More information about the US Army Research Laboratory will be found at http://www.arl.army.mil/www/default.cfm Elenco delle tecnologie abilitanti di interesse nazionale; in corso di revisione facendo riferimento alle piu recenti indicazioni fornite a livello Europeo ed Usa sulle tecnologie strategiche Per la descrizione dei temi ONR si vedano le articolazioni dello “Strategic Plan” all’indirizzo http://www.onr.navy.mil/About‐ONR/science‐ technology‐strategic‐plan.aspx ARL Multiscale research in materials in extreme dynamic environments Metamaterials Electromagnetic materials Autonomous system research Innovative Explosive Device (IED) & landmine indication, location & protection Non‐lethal crowd control Indicare con la X settore di maggiore pertinenza e con un numero, in ordine di priorità ONR eventuali settori trasversali interessati (1,2,3) Assure access to the maritime battlespace Autonomy and unmanned systems Maritime Domain Awareness Expeditionary and asymmetric/irregular warfare Information dominance Information Analysis & Communication Indicare con la X settore di maggiore pertinenza e con un numero, in ordine di priorità eventuali settori trasversali interessati (1,2,3) N° 1 2 3 4 5 Macroaree strategiche Tecnologie abilitanti UAV e robotica Aumento dell'autonomia degli UUV (robustezza della piattaforma, autonomia navigazionale, gestione dell'energia, integrazione di sistemi di sensori e dati, embedded software, modelli per il comportamento collaborativo di sciami) UAV e robotica Bonifica di mine, counter IEDs, sistemi unmanned e robot 6 strutture e piattaforme Failure prediction • Manutenzione a distanza • Reti integrate di sensori automatiche a bordo • Sistemi avanzati di monitoraggio e prognostica incluse prestazioni di volo • Monitoraggio strutturale esterno/incorporato; • Valutazione Ingegneristica dell'integrità strutturale lungo l'intero arco di vita; • Progettazione tramite modellazione strutturale; • Modellazione e simulazione delle condizioni di sollecitazione/degrado strutturale lungo l'intero arco di vita; • Capacità di modellazione del comportamento sotto cimento (resistenza a fatica, vulnerabilità al fuoco, all'impatto, ecc.) • Progettazione ad hoc dei nuovi materiali (compositi, metamateriali, ecc.). • Tecniche di sagomatura del profilo esterno; • Corazze attive; • Protezioni in materiali metallici avanzati; • Protezioni in materiali compositi; • Protezioni in materiali ceramici; • Tecniche di protezione mediante EMP; • Tecniche di contenimento del danno agli occupanti; • Capacità di resistenza ai danni (resilienza); • Tecniche di controllo/riparazione del danno per materiali nuovi e convenzionali; • Tecniche di controllo/riparazione del danno per materiali nuovi e i li • Produzione di materiale composito con dielettrico • Trattamento delle Power projection and integrated defense 7 strutture e piattaforme Protezione delle piattaforme (survivability) (da mine, balistica) Counter mine Total ownership cost 8 strutture e piattaforme Tecnologie costruttive per la riduzione della segnatura (radar/IR/acustica) e della rilevabilità della piattaforma UAV/UCAV e nuovi sistemi CCD (Camouflage, Concealement, Deception) in ambienti rurali ed urbani strutture e piattaforme Stabilizzazione dei sistemi per armi di piccolo calibro Naval Warfighter Performance and Protection UAV e robotica Nuove tecniche di controllo di sciame di sistemi unmanned per la scoperta di minacce NBC UAV e robotica Tecnologie in supporto all'airworthiness, all'autonomia • Tecniche di realtà virtuale • Strumenti di progettazione integrata (link navigazionale ed al progetto di sistemi unmanned di tipo con requisiti) UGV/UAV/UUV/USV UAV e robotica Tecnologie per la robotica Robotics and robotic vehicles Perimeter Security Tecnologie strategiche Per UAV solo energia e sciami. • Per energia vedi item 32‐34. • Per sciame: vedi 45‐53 e 35‐40 9 superfici per assorbimento onde radar e acustiche • Produzione di processi per materiali compositi avanzati • Tecnologie per la misura rapida di LO incluso degrado della prestazione • Motori a bassa osservabilità (RF/IR) • LO Leading Edge / Trailing Edge • Sagomature stealth; • Metamateriali Radar assorbenti; • Trattamenti superficiali; • Metamateriali vibro/fonoassorbenti; • Tecniche di abbattimento/ camuffamento della segnatura acustica. High Power Electronics & Optics Platform design and survivability 10 strutture e piattaforme Tecnologie in supporto alla gestione dei payloads di UAV/UCAV e di UUV Power & Energy Platform Mobility 11 strutture e piattaforme Tecnologie per la riduzione degli oneri logistici finalizzate • Architetture Plug & Play e Plug &Fight • Gestione del costo del ciclo di alla capacità di rapido spiegamento di sistemi unmanned vita e logistica intelligente. Network science & technology ‐ coalition operations Enhanced Network Sensors Operational Environments Distributed Operations 12 sensoristica Battle damages assessment 13 sensoristica Nanotechnology Power and energy 14 sensoristica Biotechnology Survivability and Self‐ Defense Fleet/Force Sustainment 15 sensoristica Scoperta di dispositivi ed esplosivi nascosti con l'uso di tecnologie iperspettrali per applicazioni militari e di sicurezza Sensori (tecnologie per la scoperta ad es. sonar Tecnologie per la scoperta nel THz tomografici, sensori ottici, sensori chimici, ecc, trattamento dei segnali, immagini, data fusion ecc.) Sensori iperspettrali e multispettrali Miglioramento delle prestazioni dei sensori iperspettrali 16 sensoristica Sensori per scoperta di tipo stand‐off di minacce di tipo • Applicazioni on board • Implementazione di algoritmi più efficaci per il IED (Improvised Explosive Devices) e sistemi di fusione dati processing • Riduzione dei falsi allarmi provenienti da piattaforme multisensoriali Affordability, maintainability and Reliability 17 sensoristica Sensori radar, iperspettrali e multispettrali on board • Integrazione multi sensore • Sensori Multi‐iperspettrali • Multispettrale con laser range finder EO 18 sensoristica 19 20 sensoristica sensoristica Sistemi di elaborazione e fusione dati, data mining e data analysis provenienti da più sensori con capacità di interpretazione di tipo intelligence Sistemi di sensori RF&IR Tecnologie per il rilevamento, la scoperta, l'identificazione e l'inseguimento di bersagli a bassa osservabilità • Realizzazione in chipset modulari per riduzione pesi ed ingombri • Implementazione di algoritmi più efficaci per il processing, visualizzazione dati Integrazione multisensore • Riconoscimento identificazione ed inseguimento automatico del target • Sviluppo di rilevatori ad alte prestazioni e integrazione di sistemi 21 22 sensoristica sensoristica Sviluppo di Radar UWB, caratterizzazione ambiente e targets Inclusa nei precedenti 23 sensoristica Tecnologie di visione attraverso i muri Tecnologie innovative per la scoperta e classificazione di obiettivi remunerativi Sensori innovativi per applicazioni su sistemi unmanned con stazioni a terra o su navi di superficie/sommergibili Nota: l'elenco comprende soltanto le aree tematiche individuate dagli USA e pertanto non è esaustivo delle Key enabling technologis di interesse 24 della Difesa. A fianco sono indicate le 56 tecnologie abilitanti individuate nel documento di politica industriale emanato dai ministeri del Mise, 25 sensoristica Soldier / Vehicle Protection • Baie d'armamento flessibili • Piattaforme modulari con carichi intercambiabili • Sistemi automatici di guida per materiali paracadutati. • Strumenti di analisi della missione • Progetto degli Algoritmi per prevedere gli Effetti Sviluppo di sensori iperspettrali per la ricerca di esplosivi Capacità di controllo autonomo, gestione energia, integrazione sensoristica Tecnologie in supporto alla capability "sense & avoid" per • SW: algoritmi più efficienti • Consumo energia, riduzione dati e banda sistemi manned/unmanned Analisi e identificazione avanzate di segnature • Modellizzazione del target, simulazione e processing. • Classificazione radar/IR/Iperspettrale per l'identificazione di bersagli non degli emettitori. cooperativi, Automatic Target Recognition radar multifunzione radar multifunzione Nuove tecnologie dei radar multifunzione e delle antenne phased array attive Nuove tecnologie per la realizzazione di seeker a RF/IR su sistemi d'arma on board 28 radar multifunzione 29 sensoristica Nuove tecnologie per il miglioramento delle prestazioni della funzione di "moving target indicator and velocity extimation" Nuovi sistemi di guerra elettronica (Electronic warfare (ECM, ESM, ECCM) 30 sensoristica 26 27 Sistemi multifunzionali di disturbo nel dominio cyber e convergenza tra Electronic Attack e Cyber Attack • Sviluppo di T/R moduli WB, Multipack, gestione delle risorse RF • Nuovi materiali per T/R modules • Sensori elettro‐ottici con risoluzione spaziale alta • Radar con apertura multipla integrata (antenne multi funzionali) • Radar Bistatici • LIDAR • LF SAR • Data fusion • Algoritmi per velocizzare trattamento segnale e suo processo • Tecniche per la compressione dei dati • Integrazione dei sistemi di guerra elettronica in Radar Multifunction • passive detection • C‐IED • Laser di potenza DIRCM (direct infrared counter‐measures) • Advanced DIRCM • Tecnologie di intercettazione delle comunicazioni (CESM) 31 protezione Nuove tecnologie applicate alla protezione individuale e personale e difesa collettiva da minacce NBC NBCR • Tecnologie di decontaminazione a vuoto: tecnologie per la rimozione di agenti chimici da ottiche sensibili e altri strumenti non trattabili con aggressivi e/o umidità. Utilizzo di tecniche a vuoto ed elettromagnetiche. • Tecnologie per la produzione di assorbenti a base resino‐carboniosa (base di macroreticoli polimerici) per la protezione da aggressivi chimici degli indumenti. • Tecnologie per la produzione di tessili protettivi da attacchi BC mediante sovrastrati di elementi sferici protettivi (0.2 ‐ 0.4 mm diametro) da apporre allo strato esterno. • Tecnologie di laminazione incrociata di tessuti ad alta resistenza contro agenti BC 32 protezione Sistemi di filtraggio "low burden" personale e difesa NBCR • Tecnologie per sensori laser‐based per l'invio di luce pulsata verso particelle in sospensione nell'atmosfera (aerosol). • Tecnologie per la produzione di filtri ad imprinting molecolare (MI) in grado di costituire nano strutture con capacità di riconoscimento molecolare. • Strutturazione di materiali con recettori sintetici ad alta selettività chimico e biochimica. • Materiali a matrice con cavità permanenti in grado di complementare la struttura di molecole specifiche. • Tecnologie di filtraggio assoluto per la ritenzione di impurità (solide, liquide e radioattive). • Filtri a carbone per assorbimento di gas. • Tecnologie per la produzione di elementi filtranti multistrato: nanofibre in sandwich con substrati filtranti strutturati in network. • Tecnologie di spinning elettrostatico per la produzione di strutture filtranti a nanofibre da soluzioni liquide di polimeri. 33 propulsione • Gestione ciclo termico (variabile) • Tecnologie per utilizzare differenti combustibili • Veicolo tutto elettrico • Ruota elettrica automotrice 34 propulsione 35 propulsione Miglioramento della usability: modularità, propulsione (elettrica) e mobilità (ad es. tecnologia delle sospensioni attive per i veicoli ruotati e cingolati), robotica, trasportabilità aerea Nuove tecnologie aerodinamiche e propulsione per applicazioni su sistemi unmanned e sistemi energetici autonomi di peso ridotto • Nuova aerodinamica e riduzione peso • Nuovi materiali per le alte temperature • Tecnologie di attuatori piezoelettrici per controllo di flusso e di superfici adatti a piattaforme a bassa osservabilità. • Tecnologie e logiche Full Authority Digital Engine Control (FADEC), ECU (Engine Control Unit) dedicate a sistemi unmanned per la riduzione del peso della parte componenti ed accessori • Tecniche di predizione di fenomeni di flutter a bassa quota e bassa velocità basate su algoritmi genetici. • Tecnologie per il controllo del flusso dei gas delle turbine (manipolazione, switch dei flussi e attuatori meccanici) dedicate a piattaforme Unmanned HALE • Tecnologie abilitanti per lo sviluppo di palette di turbine a gas in materiali compositi per la riduzione di peso e segnatura termica in sistemi unmanned • Tecnologie per la caratterizzazione fisico‐chimica dei materiali energetici; • Tecnologie per il test e la valutazione delle performance dei materiali energetici; • Tecnologie per la dismissione motori a stato solido a fine vita a basso costo/basso impatto ambientale; • Modellazione; • energetici non aggressivi (non tossici, non inquinanti); • Materiali energetici ad alta densità di energia; • Propellenti solidi ad alto impulso specifico; • Polveri propellenti avanzate; • Propellenti a bassa vulnerabilità; • Inneschi avanzati (inneschi multipli,orientabili,modulabili); • Tecnologie dei composti esplosivi; • Teste in guerra innovative (effetto multiplo, nuovi principi, ecc.); • Esplosivi a bassa vulnerabilità. Tecnologie motoristiche per l'incremento della distanza e • Hypersonic speed • Motori ibridi • Sistemi di gestione intelligente della della durata delle missioni di sistemi unmanned potenza e dell'energia; • Sistemi portatili di stoccaggio e gestione dell'alimentazione energetica ‐ (micro reti indossabili, ecc.); • Sistemi di gestione energetica per sensori, display, sistemi di comunicazione, ecc; • Nuove tecnologie per la generazione e l'immagazzinamento dell'energia; • Tecniche di raccolta di microenergia "ambientale" (vibrazioni, dilatazioni termiche, movimento, ecc.); 36 network centric Data fusion da stand‐off detection, scoperta, protezione, warfare comunicazione e processamento di dati/segnali 37 network centric warfare network centric warfare 38 39 40 41 42 43 Nuove applicazioni web per l'utilizzo dinamico della rete internet per gli scopi la Difesa Standard di rappresentazione, protocolli per l'interoperabilità, common picture design (per la mutua comprensione situazionale), posizione geospaziale standard e tecnologie temporali network centric Studio per il miglioramento delle tecniche di data fusion e warfare di supporto alla gestione ed interpretazione delle informazioni acquisite network centric Tecniche di data fusion, data mining e data analysis warfare automatici per la raccolta di dati eterogenei provenienti da multipiattaforme sensoriali e da HUMINT • Energie alternative/nuovi sistemi di generazione (eolico, solare, ecc.); • Motori a combustione interna avanzati (prestazioni, affidabilità, consumi, leggerezza); • Celle a combustibile e loro applicazioni; • Batterie/Accumulatori/Pile; • Sistemi di generazione a bassa rivelabilità (acustica termica ecc ) • SW: algoritmi più efficienti • Consumo energia, riduzione dati e banda e più efficaci protocolli di gestione energetica • SW: controllo dei sensori e scambio di un elevato volume di dati • Geolocalizzazione con singola piattaforma o su multi‐piattaforma • Servizi web • Monitoraggio mondo civile ‐ COTS • Quantum information processing • Semantic web • Visualizzazione • Situational awareness • Misura della posizione anche in ambiente urbano e rurale Vedi item 35, 37 e 39 • Capacità di calcolo altamente performanti • Intelligenza artificiale per analisi e catalogazione dei dati caratterizzazione sorgente • Architetture resilienti e a minima trasmissione • Relazioni fra i dati • Integrazione multi sensore • Gestione errori ed incertezza network centric Tecnologie applicate al monitoraggio/controllo Vedi item 37 warfare automatizzato della posizione in teatro operativo degli assetti di forze amiche ed ostili sia in ambiente rurale che urbano network centric Capacità di detezione, classificazione e reazione all’attacco • Tecnologie di intercettazione delle comunicazioni (CESM) • warfare di sistemi netcentrici nel dominio cyber Riconoscimento dei protocolli di rete utilizzati (da datalink a transport i.e. 8012.11, GSM, UMTS, IP, TCP, UDP, etc; • monitoraggio dei segnali appartenenti alla rete alleata • detezione ed identificazione di segnali riconducibili ad un protocollo in uso ma appartenenti ad un trasmittente ignoto • analisi caratteristiche logiche dei protocolli (i.e. Andamento delle latenze, statistica di pacchetti ritrasmessi, etc.) e valutazione di discostamenti dalle condizioni di normalità • riconfigurazione della rete per inibire attacchi individuati modellizzazione e Man‐Machine Interface, ergonomia, integrazione uomo‐ • Capacità dei simulatori di avvicinarsi alla realtà • Computer Based simulazione macchina, fattore umano Training. • Tecnologie per sistemi di interfaccia uomo macchina basati su sistemi multi assiali con estensimetri complanari, ad assi specifici e con ponti a sensisitività migliorata stabili nel tempo al variare di temperatura, forza e cicli di applicazione. • Tecnologie per il riconoscimento e la traduzione automatica della lingua per il miglioramento delle interfacce uomo macchina in contesti multi nazionali basati ed interoperabilità semantica. 44 modellizzazione e Nuove tecnologie di image processing, pattern recognition • Gestione automatica della documentazione per la manutenzione e simulazione l'addestramento • Tecnologie di processamento immagini basati su metodologie fuzzy logic • Tecnologie di processamento immagini basate su Bayesian or belief networks e propagatori su reti a nodi variabili 45 modellizzazione e Strumenti di supporto al processo decisionale per l'esame simulazione del course‐of‐action, selezione, esecuzione di piani e capacità di supportare la ripianificazione dinamica durante una missione (forze, armamenti e logistica) (realizzazione ed utilizzo di ausili informatici per la modellizzazione di Intelligent Agents e di Computer Generated Forces.) modellizzazione e Simulazione distribuita Approccio alla progettazione di simulazione sistema basata su modelli Generazione automatica di codica e documentazione 46 • Tecnologie provenienti dal mondo commerciale per applicazioni multi giocatore applicate alla simulazione in ambito difesa • Tecnologie di tipo mash‐up per includere dinamicamente informazioni e/o contenuti provenienti da più fonti. Domain Specific Language (DSL) e tecniche e ambienti per la modellazione • Model Driven Architecture • meta‐modellazione di aspetti di dominio • modellazione architetturale e comportamentale con SysML • modellazione analitica con SIMULINK • trasformazioni model to model • trasformazioni model to text e generazione di codice, firmware • simulazione distribuita basata su HLA 47 microelettronica Nuovi dispositivi di potenza allo stato solido GaN 48 C4I Tecnologie per le comunicazioni satellitari • High throughput per le comunicazioni di lunga distanza robustezza • Telemetria, tracking & control • Allocazione dinamica delle risorse 49 50 C4I C4I Reti senza fili a banda larga Tecnologie per la gestione dello spettro e della banda • Interoperabilità • Reti MANET • Riduzione interferenze • RF stealth (controllo emissioni e gestione dello spettro) • CDMA • Frequency hopping (FDMA) cognitive radio: gestione dinamica e "smart" dello spettro e della banda • Algoritmi crittografici • Super resolution 51 C4I Link ottici a larga banda 52 C4I 53 54 C4I C4I 55 C4I Sistemi cripto per la trasmissione dati ad alta velocità Crypto: protezione e attacco 56 C4I Software Defined Radio Software Defined Radio • Comunicazioni on board (includendo doppio uso seeker/comunicazioni dell'armamento) • Mezzi trasmissivi guidati (e.g. fibre e microsfere) • Sorgenti e sensori Data link tattici • IP su TDL • Riduzione peso, volume, consumo • Gestione multicanali • BLOS (beyond line of sight) Fusione, ricerca, integrazione e riduzione dei dati Vedi item 35, 37 e 39 Nuove tecnologie per l'informazione, la comunicazione e la • Security nei domini strategici, operativi e tattici con reti di varia sicurezza (in supporto al multi‐level security) resilienza • Cyber: analisi di vulnerabilità • Cyber: attacco
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