Yabancı biyoelektronik teknolojisinin gelişimi ve askeri uygulaması
Biyoelektronik teknolojisi, biyolojik bilimler, kimya, fizik, elektronik bilimler, malzeme bilimleri ve mühendislik bilimlerinin disiplinler arası entegrasyonunu içeren yeni gelişen bir teknolojidir. Biyolojik bilgi işlemenin mükemmel özelliklerini elektronik ve bilişimden referans olarak kullanan biyoelektronik, elektronik ve bilişimde büyük değişiklikleri teşvik etti ve silahların ve teçhizatın gelişmesi için yeni bir kaynak sağlayacak ve silahların ve teçhizatın dönüşümünün önemli bir parçası haline geldi. Gücü teşvik edin ve sürekli olarak yeni savaş stilleri ve savaş konseptleri yaratın.
Kavram çağrışımı
Son yıllarda, biyolojik bilimlerdeki araştırmalar farklı molekül, hücre, doku ve sistem seviyelerine girmiştir.Büyük miktarda biyomedikal bilginin edinilmesi, işlenmesi ve analizi, biyolojik bilimlerin gelişiminde bir darboğaz haline gelmiştir. Elektronik ve bilgi bilimlerinin gelişimi moleküler düzeyde biyolojik bilgiyi ortaya çıkarmıştır. Olanağı sağlar. Biyolojik elektronik teknolojisi, biyolojik bilgi sürecini araştırma nesnesi ve uygulama nesnesi olarak alır ve insan beyni bilgi işlemenin işlevsel simülasyonunu nihai hedef olarak alır ve elektronik, mühendislik, bilişim ve analiz edilecek sistemlerin yöntem, ilke ve teknolojilerini entegre eder, Biyolojik bilgi işleme sistemlerini işlemek, kullanmak ve simüle etmek, daha hassas ve yüksek verimli biyoalgılama cihazları, araçları ve ekipmanları geliştirmek; ve yaşam sistemlerinde bilgi işleme anlayışına dayalı olarak, yeni bilgi işleme ilkeleri ve cihazları önermek ve geliştirmek, Modern bilgisayarlardan farklı olan yeni biyolojik hesaplama yöntemleri, biyoloji, tıp, elektronik ve bilişimin gelişimini desteklemek için nihayet insan beyni işlevlerini simüle edebilir.
Grafen elektrot malzemesinden yapılmış mikrobiyal yakıt hücresi
Biyoelektronik teknolojinin araştırma içeriği temel olarak üç yönü içerir: Birincisi, biyomoleküllerin elektronik özellikleri, biyolojik sistemlerde bilgi depolama ve bilgi iletimi de dahil olmak üzere biyolojik sistemlerin elektronik sorunları ve biyolojik bilgi işleme ilkelerine dayalı yeni türlerin geliştirilmesi. Bilgisayar teknolojisi, yani biyolojik hesaplama alanı; ikincisi, biyolojik bilgi edinimi, biyolojik bilgi analizi ve nanoteknoloji ile birlikte biyomedikal algılama teknolojisi ve yardımcı arıtma teknolojisinin geliştirilmesi ve mikro algılamanın geliştirilmesi dahil olmak üzere biyolojik sorunları çözmek için elektronik bilgi biliminin teori ve teknolojisini uygulamaktır. Biyoalgılama alanı olan cihazlar vb; üçüncüsü, biyoyakıt hücreleri, biyoelektronik cihazlar ve aktüatörler de dahil olmak üzere elektronik bilgi teknolojisi alanındaki sorunları çözmek için biyolojik sistemlerin elektronik özelliklerini, yani geleneksel biyoelektronik alanını kullanmaktır.
Yabancı biyoelektronik teknolojisinin gelişme durumu
Amerika Birleşik Devletleri, Rusya ve diğer askeri güçlerin tümü, biyoalgılama ve biyo hesaplamaya odaklanan biyoelektronik teknoloji araştırmalarını şiddetle teşvik ediyor. ABD Savunma Bakanlığı, çeşitli hizmetler, DARPA, vb. Bir dizi askeri biyoelektronik geliştirme stratejisi ve planı oluşturdu ve çok sayıda ulusal savunma biyoelektronik inovasyon projesini hayata geçirdi. Şu anda, biyoelektronik malzemeler, biyosensörler, biyosensörler, biyo depolama ve hesaplama ve biyoelektronik alanlarında yer aldılar. Yakıt hücresi ve diğer alanlarda atılımlar yapıldı ve DNA çipleri, yapay sinapslar, biyolojik kızılötesi sensörler ve yeni biyolojik pil türleri gibi büyük askeri uygulama beklentilerine sahip çok sayıda ürün oluşturuldu.
Biyoelektronik teknoloji geliştirme stratejilerini ve planlarını formüle etmek için rekabet edin ve özel bir organizasyon ve yönetim ajansı kurun. Dünyanın en büyük askeri güçleri, biyoelektronikle ilgili teknolojilerin geliştirilmesine büyük önem veriyor, ilgili organizasyonlar ve yönetim kurumları oluşturuyor, geliştirme stratejileri oluşturuyor ve biyoelektronik teknolojisinin ulusal düzeyde hızlı gelişimini teşvik etmek ve gelecekteki askeri devrimlerin stratejik komuta düzeylerini ele geçirmek için büyük kalkınma planları oluşturuyor.
Nano biyoçip
Amerika Birleşik Devletleri, ülkenin en üst düzey düzeninde biyoelektronik teknolojisini içerir. Trump yönetimi tarafından formüle edilen ilk "Ulusal Savunma Stratejisi", biyoteknolojiyi Amerika Birleşik Devletleri'nin gelecekteki savaşları kazanmasını sağlamak için önemli bir teknoloji olarak listeledi. 2017'den beri, Trump yönetimi biyolojik materyalleri ve biyolojik materyalleri incelemek için yeni bir ulusal biyolojik savunma stratejisi formüle edeceğini duyurdu. Çiplerin ve biyolojik bilgisayarların Amerika Birleşik Devletleri'nin gelecekteki ulusal güvenliği üzerindeki potansiyel etkisi; ABD Savunma Bakanlığı, askeri biyoelektronikle ilgili teknolojileri ABD askeri finansman ve geliştirme için sekiz temel alandan biri olarak listeliyor. ABD Savunma Bakanlığı, açıklığa kavuşturmak için Biyoteknoloji Yüksek Performanslı Hesaplama Yazılımı Geliştirme Enstitüsü'nü kurdu Ulusal savunma biyolojisi ve elektronik bilgi teknolojisinin entegrasyon eğilimini vurgulayın. ABD Ordusu, Donanması ve Hava Kuvvetleri, biyoelektronik teknolojisini "Ordu Bilim Planlama ve Strateji Raporu", "Donanma Bilimi ve Teknolojisi Stratejik Planlaması" ve "Hava Kuvvetleri Bilim ve Teknoloji Stratejisi" gibi planlama stratejilerinde yatırım odağı olarak listeledi. DARPA, 2003 yılından bu yana, biyoteknolojiyi stratejik planlamasında öncelikli kalkınma önceliklerinden biri olarak listelemiştir. 2014 yılında bir biyoteknoloji ofisi kurmuş ve biyoteknolojiyi 2015 yılında yayınlanan "Ulusal Güvenlik için Atılım Teknolojileri" adlı stratejik lider belgede listelemiştir. Gelecekteki dört temel araştırma alanından biridir. DARPA, son yıllarda biyolojik alana 4 milyar ABD dolarından fazla yatırım yapmıştır ve toplam yatırımın% 8,9'undan fazlasını oluşturmaktadır.
Rusya, Avrupa ve diğer ülkeler ulusal biyoelektronik teknoloji geliştirme stratejileri oluşturdu. Amerika Birleşik Devletleri'nde DARPA tarafından kurulan ileri araştırma temelini takiben Rusya, biyokimya ve tıbbi teknolojiyi temel araştırma alanları olarak listeliyor, biyoyakıtlar, biyotıp, nano biyo hesaplama ve bilişsel teknoloji araştırmalarına odaklanıyor ve yeni askeri teçhizat ve silahlar için potansiyel güç kaynaklarını araştırıyor. Silahların, askeri ve özel teçhizat bileşenlerinin ve parçalarının üretimi için yardımcı teknolojilerin ve süreçlerin geliştirme projelerinin yanı sıra yöntemlerin uygulanması. "Ufuk 2020 Planı" çerçevesinde, Avrupa Birliği, biyoelektronik teknoloji ve ürünler gibi konularda araştırma projeleri konuşlandırmış ve mikrobiyal sensör platformları ve nano-biyoçip geliştirmeyi öncelikli geliştirme öğeleri olarak listelemiştir. Birleşik Krallık, Biyoteknoloji ve Biyolojik Bilimler Araştırma Konseyi'ni kurdu ve 2017'de önümüzdeki beş yıl içinde biyoteknolojinin gelişimini desteklemek için 424 milyon ABD doları yatırım yapacağını duyurdu.
Yapay sinaps
Yeni DNA çipleri ve yapay sinapslar sonsuz bir şekilde ortaya çıkıyor ve yeni bilgisayar algoritmaları ve mimarileri doğuruyor. Biyo hesaplama şu anda biyoteknoloji yeniliğini teşvik etmek için temel olanak sağlayan teknolojidir. Büyük ölçekli, çok tipte veri ve bilgi depolama, yönetim, edinme ve hesaplama teknolojisi desteği sayesinde, biyo hesaplama teknolojisi, biyoteknoloji yeniliği için gerekli ve verimli veri desteği sağlar. Amerika Birleşik Devletleri'nin önderlik ettiği bilimsel ve teknolojik güçler, biyolojik depolama ve biyolojik hesaplama teknolojisi araştırmalarını çok sayıda proje aracılığıyla teşvik ediyor.
Veri depolama yeteneklerini geliştirmek için DNA ve polimerler gibi moleküler teknolojileri kullanın. ABD İstihbarat Gelişmiş Araştırma Projeleri Ajansı, Mayıs 2018'de "Moleküler Bilgi Depolama" projesini yayınladı. Proje, verileri polimerlere yazan bir masaüstü cihaz ve sıfır hata için polimerlere dayanan depolanan bilgileri okuyabilen bir masaüstü cihaz geliştirmeyi amaçlıyor. , Yüksek depolama verimliliğinin özellikleri, biyolojik depolama teknolojisi araştırmalarını teşvik eder. DARPA, Nisan 2017'de "Moleküler Bilişim" projesi hakkında departmanlar arası bir duyuru yayınladı ve keşif, elektronik harp, bilgi istihbaratı ve sürekli gözetim gibi veri yoğun askeri uygulamalardan büyük bilgi akışlarını işleyebilecek bir analitik ve kimyasal seviye geliştirmeyi amaçladı. teknoloji. Columbia Üniversitesi, DNA'da veri depolamak için bir yöntemi başarıyla oluşturarak bugüne kadarki en yüksek yoğunluklu büyük ölçekli veri depolama çözümünü yarattı.Yeni sistem, gram DNA başına 215 petabayt depolama kapasitesine sahip olacak ve teorik sınırın% 85'ine ulaşacak. Harvard Üniversitesi film parçalarını canlı bakteri hücrelerinde başarıyla depoladı.Birçok yinelemeden sonra, genlerde depolanan film bilgileri iyi korunur ve veri şifreleme ve biyoalgılama gibi alanlarda kullanılması beklenir.
Çeşitli yeni yapay sinapslar, memristörler ve diğer biyolojik bilgi işleme birimleri geliştirdi. Yapay bir sinaps, insan beynindeki sinapsı taklit ederek bilgi iletebilen, yapay olarak tasarlanmış organik bir elektronik cihazdır.Yapay sinaps, bilgileri iletirken bilgileri otomatik olarak depolayabilir, bu da elektronik bileşenlerin iletim ve işleme verimliliğini önemli ölçüde artırır. Stanford Üniversitesi ve Sandia Ulusal Laboratuvarı yapay bir sinaps geliştirdi Deneyler, bu yapay sinapsın% 93-% 97'lik bir nöral tanıma verimliliğini simüle ettiğini ve güç tüketiminin üst düzey bilgisayarların enerji tüketiminin yalnızca 1 / 10'u olduğunu gösteriyor. Fransız Ulusal Bilimler Akademisi, özerk olarak öğrenebilen yapay bir sinaps geliştirdi.Bu sinapslar, özerk bir şekilde öğrenebilir ve kalıpları tahmin edip tanıyarak, sinir ağlarının denetimsiz öğrenimi için yeni bir yol açar. Memristor, çeşitli görevlerin paralel olarak işlenmesini gerçekleştirmek için kendisine uygulanan voltajın geçmiş kaydına dayalı olarak akımı ayarlayabilen, bellek işlevine sahip, gelişmiş doğrusal olmayan bir dirençtir. Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Michigan Üniversitesi, görüntüler ve videolar gibi karmaşık veri bilgilerini işleme yeteneğine sahip yeni bir tür memristor bilgisayar devre çipinin bir prototipini geliştirdi.İşlem hızı, mevcut son teknoloji sistemden birkaç kat daha hızlıdır ve güç tüketimi son derece düşüktür.
Yapay Zeka Hafızası
DNA ve RNA biyolojik bilgisayarlarının performansında sürekli atılımlar yapılmıştır. Biyolojik bilgisayarlar, hızlı bilgi işlem hızı, düşük güç tüketimi ve büyük veri depolama gibi avantajları nedeniyle büyük teknolojik ülkelerden yoğun ilgi görmüştür. Arizona Eyalet Üniversitesi ve Harvard Üniversitesi'nin Weiss Bio-Inspired Mühendislik Enstitüsü, bugüne kadarki en karmaşık biyolojik bilgisayarı geliştirdi.Bilgisayar RNA'dan yapılmıştır ve canlı E. coli hücrelerinde aynı anda 12 farklı komuta yanıt vererek bakteri hücrelerini kontrol edebilir. davranışı. ABD Microsoft Corporation ve Washington Üniversitesi, DNA moleküler hesaplamalarını büyük ölçüde iyileştirmek için bir yöntem geliştirdi Deneyler, yeni DNA bilgisayarının 3 giriş zinciri içeren AND geçidini tamamlamasının yalnızca 7 dakika sürdüğünü, önceki cihazın ise aynı görevi tamamlaması 4 saat sürdüğünü gösterdi. . Avrupa Birliğinin "Horizon 2020" programı, daha güçlü ve daha güvenli biyobilgisayarlar geliştirmek için 5 yıllık bir Bio4Comp projesi başlattı. Şu anda, birden fazla üniversite ve şirketten oluşan bir araştırma ekibi kurmak için 7,12 milyon Euro yatırım yapıldı.
Yeni malzemeler ve esnek yapılar araştırıp geliştirin ve nano biyosensörlerin hassasiyeti moleküler seviyeye ulaştı
Biyosensör, biyolojik maddelere duyarlı olan ve konsantrasyonunu tespit için elektrik sinyallerine dönüştüren bir cihazdır.Genellikle algılama, gözlem ve reaksiyon olmak üzere üç işlevi gerçekleştirir.Tıp, biyoçipler, çevresel tespit, askeri tıbbi izleme ve diğer alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Yabancı kuruluşlar, biyosensör pazarının 2020'de 27 milyar ABD dolarına ulaşacağını ve yıllık bileşik büyüme oranının% 10'un üzerinde olacağını tahmin ediyor.
ABD Hava Kuvvetleri, biyolojik kızılötesi sensörler geliştirmek için jel kullanıyor. ABD Hava Kuvvetleri, köpekbalığı duyu organlarından gelen jeli kullanarak kızılötesi sensörler geliştirmek için araştırmaları finanse etti. Köpekbalıkları, bu jeli algılayarak balıkların yaydığı elektromanyetik radyasyonu algılayarak avlarını izler. Farklı elektriksel, manyetik ve termal koşullara maruz kaldığında bu jel genişleyebilir ve daralabilir. Araştırmacılar, iki çok ince altın tabakası arasına bir jel tabakası koydular.Jel, radyasyona maruz kaldıktan sonra genişleyecek ve altın tabakalar arasındaki mesafeyi artıracak, böylece cihazın kapasitansını artıracak ve jel malzemelerin kullanımını doğrulayacak. Geleneksel inorganik malzemeleri değiştirme imkanı.
ABD ordusu tarafından geliştirilen giyilebilir pil panelleri
Esnek biyosensörler geliştirmek için grafen malzemelerin özelliklerini kullanın. Grafen, esnek elektronik cihazlar ve esnek biyosensörler için ideal bir malzemedir ve sıfır bant genişliği özelliği, grafen tabanlı alan etkili transistörlerin ve biyosensörlerin hassasiyetini sınırlar. Kaliforniya Üniversitesi, Los Angeles ve Wuhan Üniversitesi'nden araştırmacılar, 3 nanometrelik dar bir gözenek duvarı ve 1.000'lik yüksek bir anahtarlama oranına sahip bir grafen nano elek hazırlamak için bir grafen nano elek yapısı kullandı. Bu, düşük maliyetli, yüksek verimli ve yüksek performanslı esnek biyolojik Sensörler bir yol sağlar. Moskova Fizik ve Teknoloji Enstitüsü'ndeki araştırmacılar, bakır ve grafen okside dayalı dünyanın ilk biyosensör çipini geliştirdiler. Araştırmacılar, bakır ve dielektrik filmin üzerine bir grafen oksit katmanı ekleyerek biyosensörün doğruluğunu artırdı. Gelecekte on kez giyilebilir cihazlarda ve yüksek hassasiyetli elektronik cihazlarda kullanılması bekleniyor. Almanya'daki Fraunhofer Biyolojik ve Tıbbi Teknoloji Enstitüsü, hücre kültürü mikroplakaları üzerine gravür baskı ile biyosensör substratları hazırlama olasılığını doğrulayan grafen iletken mürekkebe dayalı bir biyosensör geliştirdi.
Nano biyosensörlerin hassasiyeti moleküler seviyeye ulaşır ve maliyeti giderek azalır. Amerikan Berkeley Laboratuvarı, tek molekül duyarlılığına sahip "biyokimyasal burun" adı verilen bir nano sensör geliştirdi. Bu nano sensör, moleküler düzeydeki maddeleri dakikalar içinde doğru bir şekilde tespit edip teşhis edebilen moleküler parmak izi teknolojisine dayanırken, geleneksel yöntemler saatler veya günler gerektirir. İsveç ve Brezilya'daki Uppsala Üniversitesi'nden araştırmacılar, tek molekülleri tespit edebilen yeni bir nano sensör türü geliştirdiler.Bu nanosensör, elektrik akımı sinyalleri aracılığıyla DNA'daki farklı nükleotid dizilerini kolayca ve ucuz bir şekilde tanımlayabilir. Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Tufts Üniversitesi ilk kez, elektronik ve mikro verileri kablosuz olarak izleyebilen ve insan dokularının iyileşmesine yardımcı olurken kan basıncı ve sıcaklık gibi teşhis verilerini toplayabilen yerleşik bir nano sensörlü akıllı bir sütürü başarıyla geliştirdi. Sütür ayrıca, farklı sütürlerle taşınan sıvının birbirini desteklemesine izin veren ve sensör algılama verilerini ve sonuçlarını akıllı telefon ve bilgisayarla senkronize eden bir "eksiksiz iplik teşhis platformu" oluşturabilir. Koreli bilim adamları, ses ve titreşim ilkesine dayanarak, "örümcek" biyoniklerinden türetilen bir nano yarık sensör geliştirdiler. Araştırmacılar, bir sensör çerçevesi oluşturmak için viskoelastik polimerin yüzeyine 20 nanometre kalınlığında bir platin katman ekledi. Araştırmacılar, nano-crack sensörünün test edenin sesini 92 desibellik deneysel bir ortamda yakalayabildiğini buldular.
Mikrobiyal yakıt hücrelerinin enerji verimliliği daha da geliştirildi ve mevcut yoğunluk ve sürekli çalışma süresi yeni zirvelere ulaştı. Biyoyakıt hücreleri, toksik olmayan ve zararlı emisyon içermeyen avantajlara sahiptir ve yakıtları çoğunlukla çevrede kolayca bulunabilen, savaş alanında üretilen veya lojistik kaynaklarda bulunan her türlü yakıtı içerir. Şu anda biyo-enzim yakıt hücreleri, biyo-yakıt hücrelerinin araştırma ve geliştirme odağıdır.ABD Deniz Araştırma Laboratuvarı enzim yakıt hücrelerini inceliyor; California Teknoloji Enstitüsü, Karlsruhe Teknoloji Üniversitesi, Almanya, vb. Biyo-güneş pilleri üzerinde çalışıyor.
ABD Deniz Laboratuvarı, hava sensörleri için mikrobiyal yakıt hücrelerini inceler. Mikrobiyal yakıt hücreleri, tüm mikroorganizmaları katalizör olarak kullanır ve çeşitli yakıt türlerini kullanabilir.Doğrulanan yakıtlar arasında şekerler, organik asitler, selüloz, atık su, fuel oil ile kirlenmiş yeraltı suyu ve akiferlerde ayrışan organik maddeler bulunur. ABD Donanma Laboratuvarı'ndaki araştırmacılar, uzun yıllardır tortu bazlı mikrobiyal yakıt hücreleri üzerine araştırmalara fon sağlıyor. Anot, akifer sedimanlarının anaerobik bölgesine gömüldü ve katot, elektrik üretmek için doğal organizmaları ve yakıtları kullanmak üzere tortuların üstüne yerleştirildi. Bu tür yakıt hücreleri, hava sensörleri için kullanılır.
ABD ordusu tarafından geliştirilen yumuşak robotlar
Amerika Birleşik Devletleri ve Almanya ortaklaşa yüksek verimli biyonik güneş panelleri geliştirdi. Ekim 2017'de, Kaliforniya Teknoloji Enstitüsü ve Almanya'daki Karlsruhe Teknoloji Enstitüsü'nden araştırmacılar, siyah kelebek kanat yapısından ilham aldılar ve ışık enerjisini daha verimli bir şekilde emen 3B baskılı bir güneş paneli geliştirdiler. Bu yeni güneş pili türü Minyatür ve ucuz güneş pilleri oluşturmak için kullanılabilen panelin ışık emme verimliliği% 200 artmıştır.
Amerika Birleşik Devletleri yeni bir biyoyakıt güneş pili geliştirdi. Ekim 2017'de, Binghamton Üniversitesi ve New York Eyalet Üniversitesi'nden araştırmacılar yeni bir tür biyo-güneş pili geliştirdi. Bu tür biyo-güneş pili, biyolojik enzimler tarafından depolanan glikozun bozunması yoluyla gündüz ve gece fotosentez yoluyla enerji üretebilen siyanobakterileri kullanır. Yeni biyolojik güneş pili sisteminin maksimum çıkış akımı yoğunluğu 43,8 mikrowatt / cm²'ye ulaşabilir ve yaklaşık 20 gün kesintisiz çalışabilir.
Biyoelektroniğin askeri uygulamaları
Yeni ve çapraz bir teknoloji olarak, biyoelektronik teknolojisi geniş uygulama olanaklarına sahiptir. Yeni silah ekipmanı hedef tanıma ve düşman ve arkadaş yargısı, akıllı yönlü silah keşif ve izleme sensörleri, lojistik destek ekipmanı enerji temini, büyük ölçekli biyolojik bilgisayar geliştirme, geleceğin asker giyilebilir ekipmanı, yaşam vücut dokusu onarımı ve savaş alanı kurtarma gibi birçok alanda sergilendi. Geniş bir uygulama olasılığına sahiptir.
Savaş alanı durum farkındalığının iyileştirilmesini teşvik etmek için savaş alanı keşfi ve çevresel izleme için kullanılır. Yüksek hassasiyetli, yüksek alanlı savaş alanı izleme ve algılama ekipmanı geliştirmek için belirli yönlerde biyolojik özelliklerin kullanılması, savaş alanı durum farkındalığını önemli ölçüde artırabilir. Yabancı araştırmacılar, engerek, böcek ve kelebekler gibi ısıya çok duyarlı olan hayvanları inceleyerek biyo-elektronik aktüatörleri incelediler. Engerek burnunda, sıcaklık bilgisi toplayabilecek gibi görünen bazı stomalar vardır ve çözünürlük bir santigrat derecenin bir kısmına ulaşabilir; bir kelebeğin kanatları güneş ışığını toplayabilir ve çevrede sıcak yerler bulabilir. Bazı böceklerin 2.000 kişiyi algılayabildiği kanıtlanmıştır. Bir orman yangınının enerjisi metrelerce öteden. Bu organizmalar üzerinde derinlemesine çalışmalar yapılmıştır. Savaş alanı ortamlarında keşif ve gözetim gibi durumsal farkındalığı geliştirmek için hedef tanıma ve arkadaş veya arkadaş yargı cihazlarına uygulanabilecek düşük maliyetli, esnek ve son derece hassas kızılötesi sensör teknolojisi tasarlayın ve oluşturun.
Silahların ve ekipmanların minyatürleştirilmesine ve istihbaratına yardımcı olmak için havadan yongalar ve karmaşık devreler için kullanılır. Biyoelektronik alanında DNA çiplerinin, DNA depolamasının ve yapay sinapsların geliştirilmesi.Mikrosistemler, alet ölçümü, kablosuz iletişim ve elektronik bileşenler gibi askeri ve savunma alanlarında yaygın olarak kullanılmaktadır. Küçük boyut, yüksek hesaplama verimliliği ve biyoçiplerin düşük ısısının özellikleri, özellikle havadan ve füzeyle taşınan yongaların ve elektronik bileşenlerin üretimi için uygundur.Füze kaynaklı bilgisayarlar ve arayıcılar gibi, silahların ve ekipmanların minyatürleştirilmesini ve minyatürleştirilmesini geliştirebilen yüksek hassasiyetli elektronik ekipman tasarlamak için kullanılırlar. Akıllı seviye. ABD DARPA Mikro Sistemler Ofisi, uyarlanabilir odak düzlemi dizileri, mikroelektromekanik sistemler ve fiber lazerler gibi gelişmiş mikrosistem teknolojileriyle yakından ilgili yüzlerce araştırma ve geliştirme programını art arda organize etti ve uyguladı. Tek iplikli DNA'nın çapı, mevcut 14 nanometrelik işlem çipinden on kat daha küçüktür DNA origamisine dayalı DNA çiplerinin geliştirilmesinin, geleneksel çiplerden 10 kat daha hızlı ve daha düşük maliyetli çipler geliştirmesi bekleniyor. Amerikalı bilim adamları, klanin moleküllerini DNA'ya ekleyerek dünyanın en küçük DNA diyotunu geliştirdiler.
Savaş alanı kurtarmada kullanılan biyolojik hibrit robotlar
Yeni nesil silah ve teçhizatın ortaya çıkması için karmaşık sistemlerin modellenmesi ve simülasyonunun hesaplanmasında kullanılır. Silah teçhizatı sistemlerinin bilgi ve karmaşıklık yönünde gelişmesiyle birlikte, büyük ölçekli karmaşık sistemlerin modellenmesi ve simülasyon hesaplaması, bilgisayarların hesaplama verimliliği ve hata toleransı konusunda daha yüksek gereksinimler ortaya koymaktadır. Geleneksel bilgisayarlarla karşılaştırıldığında, biyolojik bir bilgisayarın depolama noktası, boyut olarak yalnızca bir moleküldür ve güçlü bir hafıza işlevine sahiptir; hesaplama hızı geleneksel bilgisayarın 1 milyon katıdır ve hesaplama hızı hızlıdır; bir protein molekülü, düşük empedanslı ve devreler arası bir depolama gövdesi olarak kullanılabilir. Sinyal paraziti yok, düşük enerji tüketimi; biyoçipler organizmaların düzenleyici işlevini yerine getirebilir ve kendi kendini iyileştirme özelliklerine sahip; insan beynini taklit eden, yüksek yapay zekaya sahip, ultra yüksek yoğunluklu ve proteine dayalı diğer özelliklere sahip bir düşünme mekanizmasına sahip, DNA ve RNA'nın bilgi işleme ve depolama materyallerinin yeni hesaplama teknolojileri ile bilgi bilimi ve teknolojisinin gelişimini büyük ölçüde desteklemesi beklenmektedir.Silah sistemi modelleme ve simülasyonunun verimliliğini ve seviyesini artırmak ve modelleme ve simülasyon sistemini iyileştirmek için biyolojik bilgisayarlara dayalı büyük ölçekli modelleme ve simülasyon yazılımı geliştirilmiştir. Sadakat, yeni nesil silah ve teçhizatın doğmasına yardımcı oldu.
Ordunun lojistik destek kabiliyetini artırmak için güç kaynağı ve mobil güç istasyonu için kullanılır. Modern savaş bir yıpratma savaşıdır, bir lojistik savaşıdır. Birliklerin lojistik ve mobil destek yetenekleri, modern yüksek teknoloji savaşlarını kazanmak için çok önemlidir. Biyoyakıt hücreleri, yalnızca endüstriyel ve tarımsal atıkların ve evsel katı atıkların ve elektrik üretimi için diğer biyokütle kaynaklarının kullanımı için değil, çok çeşitli hammadde kaynakları, hafif çalışma koşulları, iyi biyouyumluluk, basit yapı, toksik olmayan ve çevresel tehlikelerin olmaması gibi avantajlara sahiptir. Beklentiler ve biyoyakıt hücreleri ve enzimler ve mikroorganizmalar gibi güneş pili teknolojileri üzerine derinlemesine araştırmalarla, biyoyakıt hücreleri bireysel savaş güç kaynaklarında, mobil güç istasyonlarında ve askeri araç güç tahrik güç kaynaklarında kullanılabilir, bu da ordunun enerji güvenliği yükünü ve büyük ölçüde azaltabilir. Karmaşık ortamlarda birliklerin ve ekipmanın enerji tedariki yeteneklerinin manevra kabiliyetini geliştirin. Biyoyakıt hücreleri, saha keşif robotları ve askeri robotlar için robot hareketi ve çalışması için güç sağlamak için de kullanılabilir.
Savaş alanında kurtarma kapasitesini artırmak için giyilebilir ekipman ve doku onarımında kullanılır. Araştırmacılar, organizmaları öğrenerek belirli işlevleri başarıyla tamamlamış ve organizmanın deneyimine dayalı olarak kendi kendini onaran çözümler geliştirmiş ve tasarlamıştır. Organizmanın kendi kendini organize etme onarım yeteneklerini kullanarak, araştırmacılar karmaşık elektronik yapıların ve bileşenlerin montajına rehberlik edebilir ve sonunda organizmaların entegrasyonunu gerçekleştirebilir. Elektronik bileşenlerin sonsuz entegrasyonu, organizmaların verimli çalışma, çoğaltma ve onarım yeteneklerini tam olarak kullanır. Belçika'daki Brüksel Üniversitesi, yumuşak robotların kendi kendine onarımı için kullanılabilecek esnek bir malzeme geliştirdi.Bu esnek malzeme, gelecekte savaş alanında kurtarma ve protez onarımında kullanılabilir. Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Carnegie Mellon Üniversitesi, yumuşak iletken polimerler ve jellerden yapılmış yapay deri ve sinir dokusu geliştiriyor.Bu malzeme yapay bir kas olarak kullanılabilir. 2,5 cm'den 2,5 metreye kadar uzayabilir. Otomatik olarak delinebilir. Füzyon onarımı.
Sonuç
Disiplinler arası yeni bir teknoloji olan biyoelektronik teknolojisi, geniş askeri uygulama olanaklarına sahiptir. Ülkeler ilgili araştırmalara yatırımı artırmaya devam ettikçe, biyosensörler, biyoçipler, yapay sinapslar, memristörler, biyoyakıt hücreleri vb. Onların olgunluklarını ve uygulamalarını hızlandıracaktır. Ulusal savunma ve askeri sanayi alanında, biyo-elektronik teknolojisi, silah ve teçhizatın bilgi ve istihbaratının ilerletilmesinde büyük bir rol oynayacaktır. Biyoelektronik teknolojisinin mevcut alanı hala genişlemektedir.Gelecekte, biyoelektronik teknolojisi, yapay zeka teknolojisi, nanoteknoloji ve kuantum teknolojisinin sürekli çapraz entegrasyonu ile, kesinlikle gelecekteki savaş tarzlarını ve savaş konseptlerini alt üst edecek ve yeni askeri reformlar için önemli bir itici güç haline gelecektir. .
Telif hakkı uyarısı: Bu makale "Military Digest" dergisinde yayınlandı. Yazar: Guo Yanjiang. Yeniden yazdırmanız gerekirse, lütfen "" Askeri Özet "den yeniden yazdırıldı" seçeneğini belirttiğinizden emin olun.
