河套 IT TALK 57：（原创）太空生存——美国国防部的“天使基金”在投什么项目？(八)
【太长不看】(TLDR) ：本文介绍了10个DARPA目前正在投资的项目，分别为：B-SURE (生物制造：地球以外的生存、效用和可靠性) 、Biostasis 生物停滞计划、Blackjack 二十一点项目、Brandeis 隐私保护计划、Bridging the Gap Plus (BG+) 弥合差距+、Causal Exploration (复杂操作环境的因果探索)、 Ceres 农业土壤修复、Civil Sanctuary民间避难所、CHIPS (通用异构集成和 IP 重用策略) 、COFFEE (元件级紧凑型前端滤波器) 。
在本系列的第一篇我们对美国国防高级研究计划局（DARPA）做了一个简短的介绍。
DARPA的项目相当多都是公开的，由于机构运作节奏很快，所以项目也不停地启动和终结。但有一点是毫无疑问的：了解DARPA正在资助什么项目，会有助于我们了解美国科技的前沿。这个系列，我们将分大约分几期来阐述当下DARPA网络公开的正在资助的科研工程项目，让大家一窥端倪，或许能对在科技前沿的方向选择上的朋友有一定程度的启迪。
本文，我们将继续和大家介绍另外10个DARPA正在投资对项目。
注意我们对每个项目的解读也有自身知识结构的局限，如果想进一步了解更多信息，可以去公开渠道自行查询。
B-SURE
B-SURE 是Biomanufacturing: Survival, Utility, and Reliability beyond Earth (生物制造：地球以外的生存、效用和可靠性) 的缩写。
从名称就能看出来，这是美国太空部队 (USSF)的一个太空项目。美国为了发展太空计划和月球基地的建造等原因，需要考虑到太空基地或者太空舱的持续性发展。
B-SURE 计划的目标是开发新的生物制造方法和能力，以支持长期太空任务，包括食品、材料和药品的生产。通过开发这些技术，该计划旨在减少对来自地球的补给任务的依赖，因为这可能成本高昂且在后勤方面具有挑战性。
B-SURE 计划专注于几个关键研究领域，包括：
开发可在微重力和其他极端环境中运行的生物制造平台。
为微生物和其他生物的基因工程创造新方法，以生产有用的材料和物质。
开发新的生物反应器技术，支持太空微生物培养物的生长和生产。
推进使用合成生物学和代谢工程优化有用材料和物质的生产。
提高极端环境中生物制造过程的可靠性和稳健性，包括解决与污染、系统故障和其他风险相关的问题。
B-SURE计划侧重于各种微生物，包括细菌、酵母和丝状真菌，作为在太空中生产食品、药品和其他有用材料的潜在宿主生物。研究人员将研究不同生物制造宿主生物的使用及其在各种环境压力下的表现，例如可变重力和银河宇宙辐射，以开发更强大的生物制造系统，用于太空探索和其他极端环境。
虽然微生物系统是 B-SURE 计划的主要重点，但该计划并不仅仅专注于微生物生物制造。除微生物系统外，该计划还旨在为其他生物体（包括植物和动物细胞）开发生物制造技术。例如，B-SURE 计划的主要目标之一是开发基于植物的生物制造平台，可用于在太空中生产食品、药品和其他有用材料。这可能涉及对植物进行基因工程以生产特定化合物或物质，或开发在微重力下种植和收获植物的新方法。
同样，该计划还旨在开发动物细胞的生物制造技术，该技术可用于在太空中生产治疗性蛋白质和其他物质。这可能涉及开发新的生物反应器技术，以支持动物细胞在微重力下的生长，以及使用基因工程和合成生物学来优化细胞生长和生产。
总的来说，B-SURE 计划代表了一项重大努力，旨在推进用于太空探索和其他极端环境的生物制造技术，并有可能彻底改变我们在地球以外维持人类生命的能力。
关键词：太空生物制造
Biostasis
Biostasis 生物停滞计划的背景是因为战场上激烈的武装冲突会造成大量的伤亡。对于大部分受伤的病患都是外伤，而外伤会面临“黄金时段”的挑战。也就是人体组织损伤和感染相关的病理过程的时间进程，如果不及时救治，会导致不可逆损伤的发生。而战场医疗救治的条件艰苦，如何延长外伤或急性感染后救生医疗的时间，就变得异常重要。
传统的延长“黄金时段”的方法是物理降温。给身体，特别是受伤部位降温可以减缓新陈代谢过程，减少身体对氧气的需求，从而延长医疗干预的时间窗。低温已被用于各种环境，包括在运送重伤患者期间，并且在某些情况下已被证明可以提高存活率。但降温在很多条件下很难具备实施的条件。
Biostasis 计划正在研究不依赖于降低温度的方法，而采用聚合物化学、蛋白质工程和深层细胞活动监测的新应用，以改变与组织损伤和感染相关的病理过程的时间进程，从而延迟不可逆损伤的发生。
高分子化学：高分子化学涉及研究聚合物的合成、性质和行为，聚合物是由重复亚基组成的大分子。在生物停滞的背景下，高分子化学可用于开发保护细胞和组织免受损害或长时间保存它们的材料。
蛋白质工程：蛋白质工程是对蛋白质进行设计和修饰，以创造新的或改进的特性，例如增加稳定性或活性。在生物停滞的背景下，蛋白质工程可用于制造保护细胞或组织免受损害，或减缓或停止病理过程的蛋白质。
深层细胞活动监测：深层细胞活动监测涉及使用先进技术，如传感器和成像技术，在深层次监测细胞和组织的活动。在生物停滞的背景下，深度细胞活动监测可用于检测可能导致不可逆转损伤的细胞或组织变化，从而在为时已晚之前进行干预。
该计划旨在生成概念验证、台式技术，并在简单的生物系统中通过实验验证它们。随着项目的推进，DARPA 将与联邦卫生和监管机构合作，为成功的生物停滞技术开发一条潜在的未来人类医学应用途径。到该计划结束时，DARPA 希望拥有多种工具来降低急性损伤或感染后永久性损伤或死亡的风险。生物停滞技术还可以延长温度敏感疗法的保质期，例如血液制品、酶制剂和药物。
虽然生物停滞技术仍处于发展的早期阶段，但它们有可能彻底改变外伤治疗并挽救无数生命。
关键词：黄金时段、生物停滞技术
Blackjack
Blackjack 二十一点项目
SpaceX的Starlink的进步反向刺激了美国国防部。这也是少有的一个借鉴商用成功案例到国防领域的项目。
和SpaceX的Starlink类似，这个Blackjack也是一个低轨道运行的小卫星项目。但和Starlink也有很大的区别。
Starlink最终将发射42000颗小卫星到550公里的高度覆盖全球，以给全球提供高速的互联网接入服务。
Blackjack将发射20颗小卫星到1200公里的近地轨道。但功能差别很大。这些卫星可以提供一系列功能，包括成像、通信和导航。该计划还专注于开发建造和运行这些卫星所需的技术，包括新的传感器、软件和通信系统。除了军事之外，这些卫星还可以有一系列民用应用，例如监测自然灾害、跟踪气候变化以及支持搜索和救援行动。
这个项目可能包括：
开发有效载荷和任务级自主软件并演示自主轨道操作，包括在轨分布式决策处理器。
开发和实施军用有效载荷和航天器总线的先进商业制造。
展示 LEO 中的有效载荷以增强国家安全空间 (NSS) 资产。驱动程序将展示与地球同步轨道上当前系统相当的 LEO 性能，航天器组合总线、有效载荷和每个轨道节点的发射成本低于 600 万美元，同时有效载荷满足尺寸、重量和功率限制商业运载火箭。
Blackjack 计划旨在开发和展示低地球轨道 (LEO) 全球高速网络的关键要素，为国防部提供高度连接、弹性和持久的覆盖。Blackjack 项目仍处于早期阶段，但已经引起了航空航天业和风险投资公司的极大兴趣。许多公司正在致力于开发可用于该计划的新技术和系统，人们对这种新型卫星网络的潜在应用感到非常兴奋。
关键词：低轨道运行、小卫星
Brandeis
Brandeis 计划的命名，是根据美国最高法院的一名大法官路易斯·布兰代斯 (Louis Brandeis)。路易斯·布兰代斯是隐私权的坚定倡导者。
顾名思义，本项目也是基于这样的原则，即个人应该控制他们的个人信息，隐私应该从头开始构建到数字系统中。
大规模收集和分析信息对社会有明显的好处：它可以帮助企业优化在线商务，帮助医务工作者解决公共卫生问题，帮助政府阻止恐怖活动。但与此同时，尊重隐私是美国民主文化的基石原则。正如路易斯·布兰戴斯 (Louis Brandeis) 于 1890 年首次阐述的那样，隐私权是现代性的结果，因为我们更好地理解，伤害的来源不仅仅是身体上的。最近发生的多起涉及数据泄露的事件提高了社会对网络空间内私人信息的极端脆弱性以及私人数据与个人和国家安全的关系的认识。
Brandeis 计划寻求开发技术手段来保护个人和企业的私人和专有信息。Brandeis 计划的愿景是打破以下两者之间的紧张关系：(a) 维护隐私和 (b) 能够挖掘数据的巨大价值。
Brandeis 的目标不是必须在它们之间取得平衡，而是建立第三种选择——实现安全和可预测的数据共享，同时保护隐私。
Brandeis 的目标是构建一套系统，在该系统中，私人数据只能用于其预期目的，而不能用于其他目的。它旨在通过为数据所有者提供在与数据用户共享数据之前保护其数据的机制来重构我们与数据的关系。它还将解决一个认知挑战：数据的数量和复杂性意味着个人或企业需要一种有意义的方式来选择如何共享数据，包括了解使用任何存储的关于他们的数据的影响。
DARPA Brandeis 计划专注于开发可以保护隐私同时仍允许共享和分析数据的技术。这包括数据匿名化、安全计算和差分隐私技术，这是一种在大型数据集中保护隐私的技术。该计划还专注于开发隐私增强分析技术，这是一种以保护隐私的方式进行数据分析的做法。这包括联合学习等技术，其中多方在不直接共享数据的情况下协作完成机器学习任务。
数据匿名化：数据匿名化涉及从数据集中删除个人身份信息 (PII)，例如姓名、地址和社会安全号码，以便剩余数据无法用于识别个人。该技术可用于保护个人隐私，同时仍允许进行数据分析。数据匿名化有多种方法，包括：（1）泛化：这涉及用更通用的值替换特定的数据值，例如用年龄范围替换确切的年龄，以降低识别个人的能力。（2）掩码：这涉及通过用随机值或符号替换某些值来部分模糊数据，同时保持其他数据完整。（3）扰动：这涉及向数据添加随机噪声，以使其难以识别特定个体。
差分隐私：差分隐私是一种通过在数据发布前添加随机噪声来保护大型数据集隐私的技术。这使得攻击者难以识别数据集中的单个记录，同时仍允许进行准确的统计分析。
安全计算：安全计算涉及对加密数据执行计算，以便数据即使在处理过程中也能保持私密性。这可以通过同态加密等技术实现，同态加密允许对加密数据执行计算，而无需先对其进行解密。
联邦学习：联邦学习是一种在分散数据上训练机器学习模型的技术。这涉及将模型发送到数据源，而不是相反，以便数据保持私有。这可用于构建保护个人隐私的模型，同时仍允许进行准确的预测。
区块链：区块链是一种去中心化的分布式账本技术，可用于保护数据的隐私。通过将数据存储在区块链上，攻击者很难在不被发现的情况下修改或窃取数据。这可用于构建用于数据存储和共享的安全和私有系统。
总体而言，DARPA Brandeis 计划致力于解决数字时代对隐私日益增长的需求，在这个时代，世界各地的组织和政府越来越多地收集、存储和分析个人信息。通过开发保护隐私的新技术，该计划旨在增强个人能力并保护他们在数字世界中的权利。
关键词：隐私保护、数据匿名化、差分隐私、安全计算
BG+
Bridging the Gap Plus (BG+) 弥合差距+
脊柱损伤，往往意味着半身或者全身的瘫痪。对患者是巨大的影响。
Bridging the Gap Plus (BG+) 计划旨在通过整合损伤稳定、再生疗法和功能恢复来开发治疗脊髓损伤的新方法。
损伤稳定：脊髓损伤的初始阶段会导致一系列细胞和分子事件，这些事件会加剧损伤并导致进一步的损伤。损伤稳定旨在通过使用有源设备进行实时生物标志物监测和干预来稳定损伤部位的神经通讯通路来防止这种情况发生。这可能涉及使用药物来减少炎症或促进愈合，或使用电刺激来激活神经和肌肉并促进运动和功能。
再生疗法：在损伤稳定的初始阶段之后，再生疗法旨在促进受损神经组织的再生，加速自然的长期恢复过程。这可能涉及使用干细胞或其他再生技术来刺激神经生长或减少炎症，或在神经系统或相关终末器官上部署刺激网络和/或记录设备以帮助弥合脊髓损伤的间隙.
功能恢复：脊髓损伤的最后阶段以功能恢复为重点，旨在恢复多种神经系统功能，如感觉和运动功能，并加速自然的长期恢复过程。这可能涉及一系列物理和行为疗法，例如职业疗法、物理疗法或认知行为疗法，以及使用脑机接口来控制外部设备或假肢。
为了实现这种组合方法，BG+ 团队将构建两个可植入和自适应设备系统。
第一个系统旨在减少脊髓损伤早期阶段损伤的影响。该系统将使用有源设备进行实时生物标志物监测和干预，以稳定和重建受伤部位的神经通讯通路。生物标志物监测将为自动化或临床医生指导的干预提供有价值的诊断信息，这可能有助于减轻伤害的严重程度并可能防止进一步的损害。
第二个系统将主要通过在神经系统或相关终末器官上部署刺激网络和/或记录设备来解决脊髓损伤最后阶段的功能恢复，以有效地“弥合”脊髓损伤的间隙。该系统旨在恢复多种神经系统功能，例如感觉和运动功能，并加速自然的长期恢复过程。这个过程可能是用了脑机接口的技术。
关键词：脊柱损伤、再生疗法、功能恢复、脑机接口
Causal Exploration
Causal Exploration 是Causal Exploration of Complex Operational Environments (复杂操作环境的因果探索)的简写。
由于美国的世界警察特质，让美军在过去的 几十年里，越来越多地被要求面对复杂的作战环境 (OE) 和多样化的敌人。这种复杂的作战环境要求美国军队和东道国或联盟伙伴的行动基于对作战环境（例如，政府、人口群体、安全部队和暴力的非国家行为者）的共同整体理解，特别是，可以表现为意料之外且通常违反直觉的结果的因果动态。
当然，不仅仅局限在军事行动中，复杂操作环境同样在灾难响应、应对复杂网络攻击、重大未知传染病病毒防治、以及某些复杂系统的物流和供应链管理等等都会遇到。虽然这种能力将具有广泛的适用性，但本项目将侧重于混合或非常规军事冲突，这些冲突由复杂的人类动态主导，具有相互交织的政治、领土、经济、种族和/或宗教紧张局势。
通常，在应对这种复杂系统时候，确实需要建模和仿真分析。但大多数的这种分析都是专用工具，通常需要大量时间和精力来配置和使用这些工具。现有工具还严重依赖于没有自动机制来保持它们最新的数据库。
Causal Exploration 旨在开发一个建模平台，以帮助军事规划人员理解和解决导致复杂冲突局势的潜在因果因素。Causal Exploration 平台中体现的技术将使用户能够快速创建、维护并与针对他们所面临的操作环境量身定制的因果模型进行交互。与模型的交互将使用户能够探索驱动冲突的因果动态，并深入了解操作环境以支持和告知他们的规划工作，并支撑他们做出更明智、更有效的决策。
为实现这一目标，该计划专注于开发可以从数据中学习因果模型的人工智能算法，并使用这些模型来预测不同行动和干预的结果。该计划还旨在开发能够以自然语言与人类互动的人工智能系统，从而实现更直观、更有效的交流。
在本项目中，以下技术可能会被用到：
机器学习：机器学习算法可用于自动识别复杂数据中的模式和关系，并从观察数据中学习因果模型。
自然语言处理（NLP）：自然语言处理技术可用于实现人类与人工智能系统之间更直观、更有效的交流，使人类能够以自然语言提出问题并获得答案。
图形模型：图形模型，例如贝叶斯网络或因果有向无环图 (DAG)，可用于以可视化和直观的方式表示事件和动作之间的因果关系。
强化学习：强化学习技术可用于优化不确定和动态环境中的决策，使 AI 系统能够从反馈中学习并随着时间的推移调整其行为。
人机回环系统：人机回环系统将人类专业知识与机器学习算法相结合，可用于利用人类和人工智能系统的优势来解决复杂问题。
总的来说，DARPA 因果探索计划中使用的技术可能是高度跨学科的，利用计算机科学、统计学、数学、认知科学和其他领域的进步来开发理解和指导复杂操作环境的新的工具和方法。
关键词：复杂操作环境、自然语言处理、机器学习、强化学习、人机回环系统
Ceres
DARPA CERES 项目以 Ceres 命名。Ceres 是古罗马掌管农业、粮食作物、生育力和母性关系的女神。
该计划的名称是对计划的重点，即利用植物与微生物的相互作用来促进高效且具有成本效益的土壤生物修复，以及其开发先进生物技术方法以支持可持续农业和环境可持续性的更广泛使命的认可。
传统的土壤生物修复费力、低效且昂贵，需要整地、向修复生物体输送养分以及持续进行现场监测。植物及其根际微生物组具有与生俱来的潜力，可以在无需常规人为干预的情况下以低廉的成本执行生物修复中最昂贵的方面——土壤准备、营养增加和现场监测。利用固有的植物根际群落，Ceres 将通过设计合成群落来提高群落绩效，以实现对土壤中的燃料 JP-8 和炸药 TNT 的自主生物修复，同时公开报告这种修复的状态。
合成群落是指经过设计和优化以在受污染土壤中执行特定生物修复功能的植物和微生物群落。
合成生物学和合成生态学的进步将用于创建和优化这些复杂的合成群落。
合成生物学涉及设计和构建自然界中不存在的新生物部件、装置和系统，以及为特定目的对现有生物系统进行改造。这可能包括使用基因工程技术来改变植物或微生物的遗传密码，创造新的蛋白质或酶，或建立可以控制生物系统行为的新基因回路。在 CERES 计划的背景下，合成生物学技术可用于改造植物或微生物以表达特定的酶或蛋白质，这些酶或蛋白质可以分解或解毒目标污染物，例如 JP-8 或 TNT。通过将这些合成生物学成分引入植物或微生物基因组，可以增强生物体以更有效地执行特定的生物修复功能。
合成生态学涉及操纵自然生态系统以达到预期的结果。这可以包括将新的微生物物种引入土壤以促进生物修复，或操纵微生物群落以提高其性能。在 CERES 计划的背景下，合成生态学技术可用于设计针对生物修复优化的合成微生物群落，或设计植物-微生物相互作用以增强生物修复活动。这些合成生态成分可能包括引入特定的微生物物种或菌株，它们可以与植物协同工作以分解或解毒污染物，或者操纵植物-微生物信号通路以增强生物修复过程。
总体而言，CERES 计划的目标是开发新技术，为土壤生物修复提供高效且具有成本效益的方法，利用植物及其相关微生物组的自然能力，并通过合成生物学和生态学提高其性能。
关键词：土壤生物修复、合成群落、合成生物学、合成生态学
Civil Sanctuary
Civil Sanctuary是民间避难所计划的意思。
当下时代，互联网社交媒体平台已经成为强大的信息传播的力量，让让个人能够以人类历史上前所未有的规模参与自由和富有成效的思想分享。在紧急情况和动荡时期，这些平台可以提供一个重要的论坛来讨论时间敏感、可能挽救生命的信息。然而，世界范围内的在线社交环境并没有帮助用户找到共同点，而是经常成为虚假信息、欺凌和恶意言论的牺牲品，而且在紧急情况和动荡状况下，人们的情绪是高度紧张的，也特别容易在网路上表现为激进和不理智的行为。
而在人道主义援助和灾难响应 (HA/DR) 行动期间，救援工作将受益于稳定和建设性的信息环境，自然会促进信息对话。不应该收到大量负面信息的干扰。否则救助人员可能会受到大量负面和不加批判的群体言论的影响而误以为这是一致性的敌对状况，扩大猜忌链，而影响救援活动。需要新技术来维护和促进参与在线讨论的积极因素，同时最大限度地减少因违反平台社区准则而产生的负面社会和心理影响的风险。
Civil Sanctuary 旨在通过促进在线社交环境提供能够支持国防部人道主义援助工作的技术，在这种环境中，使用多语言 AI 调解和审核系统。
该计划将利用计算对话和认知建模方面的进步来创建AI调解员，这些调解员可以通过观察人类专家来学习在线调解的最佳实践。然后，这些调解员将能够交互式地指导用户组以一种有益且富有成效的方式遵守社区准则。AI调解员可以鼓励用户对话中的积极行为规范。
AI 审核员将超越传统的内容审核功能，通常侧重于检测和删除有问题的内容。识别哪些信息属于虚假信息、欺凌和恶意言论是一项复杂而具有挑战性的任务，需要结合人类专业知识和先进的计算工具。一种方法是使用自然语言处理 (NLP) 和机器学习 (ML) 算法来分析大量文本数据并识别可能表明虚假信息、宣传或其他形式的恶意言论的模式。这可能涉及分析社交媒体帖子的内容、识别帖子的来源以及查看不同用户之间的交互以确定协调行为的模式。
通过这样做，该计划旨在创造一个更稳定和有益的信息环境，以帮助减轻有害的反应冲动，包括不加批判地接受和放大破坏性想法，以此作为维护群体一致性的一种手段。
关键词：多语言调解、内容审核
CHIPS
移动和电信市场的爆炸式增长推动半导体行业将数字、模拟和混合信号模块集成到片上系统 (SoC) 解决方案中。先进的硅 (Si) 互补金属氧化物半导体 (CMOS) 技术实现了这种集成，但也导致与设计和加工相关的成本上升。
异构微系统涉及多种类型组件的集成，例如传感器、处理器和电源，这些组件很难集成到单个系统中。每个组件都有自己的一套要求，要确保它们无缝协同工作可能很困难。比如：
设计优化：设计异构微系统涉及单独优化每个组件的性能，以及优化整个系统。这可能具有挑战性，因为一个组件的优化可能会对其他组件的性能产生影响。
制造可变性：由于制造过程的可变性，异构微系统的制造可能具有挑战性。制造过程中的可变性会影响单个组件的性能以及系统的整体性能。
测试和验证：异构微系统是复杂的系统，测试和验证每个组件和整个系统的性能可能具有挑战性。确保系统满足必要的性能要求可能既费时又费钱。
成本：将多种类型的组件集成到单个系统中可能会很昂贵，寻找降低设计和制造成本的方法是异构微系统开发的持续挑战。
CHIPS 计划目标是开发一套通用硬件构建块，可用于为各种国防和商业应用创建范围广泛的高级微系统。
CHIPS 的愿景是一个由离散模块化、可重复使用的 IP 块组成的生态系统，可以使用现有和新兴的集成技术将其组装到一个系统中。IP 块的模块化和可重用性将要求电气和物理接口标准被支持 CHIPS 生态系统的社区广泛采用。因此，CHIPS 计划将开发演示模块化集成电路 (IC) 设计所需的设计工具和集成标准，这些设计充分利用了 DoD 和商业设计和技术。
CHIPS 计划专注于开发异构集成和知识产权 (IP) 重用的新方法，这些方法可以更快、更高效、更具成本效益地开发高级微系统。异构集成是指将电子、传感器和光子等不同类型的组件组合到一个集成系统中的过程。IP 重用是指使用现有知识产权（例如软件代码、电路设计或系统架构）作为新产品开发起点的做法。
一种方法是使用新材料和工艺在晶圆级创建异构集成，从而允许将多个组件集成到单个芯片中。这涉及创建一个单一的多功能芯片，其中包含各种类型的组件，例如模拟和数字电子、光子学和传感器。这种方法允许创建可以执行多种功能的紧凑、高性能的微系统。
另一种方法是开发在包级别集成组件的新方法，这涉及将单个组件组装到一个包中，然后可以与其他包集成。这种方法允许在设计和组装微系统时具有更大的灵活性，以及使用现有组件（例如传感器或其他组件）并将它们与新组件组合的能力。
总的来说，这些新的设计和制造技术的目标是通过将多种类型的组件组合到单一的集成系统。为实现其目标，CHIPS 计划致力于多个研究领域，包括为异构微系统开发新的设计和制造技术，为不同组件之间的互操作性创建开放标准和接口，以及为 IP 重用建立新的商业模型和协同创新。
关键词：异构集成、通用硬件构建块
COFFEE
COFFEE 是COmpact Front-end Filters at the ElEment-level (元件级紧凑型前端滤波器) 的缩写。
有源电子扫描阵列( AESA ) 是一种计算机控制的相控阵天线，是用于军事和商业应用的雷达技术。其中无线电波束可以通过电子方式控制以指向不同的方向，而无需移动天线。在 AESA 中，每个天线元件都连接到计算机控制下的小型固态发射/接收模块 (TRM)，该模块执行天线发射器和/或接收器的功能。
AESA 动态重新配置雷达波束并在一定频率范围内进行通信的能力在拥挤的环境中尤为重要。这种多功能性仍然是军事行动的关键：抵抗信号干扰和拦截，同时能够映射、导航、传感、跟踪、可视化和为跨域操作创建高带宽数据链路。
COFFEE 是 DARPA 电子复兴计划 (ERI) 的一部分，该计划为期五年，投资 15 亿美元，旨在推动美国半导体行业的发展。该计划解决了 5G 时代及以后的通信革命的 ERI 重点关注领域。该计划旨在创建一类新的可集成高频滤波器，具有低损耗、高-功率处理和无缝均匀性。
COFFEE 计划将专注于创建一种可集成的滤波器技术，以在具有挑战性的 S 波段到 Ku 波段（即 2 GHz 至 18 GHz）频率范围内减轻干扰并最大限度地提高性能。这些滤波器不仅必须在广阔的频率范围内提取信号，而且必须在 18 GHz 半波长阵列间距（即 69 平方毫米，小于一角硬币的空间）内进行物理约束。这种新的滤波器技术将考虑每个元素的数字化进步——影响 AESA 的成百上千个微型天线元件中的每一个——对于在尺寸、重量、性能和互操作性方面面临越来越难以接受的权衡的高频系统。
该计划的主要重点领域将利用新兴的微电子材料、集成和设计来构建可集成滤波器，推动新型微型谐振器作为构建块。另一个前瞻性的重点领域围绕毫米波频率（在 50 GHz 下展示性能），目标是突破 18 GHz 的紧凑型谐振器的基本限制。
关键词：有源电子扫描阵列、电子复兴计划、紧凑型前端滤波器
未完待续…
附：DARPA简介
DARPA，全称Defense Advanced Research Projects Agency，也就是美国国防高级研究计划局。从历史起源来看，DARPA是典型美苏冷战的产物。苏联在1957年率先发射了人类第一颗人造卫星Sputnik 1，正式开启了太空时代。为了和苏联撸起袖子展开竞争，当时的总统艾森豪威尔在1958年2月7日，联合学术界、工业界和军方创建了DARPA。承诺从那时起，美国将成为战略技术意外的发起者，而不是受害者角色。DARPA 一直不辱使命，坚持一项独特而持久的使命：对美国国家安全的突破性技术进行关键投资。DARPA属于典型的军民融合机构，所以在DARPA成立的50多年来，投资的项目无数，而且相当多的项目都超出了军方的需求。比如我们现在熟知的ARPANET（互联网等等前身）、GPS、自动语音识别和我们前几期提到的波士顿动力的多足机器人都是DARPA投资的杰作。其实远不限于此，现代科技的任何一个角落，几乎都有DARPA的影子。《经济学人》称 DARPA 是“塑造了现代世界”的机构。
更详细介绍请参见：聊聊美国国防高级研究计划局正在投资的项目(一)