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DARPA设立利用植物传感器执行情报监测任务的新项

2020-03-13 作者:优德亚洲w88官方网站   |   浏览(110)

[据DARPA网站2017年11月17日报道]部分军事应用对于及时、准确的信息的需求经久不衰。

姓名:傅高鸣 学号:16140288007

[据DARPA官网2017年11月17日报道][据DARPA官网2017年11月17日报道]为了使军事信息及时准确传达,美国防部投入大量资金,研发功能强大的电子和机械传感器,并投入人力进行维护和操作。当前美国国家安全形势愈发复杂,监控分布式活动面临的挑战也愈发复杂。美国军方传统的传感器不一定是执行此类监控任务的最佳选择。

为了满足这一需求,国防部大力投资开发强大的电子和机械传感器,并投入人力来维护和操作这些传感器。自原子能机构成立早期以来,DARPA一直参与该方面的研究工作,开发出诸如VELA卫星和地震仪等技术,以确保苏联遵守“禁止核试验条约”。六十年后的今天,对信息的需求也同样迫切,但国家安全形势变得更加复杂,监控分布式活动的挑战变得更为复杂。传统军用传感器不再是应对挑战的最佳选择。

转自:mp.weixin.qq.com/s/bM-BO-LGfH2QIxqjn3gZWw

自然——复杂性的集大成者,为新型传感器提供了潜在的解决方案。DARPA新的“先进植物技术”项目将看似简单的植物视为下一代情报收集者。该项目将为植物传感器的设计制造提供技术。这些传感器具备鲁棒性,可在自然环境中自我维持,并可使用现有硬件进行远程监控。

幸运的是,大自然提供了潜在的解决方案。 DARPA的新型先进植物技术计划将看似简单的植物视为下一代智能采集者。该计划将通过新技术设计坚固的基于植物的传感器,这些传感器在环境中自给自足,并可使用现有硬件进行远程监控。

【嵌牛导读】:植物对大自然的各种细微的变化都能做出反应并且能自给自足,以植物收集信息的新型传感器能胜任传统传感器所做不到的任务

APT项目的愿景是利用植物的自然机制感知和应对环境刺激,并将这一能力扩展到对某些化学物质、病原体、辐射甚至电磁信号的检测。APT旨在对植物中具备特定类型感知功能的基因组进行编程,在相关刺激下触发不露痕迹的反应机制,并以一种不损害植物生长能力的方式进行。如果该项目取得成功,将提供一个独立、鲁棒、隐秘、易于分布的全新传感平台。该传感器也可用于非军事应用,例如安全识别地雷或者在过去冲突/测试场地中遗留的未爆弹药。

DARPA的APT愿景是利用植物的自然机制来感知和响应环境刺激,并将其扩展到检测某些化学物质、病原体、辐射甚至电磁信号的存在。APT旨在修改植物的基因组,以便在这些特定类型的感应中进行编程,并在相关刺激下触发响应机制,且这样做的方式不会影响植物的繁殖能力。如果该计划获得成功,它将提供一个能源独立、强大、隐形和易于分布的新型传感平台。这样的传感器也可以在军队之外找到应用,例如,为一个群体安全地识别地雷、冲突后或测试场所遗留的未爆炸物。

【嵌牛鼻子】:植物型传感器

APT项目的核心是合成生物学。研究人员会决定所选择的植物、刺激以及需修改的基因类型,之后开展后续的技术概念证明工作。APT项目的起始工作将在实验室、温室设施以及模拟的自然环境中进行,遵守所有适用的联邦法规,并由生物安全委员会机构另加监督。如果研究成功,项目后续的实地试验将在美国农业部动植物健康检验局支持下,遵循植物生物安全标准协议进行。

DARPA APT项目经理Blake Bextine说:“植物高度适应环境,自然表现出对光照和温度等基本刺激的生理反应,而且在某些情况下对触觉,化学物质,病虫害和病原体也有生理反应。新兴的分子和建模技术可能使重新设计这些检测和报告功能成为可能,从而为各种外界刺激开辟新的情报源,同时也减少了与传统传感器相关的人员风险和成本。”

【嵌牛提问】:除了植物,动物是否可以做传感器的载体?

APT将依托现有的地基、空基和天基技术远程监测植物的反应报告。这样的系统已经能够在一定的对抗距离外,测量植物温度、化学成分、反射率、植物体剖面以及其他参数。APT项目不会研发新硬件。

APT的目标远远超出目前的做法,即往往只追求极少数的修改。DARPA的目标是修改多个复杂的特征,赋予植物新的能力,使他们能够感知和报告众多的刺激。然而,为了成功,该计划还必须解决修改后的植物如何分配内部资源并在自然环境中进行竞争。过去这种类型的实验通过虹吸管输送维持植物所需的资源来降低修饰植物的适应性。APT将努力改善植物收集和分配资源的方式,并优化其适应性,使修饰植物尽管与微生物、动物、昆虫和其他植物等自然应激物质有预期的相互作用而蓬勃发展。

【嵌牛正文】:

DARPA将在近期发布的跨机构公告中提供APT项目的完整细节,并将于2017年12月12日在弗吉尼亚州阿灵顿市举行APT项目申请讨论会。

“先进植物技术是一个合成生物学计划的核心,与DARPA在该领域的其他工作一样,我们的目标是开发一个高效的迭代系统来设计、构建和测试模型,以便最终获得一个适应性强的平台能够应用于各种场景。”Bextine说。

为了满足军事上及时和准确的双重要求,美国国防部大力投资开发了性能强大的电子和机械传感器,同时投入大量人力来维护和操作这些传感器。早在冷战时期,美国国防高级研究计划局(DARPA)一直开展相关的研发工作,开发了诸如 VELA 卫星和地震仪等技术,以确保老对手苏联遵守“禁止核试验条约”。

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研究人员建议APT确定哪些植物,刺激和修饰用于开发概念证明。

近六十年后的今天,对信息的需求同样迫切,不过国家安全形势和监控分布式活动的挑战变得更加复杂。军方的传统传感器并不能胜任全部任务。

该方案的初步工作将在DARPA的实验室和温室设施以及模拟的自然环境中进行,遵守所有适用的联邦法规,并由机构生物安全委员会进行额外的监督。如果研究成功,后续的现场试验将在美国农业部动植物卫生检验局的支持下按照植物生物安全的所有标准方案进行。

幸运的是,大自然无惧复杂问题的处理,提供了潜在的解决方案。DARPA 新的先进植物计划(APT)将看似简单的植物视为下一代情报收集者。该计划致力于设计在环境中可以自给自足的植物型传感器,并且能够使用现有硬件技术进行远程监控。

APT将依靠现有的基于地面、空中和空间的技术来远程监视植物报告。这样的系统已经能够从对抗距离测量植物的温度、化学成分、反射率和体平面等质量。APT计划不会为此目的资助新硬件的开发。DARPA将于2017年12月12日在弗吉尼亚州阿灵顿市举行APT提案日。

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APT 计划旨在利用植物的自然机制来感知和响应环境刺激,并将其扩展到检测某些化学物质、病原体、辐射甚至电磁信号的存在。该计划的目标是修改植物的基因组,以便实现特定类型感应的编程,并在相关刺激下触发谨慎的响应机制,同时保证这样做不会影响植物本身的繁殖能力。如果该计划成功实现,它将提供一个无需(人造)能源的、耐用的、隐秘的、且能够广泛部署的新型传感平台。这样的传感器将不仅仅局限于军事用途,比如用于地雷识别与排除,或者过去战争和测试场所遗留的未爆炸的残留物。

DARPA APT 的项目经理 Blake Bextine 表示,“植物能够做到高度适应环境,自然地表现出对光照和温度等基本外界刺激的生理反应,而且在某些情况下对触觉、化学物质、病虫害和病原体也有生理反应。新兴的分子和建模技术或许能够重新编译这些检测和汇报能力,使其接受刺激的范围更广。这不仅开辟了新的情报网络,而且还减少了使用传统传感器带来的人力风险和成本。”

DARPA 的 APT 计划意在修改多个复杂特征,赋予植物新的能力,使它们能够感知和汇报很多的刺激。其终极目标是力求做到尽可能少的修改。然而,该计划的成功与否取决于解决修改后的植物如何分配内部资源,并保证其在自然环境中赢得竞争。

过去这种类型的实验通过虹吸维持植物所需的资源,来降低植物适应性。APT 将继续努力改善植物收集和分配资源的方式,并优化其适应性,使修改后的植物与微生物、动物、昆虫和其他植物等自然应激物质之间能够产生相互作用,从而蓬勃发展。

“先进植物技术是以合成生物学计划为核心,与 DARPA 在该领域的其他工作一样,我们的目标是开发一个高效的迭代系统来设计、构建和测试模型,以便最终获得一个能够应用于各种场景的适应性强的(传感)平台,”Bextine 表示。

最终使用哪些植物,刺激和修改作为概念证明,将由相关科研人员向 APT 提议决定。

该计划的初步工作将在实验室、温室设施以及模拟自然环境中进行,遵守所有适用的联邦法规,并由生物安全委员会监督。如果研究成功,后续的真实环境试验将在美国农业部动植物卫生检验局的支持下,按照植物生物安全的所有标准规定进行。

APT 将依靠现有的基于地面、空中和太空的技术来远程监控植物的汇报工作。目前使用的系统已经能够从远距离测量植物温度、化学成分、反射率和植物体形等要素。APT 计划将不会资助新型监控硬件的开发,只依靠现有的硬件技术。

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