DARPA“持续水生生物传感器”项目进入第二阶段

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来源：从心推送的防务菌

作者：防务君

将海洋生物作为传感器的构想

在海洋里活动的生物利用其身上的多种器官来感知周边环境的变化，它们借此提供了对水下世界的独特见解，而这些见解用人类传统工程技术是难以复制的。为了将这一现象转化为军事应用，美国国防高级研究计划局（DARPA）于2018年11月启动了“持续水生生物传感器”（PALS）项目，旨在开发新的能力，利用海洋环境中存在的生物探测、监测潜水器（如潜艇、无人水下航行器）和潜水员。

“持续水生生物传感器”（PALS）项目技术领域

这项工作的重点是描述海洋生物行为，以响应感兴趣的目标，并开发将生物体行为转化为国防部可操作信息的硬件、软件和算法。通过利用生物学的独特能力，包括适应、反应和复制。DARPA认为这项工作将使美国在有争议的水域中持续占据主导地位。这项研究的结果将提高美国海上活动的安全性，并为国防部海军作战提供新的传感模式，以补充美军当前在全球范围内传统上具有挑战性的地区使用的传感器技术。

“持续水生生物传感器”（PALS）项目过渡

根据美国国防部2020年2月对外发布的《国防部2021财年预算估算-国防高级研究计划局国防辩护书第1卷-国防部研究、开发、测试与评估》信息，“持续水生生物传感器”（PALS）项目在2020财年工作包括：

描述在更远的距离和更现实的环境中对目标和混杂因素的生物反应；
研究激发海洋生物生物反应的方法；
为持久性部署强化工程组件；
结合生物学和工程组件，开发完全集成的适航原型；
开发硬件和软件，以检测和分类生态系统风格的封闭海洋环境或开放水域的目标和混杂因素，分析结果，并通过卫星链接发出警报。

“持续水生生物传感器”（PALS）项目在2021财年计划工作则包括：

演示验证激发海洋生物生物反应的方法；
描述多种环境中生物反应的操作效用；
在更现实的环境中演示验证生物对目标和混杂因素的反应，具有更高的分辨力；
进行田野试验，以确定生物有机体的最大感应和反应传播距离；
在近岸环境中演示验证完整的端到端系统能力，通过适航原型对有人或无人驾驶载具进行检测、处理和近实时警报。

“持续水生生物传感器”（PALS）项目2021财年预算为2572万美元，比2020财年的2700万美元略有减少，反映了美国防部对小型项目的重新定价。DARPA于9月29日对外称，该项目已进入第二阶段。

“持续水生生物传感器”（PALS）项目

在第一阶段，研究小组证明，海洋生物能够感知到水下航行器（各种混杂体）在其环境中的存在，并通过输出信号或其他可观察到的行为作出反应。这就要求PALS项目的研究团队不仅要用恰当、独特、可测量的信号来识别生物体，而且还需要将感兴趣的目标信号与背景噪声区分开来。

在第二阶段，研究团队将开发人造探测器系统来观察、记录和解释这些生物体的反应，并将分析结果作为提炼过的警报传送给远程终端用户。完整的PALS系统将区分海洋目标载具和其他刺激源，如碎片和其他海洋生物，以限制误报信息的数量。通过将海洋生物与分布式探测系统相结合，PALS项目的目标是大大延长海底监视能力的寿命和范围。

负责PALS项目的洛莉·阿多纳托（Lori Adornato）

对此，DARPA生物技术办公室（BTO）负责PALS项目的洛莉·阿多纳托（Lori Adornato）博士指出：“因为海洋生物在它们的环境中无处不在，自我复制，并且基本上是自我维持的，以海洋生物为基础的传感系统将是考虑周全、具有成本效益的，并且能以最小的后勤占用量提供持续的海底监测。”

在实现这一目标的一个重要步骤中，DARPA已将第二阶段的合同授予四个独立的组织，以推进PALS概念：

雷声BBN公司正在研究鳄虾，用于被动双静态声纳系统；
诺斯罗普·格鲁曼系统公司也在研究鳄虾，将其发出的咔嚓声作为3D声学成像系统的输入脉冲；
来自佛罗里达大西洋大学的第三个团队使用歌利亚石斑鱼作为他们的生物传感器；
海军水下作战中心-新港分部是该项目的政府合作伙伴，利用生态系统方法确定无人水下航行器是否经过礁石。

洛莉·阿多纳托表示：“执行团队满足了第一阶段的指标，并表明有一条通向更具挑战性的第二和第三阶段指标的道路。我们很高兴能继续与这些有才华、有创造力和科学严谨的团队合作，以应对PALS项目概述的挑战。”

“持续水生生物传感器”（PALS）项目进度表

PALS项目的第二阶段预计将持续到2021年11月。

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