Ultragarsas, kurio metu nereikia liesti pacientų. Internetinis įrankis, kuris iš naujo išranda įgulos planavimą oro pajėgoms. Kriptografinė įranga, apsauganti neskelbtinus duomenis. Ir pirmoji pasaulyje praktinė kvantinio tinklo atmintis.
Šios keturios technologijos, visiškai arba su bendradarbiais sukurtos MIT Linkolno laboratorijoje, gavo 2023 m. R&D 100 apdovanojimus. Ultragarso technologija taip pat gavo antrąjį apdovanojimą specialioje kategorijoje, kurioje pripažįstami rinką trikdantys produktai. Padovanojo R&D pasaulis žurnale, apdovanojimai pripažįsta 100 svarbiausių naujovių, kurios per pastaruosius metus buvo pradėtos naudoti arba buvo pateiktos pardavimui ar licencijai. Pasaulinį konkursą vertina mokslo ir technologijų ekspertų bei pramonės profesionalų komisija.
„Lincoln Laboratory labai pasisekė, kad per pastaruosius 14 metų gavo 86 R&D 100 apdovanojimus. Mūsų neįslaptintų technologijų perėjimo greitis ir toliau yra labai didelis, o įslaptintų programų perėjimo greitis yra panašus. Laboratorija iš tikrųjų keičia pasaulį sėkmingai plėtodama ir pereindama į technologijas. Sveikiname visus dalyvaujančius“, – sako Linkolno laboratorijos direktorius Ericas Evansas.
Medicininis vaizdavimas bekontaktiniu ultragarsu
Daugelis žmonių yra susipažinę su ultragarso procesu – sonografas prispaudžia keitiklį ant paciento odos ir judina jį, rinkdamas audinių ir organų vaizdus. Nors ultragarsas yra nusistovėjusios technologijos, jis kenčia nuo sonografo kintamumo, todėl sunku tiksliai palyginti pakartotinius matavimus, be to, jį riboja poreikis liestis su oda. Dėl šių priežasčių magnetinio rezonanso tomografija ir kompiuterinė tomografija, nepaisant didelių sąnaudų ir perkeliamumo stokos, vis dar yra vyraujančios ligų stebėjimo vaizdo gavimo technologijos.
Nekontaktinis lazerinis ultragarsas (NCLUS), skirtas medicininiam vaizdavimui, įveikia šiuos apribojimus. Odai nekenksminga lazerinė sistema ultragarsinius vaizdus įgauna neliesdama paciento. Jis naudoja impulsinį lazerį, kuris skleidžia optinę energiją, kuri paverčiama ultragarso bangomis, kai atsitrenkia į audinį. Grįžtantys aidai aptinkami lazeriniu Doplerio vibrometru ir apdorojami vaizdams generuoti. Sistemos lazerio padėties nustatymas ant kūno gali būti tiksliai atkurtas, taip pašalinant pakartotinių nuskaitymų kintamumą. Dėl šio pakartojamumo ultragarsu būtų galima stebėti ligos progresavimą, pvz., naviko dydžio pokyčius laikui bėgant.
Jo bekontaktis dizainas taip pat atveria visiškai naujus ultragarso panaudojimo būdus: „NCLUS gali atvaizduoti nudegimų ar traumų aukas, pacientus su atviromis giliųjų audinių zonomis tiesiogiai operacijos metu, neišnešiotus kūdikius, kuriems reikalinga intensyvi medicininė priežiūra, pacientus, patyrusius kaklo ir stuburo traumų, ir užkrečiamus asmenis nuo atotrūkio atstumai“, – sako Robertas Hauptas, NCLUS išradėjas.
Naudodami NCLUS, medicinos personalas, neturintis sonografijos mokymo, gali atlikti ultragarsinį vaizdą ne ligoninėje – gydytojo kabinete, namuose ar atokiame mūšio lauke. NCLUS, be MTEP 100 apdovanojimo, dėl savo potencialo, kad medicinos vaizdų gavimo pramonė gali pakeisti savo žaidimą, gavo 100 R&D sidabro medalį kategorijoje Specialusis pripažinimas: Rinką trikdantys produktai.
Abu apdovanojimai dalijami su Masačusetso bendrosios ligoninės ultragarso tyrimų ir vertimo centru bei Sound & Bright LLC.
Orlaivių įgulos planavimo optimizatorius
JAV oro pajėgoms reikia didelių planavimo poreikių. Jos C-17, krovininių orlaivių, gabenančių karius ir atsargas visame pasaulyje, parkas praėjusiais metais sudarė 4 milijonus skrydžio valandų. Dar visai neseniai oro pajėgų orlaiviai, tokie kaip pilotai ir krovinių meistrai, kiekvieną skrydžio įgulą turėjo planuoti rankiniu būdu ant lentos.
Puckboard tai pakeitė. Internetinėje programoje pirmą kartą nuo karinių skrydžių planavimo pradžios maždaug prieš 80 metų teikiamas išmanus, mokymu pagrįstas planavimas, ir sugrąžina oreiviams brangų laiką, skirtą sutelkti dėmesį į savo pagrindines pareigas.
„Puckboard“ bendradarbiavimo įrankiai teikia planuotojams užduočių rekomendacijas ir leidžia įgulos nariams savanoriauti renginiuose, kurie geriausiai tinka jų asmeniniam gyvenimui. Be skaitmeninio kalendoriaus funkcijos, Puckboard taiko dirbtinio intelekto metodus, kuriuose atsižvelgiama į tokius rodiklius kaip įgulos mokymo progresas, skrydžio valandų pasiskirstymas, vengimas viršyti kvalifikaciją ir užduočių pažeidžiamumas, kad būtų rekomenduoti optimalūs tvarkaraščiai. Šiandien Puckboard talpina 24 000 vartotojų ir suplanavo daugiau nei 315 000 įvykių 87 eskadrilėse.
„Puckboard poveikis yra tiesioginis visų prisidėjusiųjų įgūdžių platumo ir gylio bei nuoširdžios aistros atspindys. Nuo dizainerių, programinės įrangos inžinierių ir algoritmų ekspertų iki aktyvios tarnybos eskadrilių ir orlaivių įgulų narių iki aukščiausios vadovybės – visi yra įsipareigoję didinti JAV oro pajėgų pasirengimą gerinant gyvenimo kokybę. mūsų oreiviai“, – sako Michaelas Snyderis, pagrindinis projekto tyrėjas. „Tvarkaraštis yra sudėtinga tema, kurią dar labiau apsunkina neapibrėžtumas, o šios pastangos liudija, kad galima išspręsti bet kokią problemą su tinkama komanda.
Šiuo R&D 100 apdovanojimu dalijasi MIT, RevaComm, Oro pajėgų departamentas – MIT AI greitintuvas, oro pajėgų 15-asis sparnas, 60-asis oro mobilumo sparnas, 437-asis oro transportavimo sparnas, štabo oro mobilumo komanda, oro pajėgų tyrimų laboratorija, oro pajėgų tyrimų laboratorijos padėjėjas. Force (įrengimai, aplinka ir energija) ir Raytheon-BBN.
Prietaisas duomenims apsaugoti neapkrautose platformose
JAV kariškiams vis dažniau naudojamos be įgulos sistemos, kad būtų sumažinta žala žmonėms. Kadangi šios sistemos dažnai perduoda jautrius duomenis per eterį, jų radijo komponentai turi būti sertifikuoti Nacionalinio saugumo agentūros (NSA). Daugelį metų šis sertifikavimo procesas buvo neįveikiama kliūtis daugeliui mažų įmonių ir būsimų radijo technologijų ir robotikos novatorių, iš kurių kariuomenė galėtų pasinaudoti. Dabar tokie kūrėjai gali naudoti jau NSA sertifikuotą saugos sprendimą, kurį sukūrė „Lincoln Laboratory“, kuris yra paruoštas naudoti ir diegti įvairioms transporto priemonėms ir misijoms.
Apsaugos / kibernetinio modulio (SCM) galutinis kriptografinis blokas (ECU) yra kompaktiškas įrenginys, saugantis taktinius be įgulos sistemų duomenų ryšius. Modulis modernizuoja saugumą, sujungdamas kelias kibernetinio saugumo technologijas, ypač techniką, vadinamą Tactical Key Management, kuri skrydžio metu nustato slaptus raktus saugiam ryšiui užtikrinti. Modulis yra pirmasis kriptovaliutų įrenginys, sukurtas daugybei nepilotuojamų sistemų pagal Jungtinę nepilotuojamų sistemų komunikacijos architektūrą (JCAUS), neseniai JAV Gynybos departamento pastangas moduliuoti be įgulos sistemos radijo ryšius ir leisti pakartotinai naudoti NSA sertifikuotus komponentus standartizuojant. galimybes ir sąsajas.
Nuo pristatymo JAV karinis jūrų laivynas sudarė viso dydžio gamybos sutartį su „Tomahawk Robotics“, kad tiektų SCM ECU, skirtus naudoti jų sprogmenų šalinimo robotuose. „Nors sukurtas visų pirma karinio jūrų laivyno antžeminei robotikai, SCM/ECU laikymasis JCAUS užtikrina, kad jis puikiai tinka orlaiviams ir povandeninėms transporto priemonėms“, – sako Benas Nahillas, pagrindinis programos tyrėjas.
Apdovanojimas dalijamas su Ramiojo vandenyno karinio jūrų laivyno informacinio karo centru.
Keičiama fotoninė atmintis, skirta kvantiniam tinklui kurti
Apdorojant kvantinę informaciją, atmintis priima ir išsaugo kvantinio bito (kubito) būseną, panašiai kaip įprastos ryšio sistemos ar kompiuterio atmintis priima ir saugo informaciją kaip dvejetaines būsenas. Atmintis leidžia patikimai siųsti ir gauti informaciją tarp atskirų sistemų, net ir per nuostolingus perdavimo ryšius. „Lincoln Laboratory“ kvantinė atmintis yra pirmoji, viename modulyje sujungianti tris galimybes, reikalingas atskiroms kvantinėms sistemoms sujungti į tinklą: fotoninę sąsają, būdą, kaip ištaisyti praradimo klaidas, ir architektūrą, kurią galima keisti iki dešimčių atmintinių viename modulyje. . Iki šiol kvantinės atminties sistemoms trūko vienos ar kelių iš šių galimybių.
„Šis modulis pašalina daugelį kliūčių, trukdančių diegti kvantines atmintis realaus pasaulio nustatymuose ir bandymų aikštelėse bei realiai jas naudoti kuriant naujas pažangias kvantines programas, tokias kaip paskirstytasis jutimas ir tinklinis kvantinis apdorojimas“, – sako šiam darbui vadovaujantis Benas Dixonas. .
Fotoninė sąsaja leidžia perduoti kubitus per šviesos daleles (fotonus) tarp atminties ir optinio pluošto tinklų. Laboratorijos kvantinėje atmintyje naudojami silicio laisvos vietos (SiV) deimantiniai spalvų centrai, kurie yra į atomą panašios struktūros, kurias galima efektyviai manipuliuoti šviesa, net ir vieno fotono lygyje. Ši SiV technologija taip pat gali ištaisyti signalo praradimo klaidas, atsirandančias dėl neefektyvių ir nuostolingų tinklo nuorodų. Kadangi joje naudojami atskiri atominiai spalvų centrai, ši technologija yra suderinama su efektyviais „heralded“ protokolais, kai signalas patvirtina sėkmingą fotono perdavimą tinkle ir susijusio kubito saugojimą atmintyje.
SiV modulis taip pat yra keičiamas. SiV atminties elementai yra integruoti į pagal užsakymą pagamintą fotoninį integrinį grandyną, technologiją, kuri leidžia siųsti ir priimti signalus ir gali būti pritaikyta šimtams lygiagrečių kanalų. Derindami šį integravimo metodą su unikalia pakavimo architektūra, laboratorijos mokslininkai sujungė aštuonias kvantines atmintis į vieną modulį. Į šį vieną modulį galima integruoti papildomas atmintis, kurias galima sujungti su papildomais moduliais, kad būtų galima išplėsti mastelį.
Be šių laimėjusių technologijų, penkios kitos Lincoln Laboratory technologijos buvo paskelbtos R&D 100 apdovanojimų finalininkais. Lapkričio 16 d. San Diege, Kalifornijoje, vyks 2023 m. apdovanojimų laureatų šventimo šventė.
