Сорок лет назад группа исследователей на деньги военного ведомства решила проверить эксцентричную идею заставить компьютеры общаться неким необычным образом: адресно пересылая цифровые пакеты данных, словно звонок на телефонный номер. Проект, получивший имя ARPANET, впоследствии коренным образом изменил жизнь человечества, превратившись в Интернет.

Сегодня организация, финансировавшая создание интернета, называется DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency, Агентство передовых оборонных исследований). Её бюджет, составляющий около 3 млрд долларов, распределён среди 250 различных проектов. Все они разрабатываются в рамках национальной безопасности США, однако многие проекты DARPA могут быть впоследствии коммерциализированы и «выпущены» в свободное обращение, изменив жизнь так сильно, как авторы и не предполагают. Над чем же сейчас работает DARPA, что может в будущем по своему влиянию превзойти интернет?

Атомная GPS

В своё время DARPA участвовала в разработке GPS. Это превосходный инструмент, которым ежедневно пользуются миллионы людей, однако стоимость поддержания работоспособности GPS постоянно растёт. Сегодня стоимость одного спутника достигает 223 млн долларов, что стало одной из причин сокращения объёма закупок со стороны Военно-воздушных Сил.

У DARPA нет конкретной программы по замене GPS, однако два проекта вполне могут претендовать на это. Речь идёт о QuASAR (Quantum Assisted Sensing), вспомогательном квантовом измерении, и чипе комбинаторной атомной навигации C-SCAN. Если научиться точно измерять, как ускорение и направление магнитного поля Земли влияет на отдельные атомы (хранящиеся при сверхнизких температурах), то можно осуществлять навигацию без использования спутников. То есть возможно создание геолокационной системы, которая будет в 1000 раз точнее любых современных систем.

Британская армия также инвестирует миллионы фунтов стерлингов в аналогичную технологию. Их исследователи заявляют, что в течение пяти лет смогут разработать первый прототип. Важность квантовой навигации для военных очевидна: это позволит им гораздо точнее управлять войсками и наносить удары с помощью ракет. Возможно, дронам с квантовыми компасами также не понадобятся навигационные спутники, что сделает их гораздо менее уязвимыми на поле боя.

Что может дать эта технология всем остальным, то есть нам? Например, будущие гаджеты будут знать своё местоположение относительно других устройств без использования дорогостоящей спутниковой навигации. То есть устройства с функцией геолокации станут компактнее и дешевле, радикально улучшатся и упростятся множество систем и гаджетов, начиная от поисковых сервисов до «беспилотных» автомобилей и дронов для доставки пиццы.

Однако более важным применением квантового GPS гражданскими лицами станет обеспечение приватности. Вашему смартфону не придётся получать сигнал из космоса, чтобы определить своё местоположение. Это усложнит его обнаружение, а значит, и ваше тоже.

Терагерцовая электроника и метаматериалы

Терагерцовым называется диапазон электромагнитного спектра между микроволнами, используемыми в сотовой связи, и инфракрасными волнами. Сегодня это неизведанная территория, но если удастся придумать, как использовать этот диапазон, то мы сможем создать множество устройств, которые не конфликтуют с другими внутри спектра. Это даст военным стратегическое преимущество, когда множество устройств смогут использовать один и тот же диапазон радиоволн.

Исследования в области терагерцового диапазона можно использовать и при создании так называемых метаматериалов, используемых для радиопоглощающего покрытия самолётов и, вероятно, даже создания невидимого камуфляжа.

Поскольку терагерцовое излучение является непроникающим, в отличие от рентгеновского, то одежда из метаматериалов с маленькими ТГц-датчиками поможет быстро и точно обнаруживать любые химические изменения в нашем теле, то есть определять проблемы со здоровьем. Фактически, персональный карманный врач-диагност.

Антивирусная защита для интернета вещей

CISCO предсказывает, что к 2020 году в мире будет существовать около 50 миллиардов связанных друг с другом устройств. Всё, от бытовой электроники до уличного освещения, труб и промышленного оборудования будет подключено к единой управляющей информационной сети. Сегодня её называют Интернетом Вещей.

В 2012 DARPA анонсировала программу HACMS (High Assurance Cyber Military Systems, Военные киберсистемы высокой надёжности). Эта программа призвана обеспечить защиту от потенциальных угроз, которые могут появиться в интернете вещей. Агентство пытается создать технологию, которая не позволит взломать боевую технику, медицинское оборудование и даже дронов. В будущем программное обеспечение, разработанное в рамках HACMS, может стать идеальным антивирусом, который защитит гражданский сегмент интернета вещей. Это достижение не будет столь же заметным, как сам интернет. Но значение данной гипотетической технологии вполне можно оценить по тому, что благодаря ей не произойдут промышленные катастрофы. Многие эксперты предрекают, что без должной защиты интернету вещей никогда не реализовать свой потенциал. Эта будущая сеть может полностью поменять жизнь человечества, но для этого необходимо сделать её совершенно безопасной.

Оценка прямых угроз

Программа RTA (Rapid Threat Assessment) нацелена на многократное ускорение исследований различных смертельных заболеваний. Вместо месяцев и лет, DARPA хочет дать возможность «в течение 30 дней полностью воссоздавать механизм воздействия разных возбудителей на организм человека на молекулярном уровне». То есть создать рабочую среду, благодаря которой исследователи смогут вырабатывать меры противодействия различным биологическим угрозам.

Как и в случае с антивирусом для интернета вещей, лучше всего технологию RTA можно оценить по тем бедам, которые она сможет предотвратить — по пандемиям. Например, были потрачены годы и большие средства на обнаружение того, что вирус птичьего гриппа H5N1 стал гораздо опаснее благодаря появлению аминокислоты в определённом месте. В результате вирус стал переноситься в лёгких млекопитающих, и может передаваться по воздуху. Если бы это удалось выяснить раньше, то можно было бы спасти немало жизней.

Если говорить о долгосрочной перспективе, то, в рамках ближайших десятилетий, технология RTA поможет радикально изменить методику разработки лекарств. А это, в свою очередь, позволит минимизировать угрозу со стороны химических и биологических арсеналов потенциальных противников «страны вечной демократии».

Прежде чем любая из описанных технологий достигнет уровня интернета, DARPA приходится бороться со свойственной всем правительственным организациями проблемой: времена меняются гораздо быстрее, чем мышление государственных чиновников. И непоспевание за переменами может стать ключевым препятствием на пути к воплощению революционных идей.

25 июля 2014

habrahabr.ru