utilizzati nei televisori e nei monitor più vecchi fino a quando l'aumento degli schermi al plasma e dei LED e una valvola a vuoto nota come un magnetron, una volta un componente radar cruciale, è ancora presente nelle moderne microonde. Le valvole a vuoto sono ancora utilizzate nei satelliti per le comunicazioni a causa della loro affidabilità ed efficienza in orbita, così come nelle comunicazioni militari e civili e nei sistemi radar.

Mentre la maggior parte suppone che il sole si sia concentrato sui tubi a vuoto in generale, DARPA crede di poter respirare una nuova vita nella tecnologia attraverso il loro programma Innovative Vacuum Electronic Science and Technology (INVEST).I tubi a vuoto hanno un vantaggio rispetto all'elettronica allo stato solido nell'essere in grado di funzionare a temperature e condizioni che spazzerebbero via un semiconduttore. Un altro vantaggio delle valvole a vuoto è che possono funzionare a frequenze più elevate e lunghezze d'onda più corte (nella regione d'onda millimetrica) rispetto ai dispositivi attuali. Ciò creerebbe segnali radio che sono "più forti e più difficili da interferire con l'apertura di un vasto numero di nuove frequenze radio su parti precedentemente non utilizzate dello spettro elettromagnetico, che è diventato affollato nelle regioni di frequenza radio e microonde a causa di la proliferazione di dispositivi di comunicazione commerciale.

Lo scopo del programma INVEST è superare i limiti tecnici della produzione di tubi a vuoto, come i materiali esotici, i processi ad alta intensità di lavoro e le macchine di precisione necessarie per costruirli. L'obiettivo finale è quello di sviluppare nuovi metodi di produzione di tubi a vuoto, che si spera possano essere realizzati utilizzando stampanti 3D. Ciò consentirebbe a militari e civili di accedere a una fascia di frequenze elettromagnetiche a cui le tecnologie di comunicazione convenzionali non possono accedere.

4 robot jazz

Abbiamo avuto programmi di intelligenza artificiale in grado di produrre la propria musica per alcuni anni. Lavorano analizzando l'output dei compositori umani, notando le caratteristiche simili e producendo pezzi pseudo-originali basati su questa analisi. Questo è bello, ma DARPA ha piani più grandi. Anche se apparentemente non è troppo difficile per i sistemi moderni produrre musica classica artificiale o analizzare qualsiasi genere per produrre qualcosa di udibile, DARPA spera di sviluppare robot in grado di produrre e riprodurre musica jazz legittima.

La ragione per cui il jazz è stato scelto era semplice: richiede improvvisazione, che può aiutare gli scienziati a insegnare ai robot come pensare la loro strada attraverso problemi strutturati per reagire meglio alle situazioni di emergenza. Un team dell'Università dell'Arizona è stato finanziato dalla DARPA per insegnare ai software di intelligenza artificiale come ingannare la musica jazz con l'obiettivo futuro di costruire robot in grado di suonare senza sforzo insieme a musicisti umani. Per raggiungere questo obiettivo, le IA devono prendere decisioni spontanee, in tempo reale, basate su condizioni in continuo mutamento, abilità ugualmente utili sul campo di battaglia come in un club di jazz.

Il capo progetto Kelland Thomas spiega il processo:

Costruiremo un database di trascrizioni musicali: ogni assolo di Miles Davis e ogni assolo di Louis Armstrong che andremo a curare a mano. Svilupperemo tecniche di machine learning per analizzare questi assoli e trovare relazioni più profonde tra le note e le armonie, e questo informerà il sistema - questa sarà la base di conoscenza.

Lo sviluppo di algoritmi di deep learning per consentire robot jazz e intelligenza artificiale da campo a reazione rapida non sarà un processo facile, ma il successo potrebbe essere rivoluzionario nella ricerca di una vera intelligenza artificiale in grado di risolvere i problemi ed esprimere una forma di creatività. Per lo meno, i robot mangiatori di uomini che divorano la popolazione umana nel 2030 avranno delle melodie funky per sostenerli.

3 XS-1

La navicella spaziale è stata progettata sulla base del sogno di sviluppare veicoli spaziali riutilizzabili che potrebbero essere lanciati più e più volte, ma la navetta era solo parzialmente riciclabile. DARPA ha collaborato con la compagnia di aviazione Northrop Grumman, insieme a Scaled Composites e Virgin Galactic, per creare un booster di lancio orizzontale con atterraggio orizzontale, riutilizzabile per il progetto di aereo spaziale sperimentale XS-1 di DARPA. L'obiettivo è sviluppare un velivolo spaziale senza equipaggio in grado di lanciare verticalmente con un'infrastruttura minima, accelerare fino a Mach 10 o oltre per raggiungere l'orbita terrestre bassa, rilasciare un carico utile di 1.400 chilogrammi (3.000 libbre) e poi tornare sulla Terra, atterrando su uno standard pista di decollo.

DARPA dice che il programma spera di dimostrare la tecnologia che può fabbricare e pilotare un velivolo riutilizzabile fino all'orlo dello spazio. La speranza è di costruire un aereo spaziale in grado di raggiungere l'orbita 10 volte in 10 giorni e ridurre il costo di ogni viaggio a $ 5 milioni, cinque volte meno di quello che costa oggi. Un precedente progetto degli anni '90 della NASA e Boeing definì l'aereo spaziale X-37B trasferito alla DARPA nel 2004 e poi parzialmente acquisito dalla US Air Force nel 2006. Tuttavia, l'X-37B richiede ancora un missile Atlas V per entrare in orbita.

L'XS-1 è inteso come un sistema missilistico migliorato che utilizza la propulsione ipersonica per inviare altri veicoli spaziali nello spazio dalla bassa orbita terrestre. Il lavoro sul piano spaziale potrebbe portare allo sviluppo di nuove tecnologie, consentendo l'accesso allo spazio per diventare sempre più facile. DARPA ha detto che, si aspetta che i performer esplorino approcci tecnici alternativi dalle prospettive di fattibilità, prestazioni, progettazione del sistema e costi di sviluppo e costi operativi. Devono inoltre valutare la potenziale idoneità per opportunità di transizione a breve termine a utenti militari, civili e commerciali

2 Oltre il GPS

Il sistema GPS per la navigazione e il cronometraggio è cruciale per le moderne operazioni militari e la vita civile, ma ha degli svantaggi nell'essere dipendente dai satelliti e suscettibile di interferenze e spoofing. Molte operazioni militari sono in corso in aree in cui il GPS non è disponibile e inaccessibile e parti della moderna struttura GPS si basano sul sistema russo GLONASS in alcune aree. DARPA sta lavorando allo sviluppo di una serie di nuove tecnologie per rompere la nostra dipendenza dal GPS.

Un programma è un semplice aggiornamento al sistema attuale, noto come il programma Quasar (Quanting Assisted Sensing and Readout). Il sistema GPS dipende dagli orologi atomici, in quanto a causa della relatività, il tempo avanza leggermente più velocemente per spostare i satelliti in orbita di quanto faccia per gli orologi fissi sul terreno.Gli orologi atomici sono il miglior metodo attuale per sincronizzare il sistema e mantenerlo funzionale e preciso. DARPA spera di migliorare l'attuale sistema esplorando i progressi nei risonatori dei sistemi nanoelettromeccanici e nei centri di sfogo dell'azoto nei diamanti al fine di creare sensori atomici e pseudo-atomici operanti vicino al limite quantico standard. Ciò consentirebbe la creazione di orologi atomici più portatili e robusti, rendendo i sistemi di comunicazione meno suscettibili alle interferenze e il posizionamento GPS più accurato.

DARPA spera anche di sostituire del tutto il sistema GPS. Un documento del 2015 delinea gli obiettivi:

La necessità di essere in grado di operare efficacemente in aree in cui il GPS è inaccessibile, inaffidabile o potenzialmente negato dagli avversari ha creato una richiesta di temporizzazione alternativa e capacità di navigazione alternative. Per rispondere a questa esigenza, DARPA sta investendo in tecnologie radicalmente nuove che hanno il potenziale per fornire informazioni di posizione, navigazione e temporizzazione di qualità GPS per sistemi militari, compresi nuovi dispositivi di misurazione inerziale che utilizzano l'interferometria con atomo freddo; giroscopi auto-calibranti su scala trucioli, accelerometri e orologi; e orologi atomici abilitati al laser pulsato e sorgenti a microonde.

DARPA sta esplorando metodi non GPS per ottenere sistemi di posizionamento, navigazione e temporizzazione (PNT) precisi da utilizzare sul campo di battaglia. Questi includono sistemi inerziali delle dimensioni di un penny, laser pulsati e l'utilizzo di punti di riferimento non convenzionali per il posizionamento come satelliti commerciali, segnali radio e televisivi e fulmini a tempo. La tecnologia sviluppata per un sistema di posizionamento globale più robusto potrebbe essere progettata per applicazioni militari, ma probabilmente finirebbe rapidamente a gocciolare verso le comunicazioni civili e i sistemi di navigazione.

1 Gremlins e Subdrones

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I droni sono diventati sempre più piccoli e versatili, in grado di essere lanciati dai soldati da terra. DARPA vuole alzare la posta con i primi droni che possono essere lanciati e tornare su un aereo più grande in volo. Si chiamano gremlin, che DARPA spiega come "folletti immaginari e maliziosi che sono diventati il ​​portafortuna di molti piloti britannici durante la seconda guerra mondiale". Questi sarebbero stati progettati come droni economici e riutilizzabili in grado di riempire i ruoli di intelligence, sorveglianza e ricognizione. Verrebbero anche usati contro obiettivi. I Gremlins potrebbero teoricamente sciamare su un aereo nemico, bloccare comunicazioni e radar, spegnere il pilota, ed essere troppo piccoli e numerosi per essere bersagliati da missili o pistole.

I Gremlins avrebbero bisogno di essere progettati come riutilizzabili, ma spendibili, con "celle a basso costo, a vita limitata". Secondo il programmatore della DARPA Dan Patt: "Non abbandoneremo l'intero telaio, motore, avionica e carico utile con ogni missione, come si fa con i missili, ma non dovremmo nemmeno sostenere la manutenibilità e gli oneri operativi dei moderni sistemi riutilizzabili, che sono destinati a rimanere in servizio per decenni. "Avrebbero anche bisogno di un maggior grado di intelligenza artificiale e consapevolezza spaziale rispetto a quella dei droni convenzionali per il lancio e il ritorno sull'aereo ospite ed evitare collisioni durante il funzionamento. Non è difficile immaginare come i droni militari più piccoli, più intelligenti e più manovrabili potrebbero presto ricadere nell'uso civile.

I Gremlins non sono gli unici droni avanzati sviluppati da DARPA. La maggior parte pensa ai droni come a una tecnologia prevalentemente aerea, ma la DARPA spera di estenderli in alto mare sotto forma di robot marini sviluppati nell'ambito del programma Upward Falling Payloads. Questi nodi di acque profonde verrebbero distribuiti sul fondo dell'oceano per essere attivati ​​da remoto quando necessario. Avrebbero quindi galleggiare verso l'alto per lanciare attività aeree o aeree. Permetterebbero un sistema distribuito di beni militari che non si trovano sul fondo marino fino a quando non sarà necessario.

Alcuni temono che la crescente militarizzazione degli oceani possa avere conseguenze disastrose. Un documento dell'Istituto delle Nazioni Unite per la ricerca sul disarmo ha avvertito che la tecnologia rappresenta una nuova espansione della guerra in un ambiente marino precedentemente relativamente "libero", che richiederà nuove serie di norme e norme militari che sono ancora sottosviluppate:

Molti dei punti di infiammazione del conflitto mondiale si trovano sulle acque costiere o controversi. Con l'innalzamento dei mari, il cambiamento dei modelli meteorologici e altre conseguenze del riscaldamento globale, l'accesso a zone precedentemente invalicabili renderà l'ambiente marittimo uno spazio di battaglia sempre più strategico per un numero sempre crescente di Stati.

I robot navali, gli interessi geopolitici che si scontrano e le leggi e le norme internazionali poco chiare sulla guerra marittima potrebbero potenzialmente portare a situazioni tragiche che riguardano tutti noi.