أهم 6 اختراعات في 2022
ستة تقنيات تم تطويرها في MIT Lincoln Laboratory هي من بين الفائزين بجائزة R & D 100 لهذا العام. تُمنح الجوائز لأهم 100 ابتكار تم نقلها إلى الاستخدام أو إتاحتها للبيع أو الترخيص في العام الماضي .
تدير مجلة R&D World برنامج الجوائز ، الذي يتم تشغيله سنويًا منذ عام 1963. يتم التحكيم في المسابقة العالمية ، التي يطلق عليها اسم "جوائز الأوسكار للابتكار" ، من قبل لجنة من خبراء العلوم والتكنولوجيا والمتخصصين في الصناعة.
يمثل الفائزون بجوائز مختبر لينكولن مجموعة من مجالات البحث والتطوير. إحدى التقنيات هي إنشاء قمر صناعي ثوري لتتبع الأعاصير. آخر هو تصميم المروحة الهادئ للطائرات التجارية الصغيرة بدون طيار ، والآخر هو نظام يمكنه منع اصطدام الطائرات بدون طيار في المجال الجوي الوطني. يعالج اثنان من الفائزين مشاكل الاكتظاظ التكنولوجي: أحدهما من خلال السماح لأجهزة مختلفة باستخدام نفس نطاق التردد اللاسلكي في نفس الوقت ، والآخر عن طريق الحفاظ على برودة الأجهزة الإلكترونية المعبأة بكثافة. وأخيرًا ، تم التعرف على أداة الأمن السيبراني لقدرتها على منع انتشار نوع من الهجمات الإلكترونية.
تمثل جوائز R & D 100 الخاصة بنا إنجازًا كبيرًا لنقل التكنولوجيا خارج المختبر. نحن فخورون جدًا بكل من شارك في هذا العمل الرائد "، كما يقول إريك إيفانز ، مدير مختبر لينكولن.
نظام تجنب الاصطدام المحمول جوا sXu
اليوم ، الطائرات الصغيرة بدون طيار ، أو أنظمة الطائرات غير المأهولة (sUAS) ، غير مصرح لها عمومًا بالتحليق في نظام المجال الجوي الوطني للولايات المتحدة. يشترط قانون الولايات المتحدة على جميع المركبات الجوية أن تكون قادرة على رؤية الحركة الجوية المتضاربة والابتعاد عنها - وليس لدى المنظومات الجوّية الصغيرة بدون طيار على متنها طيار ولا حل تقني لتلبية هذا المطلب. طور مختبر لينكولن نظام تجنب الاصطدام المحمول جوًا sXu (ACAS sXu) لتمكين تشغيل أنظمة الصواريخ بدون طيار غير المقيدة في المجال الجوي الوطني. يسمح النظام للمنظومات الصغيرة بدون طيار بالكشف عن الطائرات القريبة الأخرى وتتبعها ، ثم يقوم تلقائيًا بمناورة المنظومات الصغيرة بدون طيار بعيدًا عن تلك الطائرات لتجنب الاصطدام المحتمل في الجو (أو ينبه مشغلها الأرضي لإجراء مثل هذه المناورة). يمكن تثبيت ACAS sXu على المنظومات الصغيرة بدون طيار أو استخدامها كخدمة عن بُعد ، ويمكن تكييفها عبر مجموعة واسعة من أنواع المركبات الصغيرة بدون طيار. تم الانتهاء من معيار تصميم ACAS sXu في عام 2022 ، وتعمل إدارة الطيران الفيدرالية (FAA) على تطوير سياسة وإجراءات للموافقة على استخدام هذا النظام.
يشارك مختبر لينكولن هذه الجائزة مع المتعاونين معه في التكنولوجيا: إدارة الطيران الفيدرالية الأمريكية ، MITER ، ومختبر الفيزياء التطبيقية بجامعة جونز هوبكنز.
الاتصالات المقيدة والاستخدام المزدوج للرادار
تعمل أنظمة الاتصالات اللاسلكية والرادار عادةً في نطاقات تردد لاسلكي منفصلة (RF) لتجنب التداخل المتقاطع. ومع ذلك ، فإن وفرة الأجهزة اللاسلكية اليوم تزاحم طيف التردد اللاسلكي - وهي مشكلة تقود الباحثين إلى استكشاف طرق لتقنيات لمشاركة نفس نطاقات التردد اللاسلكي لتوفير مساحة.
تتيح تقنية الاتصالات المقيدة والرادار المزدوج الاستخدام (CONCORD) مشاركة مثل هذا النطاق. CONCORD هي طريقة لتصميم أشكال الموجة التي يمكنها أداء مهام الرادار والاتصالات في نفس الوقت ، باستخدام نفس جهاز الإرسال والاستقبال. تسمح هذه الطريقة لمصمم النظام بتوحيد الأجهزة المستخدمة لهذه المهام ، وتبسيط تصميم النظام وخفض التكاليف. يحتوي CONCORD على تطبيقات لأي أنظمة عسكرية أو تجارية تحتاج إلى استشعار الأشياء بالرادار وإرسال البيانات ، مثل أنظمة التصوير بالرادار المحمولة جواً أو السيارات ذاتية القيادة.
تبريد microjet مدمج للإلكترونيات عالية الطاقة
أصبحت الإلكترونيات أصغر حجمًا وأكثر قوة. تقترب كثافات الطاقة المتزايدة هذه من الحد الذي يمكن أن تديره البنى الحرارية التقليدية. وبالتالي يبحث مصممو الإلكترونيات عن حلول تبريد جديدة لتلبية متطلبات الأداء وتقليل تكاليف الطاقة.
تستخدم تقنية التبريد microjet المدمجة في مختبر لينكولن صفيفات من نفاثات السوائل بمقياس ميكرون لتبريد الأجهزة عالية الطاقة. هذه المصفوفات صغيرة بما يكفي ليتم دمجها مباشرة في الجهاز على مستوى الشريحة. يسمح هذا التكامل للسوائل بالتدفق مباشرة إلى الركيزة شبه الموصلة للإلكترونيات ، مما يؤدي إلى تحسين ترتيب الحجم في نقل الحرارة عبر أحواض الحرارة أو الألواح الباردة التي تمرر سائل التبريد الموازي للركيزة. يمكن تصنيع النفاثات الدقيقة من مواد منخفضة التكلفة ، مثل السيليكون أو البلاستيك ، ويمكن إنتاجها بكميات كبيرة باستخدام أدوات السبك الموجودة. تقوم شركة تابعة لمعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ، JETCOOL Technologies Inc. ، بتسويق هذه التكنولوجيا.
المروحة اللولبية
من المحتمل أن أي شخص واجه طائرة بدون طيار صغيرة تحلق في مكان قريب قد لاحظ الضجيج الحاد لمراوحها. أظهرت التجارب التي أجرتها وكالة ناسا أن البشر يجدون هذا الصوت مزعجًا أكثر من أي ضوضاء مركبة أخرى. إذا تم قبول استخدام الطائرات بدون طيار على نطاق أوسع ، مثل توصيل الطرود ، فمن المحتمل أن تكون أكثر هدوءًا.
تعتبر المروحة الحلقية لمختبر لينكولن أكثر هدوءًا بشكل ملحوظ من المراوح متعددة المحركات الشائعة ، بينما تنتج قوة دفع مماثلة. تتكون المروحة الحلقية من شفرات ملتوية ، حيث يتم تقويس رأس شفرة المروحة الرائدة مرة أخرى في شفرة المروحة الخلفية. يقلل هذا الهيكل المغلق من قوة دوامات الأطراف الخلفية ويزيد من الصلابة الكلية للمروحة ، وكلاهما يقلل من ضوضاءها ؛ كما أنه أقل احتمالا من المراوح التقليدية لالتقاط الأشياء الموجودة في مسارها أو قطعها. يمكن طباعة المروحة ثلاثية الأبعاد وتخصيصها لمجموعة من المركبات ، مما يجعلها مناسبة كبديل للإسقاط في الطائرات بدون طيار الحالية.
في الوقت المناسب عنوان الفضاء العشوائية
تعالج ميزة عشوائية العنوان في الوقت المناسب (TASR) مشكلة تلف الذاكرة ، وهي واحدة من أكثر نقاط الضعف السيبرانية انتشارًا في الوقت الحاضر. يمكن للقراصنة الذين يشنون هجمات تلف الذاكرة التحكم في البيانات أو سرقتها من ملايين أجهزة الكمبيوتر في وقت واحد لأن هياكل الذاكرة في هذه الأنظمة تبدو متشابهة. تمنع TASR مثل هذه الهجمات عن طريق التبديل التلقائي أو إعادة التوزيع العشوائي لموقع الكود في الذاكرة.
يعمل TASR على تحسين الحل الحالي الذي تم نشره في معظم أنظمة التشغيل الحديثة ، والذي يسمى التوزيع العشوائي لتخطيط مساحة العنوان (ASLR) ، والذي يستخدم فرضية مماثلة لتخطيط الذاكرة العشوائية. تكمن مشكلة ASLR في أنها تقوم بترتيب الذاكرة عشوائيًا مرة واحدة فقط ، وقد عمل المهاجمون على حل هذا الحل باستخدام "هجمات تسرب المعلومات" لإجبار أحد التطبيقات على الكشف عن كيفية اختيار ذاكرته عشوائيًا. TASR هي أول تقنية للتخفيف من مثل هذه الهجمات عن طريق التوزيع العشوائي للتخطيط في كل مرة يلاحظ فيها ناتجًا من أحد التطبيقات. يتوافق TASR مع البنية التحتية السيبرانية الحالية ويتحمل تكلفة منخفضة للغاية. قامت شركة InfoSiftr ، وهي شركة تطوير سحابي ، بترخيص TASR.
القمر الصناعي TROPICS Pathfinder
وفقًا للإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي ، من المتوقع أن يرتفع تواتر الأعاصير وشدتها طوال هذا القرن. لتزويد العلماء بمزيد من البيانات حول الحزام الاستوائي للأرض حيث تتشكل هذه العواصف ، صمم مختبر لينكولن مهمة TROPICS. TROPICS عبارة عن كوكبة من الأقمار الصناعية الصغيرة ، تسمى CubeSats ، والتي ستعمل معًا لتوفير مناظر عالمية سريعة الرجوع إلى العواصف الاستوائية. تم إطلاق القمر الصناعي TROPICS Pathfinder في عام 2021 باعتباره الأول في هذه الكوكبة.
يوجد على متن القمر الصناعي جهاز استشعار يعمل بالموجات الدقيقة ، وهو جهاز استشعار ينتج صورًا ثلاثية الأبعاد عالية الدقة لدرجة الحرارة ومحتوى بخار الماء في الغلاف الجوي للأرض جنبًا إلى جنب مع تقديرات كثافة هطول الأمطار. يتم استيعاب قياسات أسلم الميكروويف في نماذج الطقس الرقمية لإنتاج تنبؤ (وتقديم أكبر مساهمة لتقليل خطأ التنبؤ لجميع أنواع البيانات المبتلعة). كان التحدي التقني الأكبر في تطوير TROPICS Pathfinder هو تصغير المستشعر. على مدى السنوات العشر الماضية ، قام مختبر لينكولن بتقليص المستشعر تدريجيًا من حجم الغسالة إلى حجم فنجان القهوة ، مما أتاح استخدامه على CubeSats. يتم مشاركة جائزة R&D 100 هذه مع NASA و Blue Canyon Technologies.
نقل التكنولوجيا
منذ عام 2010 ، حصل مختبر لينكولن على 81 جائزة R & D 100. تعترف الجوائز بنقل المختبر للتقنيات غير المصنفة إلى الصناعة والحكومة. كل عام ، تحدث العديد من التحولات التكنولوجية أيضًا للمشاريع المصنفة. يعتبر نقل التكنولوجيا هذا أمرًا أساسيًا لدور المختبر كمركز بحث وتطوير تموله الحكومة الفيدرالية.
سيتم تكريم الفائزين بجائزة 2022 في مأدبة في كورونادو ، كاليفورنيا ، في 17 نوفمبر.
إرسال تعليق