俄亥俄州赖特-帕特森空军基地 – Vladimir Tassev 博士在过去 25 年的大部分时间里为空军研究实验室 (AFRL) 研究晶体生长,并参与了超过 15 年的项目,这些项目涉及用于中长波红外 (MLWIR) 操作的激光源相位和准相位匹配 (QPM) 频率转换的新型非线性光学 (NLO) 材料的生长和研究。然而,直到最近,这位物理学家才做了一件别人认为不可能做到的事情,并获得了一系列专利。这位资深研究物理学家注重保护知识产权,除了发表文章和演讲外,在过去六年中还撰写了 16 项美国专利,还有更多专利正在申请中。其中 12 项专利可以归纳为优化的半导体异质外延生长:
无线电和激光路径无关通信实验 (RALPHIE) 是一颗立方体卫星,是空军研究实验室 (AFRL) 大学纳米卫星计划 (UNP) 资助的第 11 组卫星的一部分,被选中进行开发。RALPHIE 旨在通过飞行演示路径无关通信 (PAC) 系统(一种高吞吐量光通信链路,均由 Blue Cubed 开发)和 Amplified Space 的软件定义电源控制器 (SDPC) 充电控制器,打破立方体卫星数据吞吐量和电力系统 (EPS) 开发时间的障碍。RALPHIE 被设计为一颗 6U 立方体卫星,借鉴了 MAXWELL 和 SWARM-EX 立方体卫星的飞行传统。作为 UNP 的一部分,RALPHIE 将参加 2024 年 1 月的飞行选择审查,届时它有可能被选中发射。
AFRL 正在使用名为强化学习 (RL) 的机器学习工具来训练智能代理在环境中采取行动,目标是最大化整体长期回报。RL 基于操作性条件作用的心理学概念,例如,可用于通过正强化和负强化来训练狗。由于 RL 在具有高维状态空间、复杂规则结构和未知动态的环境中表现出色,因此在本项目中使用了 RL。使用传统的、强大的决策工具很难制定可靠且高性能的解决方案。然而,RL 已证明能够在从围棋等棋盘游戏、星际争霸等实时战略游戏到阿尔法空战等军事交战场景等突破性领域创造出优于人类的代理。
基质复合材料。该平台与光学显微镜和其他测试结合使用,以收集有关材料在应力下如何表现的信息。当前的微型拉伸平台会导致样品产生弯曲应变,从而破坏测试数据。项目目标是修改平台以减轻这种弯曲应变,从而能够收集准确的数据。为了实现这一目标,进行了广泛的测试以确定弯曲应变的原因。使用从这些测试中收集的数据,我们对平台进行了几次设计更改,并测试了两个不同的原型以减轻弯曲应变。这些设计更改导致引入样品的弯曲应变显著减少。这种减少将使 AFRL 能够收集更准确的数据,使他们能够使用该平台继续研究并为空军开发新的想法和技术。
本最终技术报告详细介绍了 AFRL 拨款 FA8750-18- 2-0122 下取得的成果。该项目的总体目标是开发一个基于忆阻器的神经形态计算硬件平台。在简要介绍背景和原理之后,介绍了技术方法。以下各节总结了设备、阵列和集成系统级别的研究成果。利用我们之前在设备开发和单晶体管单电阻 (1T1R) 阵列集成方面的成就,我们实现了全硬件忆阻多层神经网络,集成了用于并行图像和视频处理的三维 (3D) 忆阻器阵列,并构建了用于时间编码计算的新测试器。我们还开发了新的选择器设备,展示了单选择器单电阻 (1S1R) 阵列集成,展示了储层计算,并提出了扩散和漂移忆阻器的统一紧凑模型。
稿件收到日期为 2019 年 5 月 31 日;修订日期为 2019 年 10 月 30 日和 2020 年 2 月 5 日;接受日期为 2020 年 2 月 26 日。出版日期为 2020 年 4 月 6 日;当前版本的日期为 2020 年 6 月 18 日。Andrea A. Chiba 的工作部分由 Irina Merzlyak Russell 和千叶实验室 (NIMH) 资助 (拨款 R01MH110514-02),部分由 Wiles 实验室资助,部分由学习时间动态中心 (NSF SMA) 资助 (拨款 1041755)。Jeffrey L. Krichmar 的工作部分由国防高级研究计划局 (DARPA) 通过空军研究实验室 (AFRL)(终身学习机器:L2M)资助 (合同 FA8750-18-C-0103),部分由空军科学研究办公室 (AFOSR) 资助 (合同 FA9550-19-1-0306)。(通讯作者:Jeffrey L. Krichmar。)
Jonathan P. Vernon 博士被公认为国防部在减轻定向能武器 (DEW) 影响的材料领域的领先主题专家之一。他的工作促成了新颖的研究能力的建立,并发明了用于空中、人员和空间系统的新型反定向能武器生存能力选项。他开发了几种最先进的实验室能力,既可以基于物理评估结构部件的敏感性,也可以设计创新的硬化材料来对抗高能激光武器。由于他的努力,建立了首个快速加热材料研究实验室;AFRL 材料和制造理事会内闲置的光学涂层基础设施得以恢复活力;最后,开发了用于发现 CDEW 应用的数据科学、人工智能 (AI)/机器学习 (ML) 能力。
作为您新的 HPC 中心副主任,首先,我要感谢我们的主任 John West 为我提供这次为该计划服务的机会,并感谢我的前任 Bobby Hunter 在任职期间为 HPCMP 做出的贡献。Bobby 对中心的管理堪称典范,毫无疑问,他将继续以 ERDC DSRC 主任的身份继续出色工作。在为该计划服务了 17 年后,我很荣幸也很兴奋能够担任这一职务,与我们的用户、中心以及该计划的许多组成部分合作,共同完成 HPCMP 的使命和目标。HPC 系统的采购和部署是一项复杂的业务,我们已经开始了一个新流程,以确保我们的用户尽快收到最好、最新的超级计算机。这一新流程用于技术插入 (TI) 流程,TI-13 为 AFRL 和海军 DSRC 带来了三台新的 Cray XC30 系统,总共 2.7 petaFLOPS 能力:
审阅人 Mary Albrecht 中尉。空军研究实验室空间飞行器理事会热推力负责人。科罗拉多矿业学院机械工程学士。 Jonathan Allison。空军研究实验室空间飞行器理事会综合结构系统团队负责人。麻省理工学院航空航天、航空和航天工程硕士;莱斯大学机械工程学士。 Emi Colman。Axient 初级系统工程师支持 AFRL/SSP。密歇根理工大学机械工程学士。 Derek Hengeveld 博士。Redwire Space 高级工程师。普渡大学机械工程博士;南达科他州立大学工程硕士;南达科他州立大学机械工程学士。 Henry Pernicka 博士。密苏里科技大学航空航天工程教授。普渡大学航空航天工程博士。 Ian Williams。密苏里科技卫星研究团队 (M-SAT) 热子系统负责人。密苏里科技大学学生。