創新和突破

2016年5月11日，美國國防高級研究計劃局（DARPA）在國防部舉辦“演示日”活動，展示其正在資助開發的處于不同發展階段和技術成熟度的各類先進技術和軍事系統，即所謂的超前衛、高風險、高回報項目。今年“演示日”展示項目主要包括10大主題：航空、生物、反恐、賽博、地面作戰、海洋、微系統、航天、頻譜以及有前景的技術創意。以下是一些具體項目。

模塊化假肢

由美國約翰·霍普金斯大學研制，采用肌電電壓控制，不僅外形與人手臂非常相像，其在強度、靈敏性方面也與人手臂相仿，且其觸覺及位置感應分辨率很高。

“戰術偵察節點”（Tern）無人機

Tern無人機可垂直起降，續航時間長，具備監視和打擊能力，DARPA計劃在2018年進行全尺寸樣機的試飛。

水下升射載荷

這種向上浮起的節點預置于海底，能夠在需要時遠程觸發，這個裝置隨即上浮至海面，釋放其有效載荷——如無人水面艇或無人機。

垂直起降（VTOL）X飛機

美國極光飛行科學公司研制的“雷擊”使用可旋轉的混合電推進涵道風扇動力艙，可實現垂直起降和水平高速飛行。目前該機的20%縮比樣機已成功試飛。DARPA已為該項目投入近9000萬美元以期建造2架全尺寸樣機。根據計劃，全尺寸樣機將于2018年9月進行試飛。

移動熱點

該移動熱點裝置通過2個可控天線可在飛行中達到1GB/秒的數據傳輸速度。裝備2個移動熱點負載的“影子”無人機可為偏遠地區的士兵提供相當于4G網絡的移動通信能力。利用攜帶該移動熱點裝置的無人機編隊便可組建成靈活、可靠的移動網絡。

透明裝甲

該“透明裝甲”由多層陶瓷、玻璃和高分子材料制成，總厚度約6厘米，可抵御7.62毫米口徑步槍的多次射擊。其陶瓷材料所具有的晶體結構可防止裝甲在子彈擊中后碎裂，這使得該透明盔甲成為戰術車輛防彈玻璃的理想之選。

柔性外骨骼

哈佛大學懷斯研究所研制的柔性外骨骼通過多個馬達牽引附著在穿戴者大腿上的纜線，以減輕穿戴者行走時的肌肉受力，可使其力量與耐力提升25%。目前，美陸軍研究實驗室正將該外骨骼系統用于士兵，進行進一步測試。

可自毀電子器件

圖中右側為嵌入在鋼化玻璃內的芯片，左側為該芯片收到自銷毀信號后，完成自毀的狀態。此類電子器件可以通過設定部件的使用時長，來保護尖端技術，防止技術泄露。當器件超過設定時長后，將自動觸發，實現物理銷毀。

“光子優化嵌入式微處理器”項目研制的光子計算機

光子計算機內部使用光子（激光）替代電子進行通信，通信容量更大、速度更快且能耗更低，相比同樣性能的傳統計算機，該計算機的能耗僅為其1/20。目前，美國加州大學伯克利分校正致力于將光子計算機研制過程中產生的一些技術進行商業化開發。

微結構材料

圖中緊挨著銅塊（右上）的為經過微結構設計、擁有晶格結構（點陣結構）的金屬材料。通過3D打印和編織技術，可嚴格控制金屬的微結構，而不同的結構使金屬具有很多獨特的性質，如定制不同密度、孔隙、彈性、質量和強度等性能指標的材料。有人將使用微結構材料與實心材料的區別比作建造金字塔和埃菲爾鐵塔。微結構材料未來應用前景十分巨大。

微工廠

圖為美國斯坦福國際研究所利用大量微型機器人制造的輕質碳纖維桁架，該碳纖維桁架上還可擁有嵌入式電子器件。目前，此類機器人正致力于制造蒙皮，一旦蒙皮與桁架及電子器件實現結合，便可用于制造各類結構體，未來甚至還可以用于制造車輛。

快速自主無人機

全自主無人機依靠機載的感知與計算系統感知和規避障礙物。該無人機裝備2個立體相機，可實現飛行速度1米，秒時基于計算機視覺規避障礙物。DARPA希望到201 8年，此類無人機利用其自主導航系統能夠以20米/秒的速度在室內、外飛行，甚至能夠快速穿過門窗。

芯片內/芯片間增強冷卻

該冷卻技術不是在中央處理器頂部進行整體冷卻，而是讓液體冷卻劑在處理器內進行循環冷卻，這種處理思路有望大幅提升系統的冷卻效率。圖中展示的芯片，其基底刻蝕有多條微通道，以實現芯片內冷卻。這種芯片可用于高性能計算機和固體激光器。

速度最快芯片

圖中展示的是目前世界上運行速度最快的芯片所驅動的無線電鏈路，其工作頻率為850吉赫，是DARPA已驗證的最高頻率的無線電鏈路。隨著射頻頻譜使用變得日益擁擠，超高頻無線電可以鏈接更多的設備、以更快的速度傳輸更大量的數據。

芯片式激光雷達

圖片中右上位置銀片狀的小裝置是一個實際應用的固態激光雷達。該雷達使用紅外激光探測目標物的方位和距離，目前的探測距離為1米，DARPA預計到2016年底，探測距離可達10米，甚至有望達到100米或更遠距離。目前，大多數機器人系統（包括自主車輛）使用的是復雜、昂貴的大型激光雷達系統，而低成本的固態激光雷達有助于發展經濟可承受的新型自主系統。

衛星總線

圖中模塊化的微型衛星可為在軌回收報廢衛星的部件提供一個存放、供能和實施有效控制的基礎結構，其作用類似于計算機的主板、主線。該飛行器采用模塊化設計，不僅可根據需要進行配置和組裝，提供所需的靈活性、冗余度和低成本。DARPA計劃在2016年8月使用SpaceX公司的“獵鷹9”火箭，將圖中所示的模塊化“總線”衛星（該衛星將攜帶1架望遠鏡）送入太空。

機器人衛星維護系統

圖為用于地球同步軌道衛星維護的機器人衛星模型，該研究填補了當前空間衛星維護的空白。未來，該機器人衛星或將能夠對在軌衛星進行檢查、維修、增裝負載，甚至變更軌道。該研究還將節約發射成本并減少軌道碎片。