林肯实验室技术人员获得五项2023 R&D 100大奖

　　不需要接触病人的超声波。一个基于网络的工具，为空军重新制定机组调度。保护敏感数据的加密硬件。世界上第一个用于量子网络的实用存储器。

　　这四项由麻省理工学院林肯实验室(MIT Lincoln Laboratory)独立或与他人合作开发的技术，获得了2023 R&D 100大奖。超声波技术还获得了一个特殊类别的二等奖，以表彰颠覆市场的产品。该奖项由《R&D World》杂志颁发，旨在表彰在过去一年中已投入使用或可供销售或许可的100项最重要的创新。这项全球竞赛由一个由科技专家和行业专业人士组成的小组进行评判。

　　“在过去的14年里，林肯实验室非常幸运地获得了86项R&D 100大奖。我们的非机密技术转型率仍然很高，我们的机密项目也有类似的高转型率。该实验室通过其成功的技术开发和转型，真正改变了世界。我们祝贺每一位参与者，”林肯实验室主任埃里克·埃文斯说。

　　非接触式超声医学成像

　　很多人都熟悉超声波的过程——超声医师将换能器压在病人的皮肤上并移动它，收集组织和器官的图像。虽然是一项成熟的技术，但超声波受制于超声仪的可变性，这使得它很难准确地比较重复的测量结果，并且由于需要与皮肤接触而受到限制。由于这些原因，磁共振成像和计算机断层扫描，尽管它们的成本高，缺乏便携性，仍然是疾病跟踪的主要成像技术。

　　用于医学成像的非接触式激光超声(NCLUS)克服了这些限制。这种皮肤安全的激光系统无需接触病人就能获得超声图像。它使用脉冲激光发射光能，光能在击中组织后转化为超声波。回波由激光多普勒测振仪检测并处理生成图像。该系统在人体上的激光定位可以精确地再现，从而消除了重复扫描的可变性。这种可重复性可以使超声波用于跟踪疾病进展，如肿瘤大小随时间的变化。

　　它的非接触式设计也为超声波开辟了全新的用途:“NCLUS可以成像烧伤或创伤受害者，手术中直接开放深层组织区域的患者，需要重症监护的早产儿，颈部和脊柱损伤的患者，以及远距离的传染性个体，”NCLUS的共同发明者罗伯特·豪普特说。

　　有了NCLUS，没有受过超声检查培训的医务人员就可以在医院外进行超声成像——在医生的办公室、家里或偏远的战场环境中。由于其在医疗成像行业的颠覆性潜力，NCLUS除了获得R&D 100大奖外，还获得了“特别认可:市场颠覆性产品”类别的R&D 100银奖。

　　这两个奖项由麻省总医院超声研究和翻译中心和Sound & Bright LLC共同获得。

　　机组调度优化器

　　美国空军有强烈的调度需求。它的c -17运输机机队在全球范围内运输部队和物资，去年飞行时间达到400万小时。直到最近，空军的飞行员，比如飞行员和装载员，还必须在白板上手动安排每架飞机的机组人员。

　　Puckboard改变了这一点。自80年前军事飞行调度开始以来，这一基于网络的应用程序首次提供了智能、训练信息调度，并将宝贵的时间还给了飞行员，让他们专注于他们的主要职责。

　　Puckboard的协作工具为调度人员提供任务建议，同时允许工作人员自愿参加最适合他们个人生活的活动。除了提供数字日历功能外，Puckboard还应用人工智能技术，考虑机组培训进度、飞行小时分布、避免资格过高和任务脆弱性等指标，以推荐最佳时间表。如今，Puckboard拥有2.4万名用户，并在87个中队安排了超过31.5万场活动。

　　“Puckboard的影响直接反映了所有贡献者所拥有的技能的广度和深度以及真诚的热情。从设计师、软件工程师、算法专家到现役中队和机组人员，一直到高级领导层，每个人都致力于通过提高飞行员的生活质量来提高美国空军的战备状态，”该项目的首席研究员迈克尔·斯奈德说。“日程安排是一个复杂的话题，在不确定的情况下变得更加困难，而这种努力证明了能够与合适的团队一起解决任何问题。”

　　该R&D 100奖由麻省理工学院、RevaComm、空军部-麻省理工学院人工智能加速器、空军第15联队、第60空中机动联队、第437空运联队、总部空中机动司令部、空军研究实验室、空军助理部长(安装、环境和能源)和雷声公司共享。

　　一种在无人平台上保护数据的设备

　　对于美国军方来说，无人系统的使用越来越多，以尽量减少对人类操作员的伤害。由于这些系统经常在空中传输敏感数据，它们的无线电组件必须得到国家安全局(NSA)的认证。多年来，这一认证过程一直是许多小企业和无线电技术和机器人领域的潜在创新者无法逾越的障碍，军方可能会从中受益。现在，这些开发人员可以使用林肯实验室开发的已经获得美国国家安全局认证的安全解决方案，该解决方案已经准备好投入并部署到各种各样的车辆和任务中。

　　安全/网络模块(SCM)端加密单元(ECU)是一种紧凑型设备，用于保护无人系统的战术数据链路。该模块通过整合多种网络安全技术来实现安全现代化，其中最引人注目的是一项名为战术密钥管理的技术，该技术可以动态建立用于安全通信的密钥。该模块是第一个为无人系统联合通信架构(JCAUS)中广泛的无人系统设计的加密设备，JCAUS是美国国防部最近的一项努力，旨在模块化无人系统无线电链路，并通过标准化功能和接口允许重新使用nsa认证的组件。

　　自交付以来，美国海军已授予战斧机器人公司一份全速率生产合同，为其爆炸物处理机器人提供SCM ecu。该项目的首席研究员Ben Nahill说:“虽然主要是为海军地面机器人开发的，但SCM/ECU对JCAUS的遵守确保了它非常适合机载和水下航行器。”

　　该奖项由太平洋海军信息战中心共享。

　　用于量子网络的可扩展光子存储器

　　在量子信息处理中，存储器接收并存储量子位(qubit)的状态，类似于普通通信系统或计算机的存储器如何接收和存储二进制状态的信息。内存使得在不同的系统之间可靠地发送和接收信息成为可能，即使在有损耗的传输链路上也是如此。林肯实验室的量子存储器是第一个在单个模块中结合了将独立量子系统联网所需的三种功能:光子接口，纠正丢失错误的方法，以及可扩展到单个模块中数十个存储器的架构。到目前为止，量子存储系统在这些能力中的一个或多个方面还存在不足。

　　“这个模块消除了将量子存储器部署到现实环境和测试平台中的许多障碍，并实际使用它们来开发新兴的先进量子应用，如分布式传感和网络量子处理，”本·迪克森说，他领导了这项工作。

　　光子接口允许量子比特通过光粒子(光子)在存储器和光纤网络之间传输。该实验室的量子存储器使用硅空位(SiV)钻石色中心，这是一种类似原子的结构，即使在单光子水平上也可以有效地用光操纵。这种SiV技术还可以纠正由低效和有损网络链路引起的信号丢失错误。因为它利用了单个原子色心，这项技术与高效的“预示”协议兼容，在这种协议中，一个信号确认了光子在网络上的成功传输，并将相关的量子比特存储在内存中。

　　SiV模块也是可扩展的。SiV存储单元集成到定制的光子集成电路中，这是一种能够发送和接收信号的技术，可以扩展到数百个并行通道。将这种集成方法与独特的封装架构相结合，实验室研究人员将八个量子存储器集成到一个模块中。额外的存储器可以集成到这个单一模块中，它可以与其他模块连接以进一步扩展。

　　除了这些获奖技术外，林肯实验室的其他五项技术还被评为R&D 100奖决赛入围者。2023年获奖者的庆祝活动将于11月16日在加州圣地亚哥举行。

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