施設の焦点：米国陸軍エンジニア研究開発センター

1998年に設立された米陸軍工兵研究開発センター（ERDC）は、米陸軍工兵隊の研究機関です。 ERDCは、革新的な作業契約を通じて、兵士、軍事施設、土木工事プロジェクト（水資源、環境ミッションなど）だけでなく、他の連邦機関、州および地方自治体、米国産業を支援するための研究開発を行っています。

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ERDCは、土木および軍事工学、地理空間科学、水資源、および環境科学の問題の解決に役立ちます。設備はスーパーコンピューターから物理モデルまで多岐にわたります。センターのCrayXT3およびXT4スーパーコンピューターは、世界で最も強力で最速のスーパーコンピューターの1つであり、1秒あたり3.5兆回の計算を超える機能を備えています。

ERDCの7つの研究所は、エンジニアと科学者の統合チームとして機能し、北極圏の気温や砂漠の砂地での車両の移動性から、湿地の保護や砲弾の正確な位置の特定まで、幅広い科学技術の問題に取り組んでいます。

研究開発は5つの主要な分野で行われています：

1。軍事工学

軍事工学は、軍隊の保護と機動を可能にする技術と能力を戦闘機に提供します。この分野では、遠隔地に適切に配備できる、斬新で軽量、迅速に構築された保護システムを開発しています。これらの革新的な保護システムの研究開発から、現在の保護姿勢の迅速な評価を可能にするだけでなく、攻撃に対する防御を強化するための強化された設計を提供するために、生存性決定支援が開発されました。

研究者は、構造物の爆風の断片化と軽減の特性を明らかにするための高度な数値手法を設計し、世界中の建築資材の種類に基づいて兵器システムの効果を評価しました。防衛省（DOD）のハイパフォーマンスコンピューティング（HPC）機能を使用して、研究者は、複雑な地理環境でのセンサーパフォーマンスを評価するための物理ベースの数値シミュレーションと、有人および無人地上車両のパフォーマンスの評価を可能にする高度なシミュレーション機能を開発しました。

研究者は、劇場への立ち入りと操縦に使用される重要なインフラストラクチャの監視と評価を可能にするセンサーモダリティを調査しています。

2。環境の質と設備

この分野のアプローチは、科学技術を進歩させて活用し、陸軍の準備と運用の成功に対する構築された自然環境の長期的な貢献を最大化することです。ソリューションは、軍の土地、範囲、インフラストラクチャのライフサイクル管理のための持続可能で費用効果の高いアプローチに焦点を当てています。

テクノロジーは、戦闘機の訓練体験を向上させ、訓練用地の制限を減らし、兵士の安全性を向上させ、エネルギーや水などの限られた資源の効率的な使用を提供し、地域や地域のコミュニティとの持続可能性計画を促進します。

3。土木と水資源

この分野は、国の水資源の課題に対して環境的に持続可能な解決策を提供し、安全で回復力のあるコミュニティとインフラストラクチャを提供するのに役立ちます。テクノロジーは、予想される気候変動や土地利用の変化、外来種の侵入、人口動態の変化、老朽化し​​た構造に直面しても、既存の水資源インフラストラクチャを持続的に管理するのに役立ちます。

ツールとリソースは、水路での商業航行交通の流れを改善し、水門を再構築して水路を維持し、洪水による生命と財産への損害のリスクを減らし、魚と植物の生命を保護します。

4。地理空間研究とエンジニアリング

Geospatial Research and Engineeringエリアは、データ、分析ツール、情報、および意思決定フレームワーク機能を提供して、戦闘機の戦場環境の状況認識を保証します。兵士に情報の優位性を提供するため、兵士は、人員、プラットフォーム、センサー、およびシステムに対する戦闘空間環境の影響を正確かつ迅速に測定できます。研究には、信号とセンサーの現象学、地理空間と時間の情報、地理空間の推論、画像と地理データの科学のための地形分析が含まれます。

5。設計された回復力のあるシステム

Engineered Resilient Systems領域は、高度なエンジニアリング技術と高性能コンピューティングを組み合わせて、買収プロセスの初期段階で検討された設計オプションを大幅に拡大する概念とツールを開発します。技術により、数か月ではなく数時間で生成できるトレードス​​ペースが生まれ、従来の方法で作成されたものよりも数千倍大きく、数百倍正確になります。

設計にも復元力があります。システムは信頼性が高く、将来のミッション目標を達成するために簡単に変更でき、予測可能なライフサイクルを備えています。研究は、固定翼機、回転翼航空機、地上車両、および船の分析に適用されています。

テクノロジー

エンジニアは、建物を作成できる3Dコンクリートプリンターを発明しました。セメントペーストなどの均質な材料やコンクリートなどの不均質な材料など、複数の異なる材料で印刷できます。アディティブマニュファクチャリングプロセスを使用して、劇場で半永久的な構造を「印刷」します。遠征構造物の自動建設（ACES）は、合板建設と比較して、出荷される建築資材を半分に削減し、建設要員の要件を62％削減する可能性があります。

陸軍はリスク評価を実施して、軍事関連化合物（MRC）の安全レベルと浄化目標レベルを決定します。 ARAMS™は、適応性の高いコンピューターベースの動的モデリングおよび分析システムであり、測定または予測された曝露データを使用して、将来または時間とともに変化する人間および生態系の健康リスクを評価できるため、コンプライアンスと維持のためにサイトを管理する人々にとって不可欠なリソースになります。 ARAMSは、スクリーニングや包括的なリスク評価など、サイト固有の評価を実施するためにも使用できます。

計算テストベッド（CTB）は、3D物理ベースの高忠実度モデルのスイートであり、複雑な環境で表面および表面近くのオブジェクトを検出するときに、現在および将来の力センサーシステムのパフォーマンスを予測および改善します。 CTBは、ユーザーが電磁スペクトルで動作するセンサーによって検出されたシグネチャの背後にある地球物理学的現象を理解するのに役立ちます。これは、環境で動作している物理プロセスと、これらのプロセスがパッシブおよびアクティブのセンサーモダリティによって検出されるシグネチャにどのように影響するかをモデル化します。

建築構造物内に配置されたインテリジェントな暖房、換気、および空調（HVAC）システムが開発されました。センサー（または人間のオペレーター）が「インシデント」を検出すると（たとえば、汚染物質が検出された場合、または汚染物質の導入に関連する可能性のある構造に予期しない違反が発生した場合）、HVACシステムは構造の気流を再計算します。新しく再計算された気流が必要な場合、システムは、構造を通る気流を変更することによって、構造の居住者を空気中の汚染物質から保護します（たとえば、エアダクトのシャッターを閉じる、ファンを上げる、または気流をスタンバイろ過システムにリダイレクトする） 。

研究者は、廃液で加熱された空気の流れを利用して、廃液から飲料水を抽出するシステムを開発しました。このシステムは、乾燥剤を利用した加速蒸発プロセスを通じて、廃水、ブライン、スラッジなどの廃棄物から水蒸気を効率的に捕捉します。

チームは、電子コリメーションを使用して方向検知を提供するポータブル放射線検出器を開発しました。この技術には、水域に浮かんでいる隠れた、埋められた、または沈められた放射性物質をすばやく見つけるなどの用途があります。プロトタイプセンサーは、電子コリメーションが小型で軽量のフォームファクターで、優れた信号対雑音比で可能であることを示しています。

危険でアクセスが困難な場所向けの高空間分解能、高感度の圧力検知システムは、5 mWの出力を備えた可視光レーザー光源と、センサーマトリックスに量子ドットが埋め込まれたナノコンポジット圧力センサーで構成されています。圧力下では、センサーマトリックス内の量子ドットはレーザーで照射されると蛍光を発します。分光計は蛍光信号を検出し、それらをデジタル形式に変換します。次に、データプロセッサは実際の蛍光強度比を計算し、結合されたデータベースの強度比および圧力値と比較します。

技術移転

ERDCの研究開発技術移転局は、研究開発技術と製品の民間部門への移転を監督しています。

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