El Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins (o simplemente Laboratorio de Física Aplicada , o APL ) es un centro de investigación afiliado a la universidad (UARC) sin fines de lucro en el condado de Howard, Maryland . Está afiliada a la Universidad Johns Hopkins y emplea a 8.700 personas en 2024. [2] APL es la UARC más grande del país. [3]
El laboratorio sirve como recurso técnico para el Departamento de Defensa , la NASA y otras agencias gubernamentales. APL ha desarrollado numerosos sistemas y tecnologías en las áreas de defensa aérea y antimisiles, guerra naval de superficie y submarina, seguridad informática y ciencia espacial y construcción de naves espaciales. [4] Si bien APL proporciona servicios de investigación e ingeniería al gobierno, no es un contratista de defensa tradicional , ya que es una UARC y una división de la Universidad Johns Hopkins. APL es una división de investigación y desarrollo científico y de ingeniería, más que una división académica, de Johns Hopkins.
La Escuela de Ingeniería Whiting de Hopkins ofrece programas de posgrado a tiempo parcial para el personal del laboratorio a través de su programa Ingeniería para profesionales. Los cursos se imparten en siete ubicaciones en el área metropolitana de Baltimore-Washington , incluido el Centro Educativo APL. [5]
La APL se creó en 1942 durante la Segunda Guerra Mundial bajo la Sección T [6] de la Oficina de Investigación y Desarrollo Científico como parte del esfuerzo del Gobierno para movilizar la experiencia en ciencia e ingeniería del país dentro de sus universidades. Su director fundador fue Merle Anthony Tuve , quien dirigió la Sección T durante toda la guerra. La Sección T fue creada el 17 de agosto de 1940. [7] Según la historia oficial [8] de la Oficina de Investigación y Desarrollo Científico, Científicos Contra el Tiempo , APL fue el nombre del laboratorio principal de la Sección T desde 1942 en adelante, no el nombre. de la organización en su conjunto. [9] El Laboratorio de Física Aplicada de la Sección T logró desarrollar la espoleta de proximidad de tiempo variable [10] que jugó un papel importante en la victoria aliada. [11] En respuesta al éxito de la espoleta, la APL creó el director de armas MK 57 en 1944. Satisfecha con el trabajo de la APL, la Marina le asignó la misión de encontrar una manera de anular las amenazas de misiles guiados. A partir de ahí, la APL se involucró mucho en la investigación en tiempos de guerra. [12] Se esperaba que APL se disolviera al final de la guerra, pero en cambio se involucró fuertemente en el desarrollo de tecnología de misiles guiados para la Armada. A pedido del gobierno, la Universidad continuó manteniendo el Laboratorio como un servicio público.
APL estaba ubicado originalmente en Silver Spring, Maryland, en un garaje de autos usados [13] en el edificio Wolfe en 8621 Georgia Avenue. [14] [15] APL comenzó a mudarse a Laurel en 1954, con la construcción de un edificio de dos millones de dólares y una expansión del ala de $700,000 en 1956. [16] El personal final hizo la transición a las nuevas instalaciones en 1975. [13] [17 ] Antes de mudarse a Laurel, APL también mantuvo la "estación Forest Grove", al norte de Silver Spring en Georgia Avenue, cerca del actual metro Forest Glen , [18] que incluía un túnel de viento hipersónico. La estación Forest Grove fue desocupada y demolida en 1963 y las simulaciones de vuelo se trasladaron a Laurel. En la década de 1960, APL construyó un autómata móvil llamado Johns Hopkins Beast .
El nombre del Laboratorio proviene de sus orígenes en la Segunda Guerra Mundial, pero las principales fortalezas de APL son la ingeniería de sistemas y la aplicación de tecnología. Más de las tres cuartas partes del personal son profesionales técnicos y el 25% tiene títulos en informática y matemáticas. APL lleva a cabo programas de investigación fundamental y aplicada; desarrollo exploratorio y avanzado; prueba y evaluación; e ingeniería e integración de sistemas.
Durante las décadas de 1950 y 1960, APL trabajó con la Marina de los EE. UU. en el Programa Operación Bumblebee en los sistemas de misiles tierra-aire Talos , misil Tartar , Terrier y RIM-2 Terrier . El siguiente proyecto de misiles RIM-50 Typhon , basado en misiles Talos y Tartar mejorados, aunque tuvo éxito, fue cancelado en 1963 debido a los altos costos y finalmente se desarrolló en el ahora conocido sistema de combate Aegis basado en un Terrier mejorado.
En 1990, APL se involucró en la Operación Tormenta del Desierto y participó en la Sala de Crisis del Golfo [ se necesita aclaración ], entre otros esfuerzos. En la misma década (1992), APL, junto con la Universidad Johns Hopkins, desarrolló un algoritmo que permitía el análisis automático de mamografías. [12]
En 1965, el ejército estadounidense contrató a APL para desarrollar e implementar un programa de prueba y evaluación para los sistemas de misiles Pershing . [19] APL desarrolló el Programa de pruebas operativas de Pershing (OTP), brindó soporte técnico a la Unidad de pruebas operativas de Pershing (POTU), identificó áreas problemáticas y mejoró el rendimiento y la capacidad de supervivencia de los sistemas Pershing. [20]
El moderno Laboratorio de Física Aplicada está ubicado en Laurel, Maryland , y abarca 461 acres con más de 30 edificios en el lugar. Existen campus auxiliares adicionales en las áreas circundantes. [21] El campus incluye múltiples espacios de innovación y colaboración de vanguardia, así como laboratorios e instalaciones de prueba de última generación. [22]
En 2021, APL abrió un centro de investigación interdisciplinario, conocido como Edificio 201, con 263,000 pies cuadrados de espacio, un auditorio para 200 personas y más de 90,000 pies cuadrados de espacio para laboratorios especializados. [3] El edificio también incluye un atrio de cuatro pisos lleno de luz natural, un Centro STEM y una combinación de 100 salas de reuniones, conferencias y auditorios. [23]
APL contrató a su primer gerente de sostenibilidad a tiempo completo en 2022. [24]
APL también alberga un programa de posgrado de Johns Hopkins en ingeniería y ciencias aplicadas, llamado Ingeniería para profesionales. [25] Los cursos se imparten en siete ubicaciones en el área metropolitana de Baltimore-Washington , incluido el Centro Educativo APL. [5]
STEM de APL incluye varias pasantías y programas, incluido el programa Maryland MESA, que es un programa extracurricular para estudiantes de 3.º a 12.º grado; APL STEM in the Community, que se centra en el alcance comunitario STEM; la Academia STEM, que es un programa de cursos extracurriculares para estudiantes de secundaria y preparatoria (grados 8-12); y el Programa Estudiantil para Inspirar, Relacionar y Enriquecer (ASPIRE) de APL, que permite a los estudiantes de tercer y cuarto año de secundaria experimentar y explorar carreras STEM antes de la universidad. [26] [27]
En el 80.º aniversario de APL en 2022, había cientos de proyectos que abarcaban las 12 áreas de misión del laboratorio, que se centraban en resolver problemas complejos de investigación, ingeniería y análisis que presentan desafíos críticos para los Estados Unidos. [28] Los proyectos abarcan desde aquellos en las áreas de trabajo más tradicionales de APL, incluida la defensa aérea y antimisiles, la guerra submarina, hasta proyectos más nuevos como seguridad nacional, inteligencia artificial y operaciones cibernéticas. [12]
APL tiene una lista de 12 "Innovaciones que definen", que incluyen los avances tecnológicos revolucionarios del laboratorio que han creado puntos de inflexión en la historia, incluidos Proximity Fuze , Transit , Tomahawk y Double Asteroid Redirection Test (DART). [29]
La Marina de los EE.UU. sigue siendo el principal patrocinador a largo plazo de APL. El Laboratorio realiza trabajos para la Agencia de Defensa de Misiles , el Departamento de Seguridad Nacional , agencias de inteligencia, la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada de Defensa ( DARPA ) y otros. El Laboratorio apoya a la NASA a través de la ciencia espacial, el diseño y la fabricación de naves espaciales y las operaciones de misión. APL ha hecho contribuciones significativas en las áreas de defensa aérea, ataque y proyección de poder, seguridad submarina , guerra antisubmarina, evaluación de sistemas estratégicos, comando y control, sistemas de visualización y información distribuida, sensores, procesamiento de información y sistemas espaciales.
APL ha construido y operado muchas naves espaciales, incluido el sistema de navegación TRANSIT , Geosat , ACE , TIMED , CONTOUR , MESSENGER , Van Allen Probes , [30] la misión New Horizons a Plutón , la misión Parker Solar Probe a la corona exterior del Sol. , [31] y ESTÉREO . [30]
A principios de la década de 1990, APL comenzó a construir sondas espaciales robóticas . Ganó el contrato para construir NEAR por un tercio del precio estimado por el Jet Propulsion Laboratory (JPL), proveedor tradicional de la NASA. La oferta de APL hizo que la NASA creara el Programa Discovery para solicitar propuestas competitivas para otras misiones. En 2019, la misión Dragonfly propuesta por APL fue seleccionada como la cuarta misión Nuevas Fronteras de la NASA . [32] [33] Dragonfly es un módulo de aterrizaje reubicable en una configuración de octocóptero X8 que explorará Titán , la luna de Saturno , volando entre sitios de aterrizaje para moverse alrededor de la superficie de la luna. En noviembre de 2021, APL lanzó la misión Prueba de redirección de doble asteroide (DART), que chocó contra el cuerpo más pequeño de un sistema binario de asteroides en septiembre de 2022 y fue la primera misión de defensa planetaria de la NASA. [34]
El asteroide 132524 APL recibió su nombre en honor a APL después de un sobrevuelo de la nave espacial New Horizons .
En 2014, APL hizo historia con el uso exitoso de la prótesis modular (un brazo y una mano articulados totalmente artificiales) por parte de un amputado bilateral a la altura del hombro . APL utilizó algoritmos de reconocimiento de patrones para rastrear qué músculos se contraían y permitir que las prótesis se movieran junto con el cuerpo del amputado. [35]
En 2016 se utilizó una tecnología similar para una demostración en la que un hombre paralítico pudo "chocar el puño" a Barack Obama utilizando señales enviadas desde un chip cerebral implantado . [36] La extremidad devolvía retroalimentación sensorial desde el brazo al cerebro del usuario. En 2023, APL anunció que los investigadores habían desarrollado uno de los dispositivos de refrigeración más pequeños, intensos y rápidos del mundo, el refrigerador termoeléctrico de película delgada portátil (TFTEC), y se asociaron con neurocientíficos para ayudar a los amputados a percibir una sensación de temperatura con sus miembros fantasmas. [37] La tecnología ganó un premio R&D 100 en 2023. [38]
APL investiga y produce vehículos aéreos no tripulados para el ejército estadounidense. [39] Uno de sus proyectos más recientes es un enjambre aéreo no tripulado que puede ser controlado por un solo operador en tierra. [40]
{{cite web}}: Falta o está vacío |title=( ayuda )Boeing y el Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins (JHU/APL) han demostrado que un operador en tierra, utilizando sólo un ordenador portátil y una radio militar, puede comandar un "enjambre" de vehículos aéreos no tripulados (UAV). A pesar del entrenamiento de vuelo limitado, el operador pudo conectarse con vehículos aéreos no tripulados autónomos, asignarles tareas y obtener información sin utilizar una estación de control en tierra. [...] Las demostraciones se llevan a cabo bajo un acuerdo de colaboración entre Boeing y JHU/APL, un centro de investigación afiliado a la universidad y una división de la Universidad Johns Hopkins que ha estado abordando desafíos nacionales críticos a través de la aplicación innovadora de la ciencia y la tecnología durante casi 70 años. Mantiene una plantilla de aproximadamente 5.000 personas en su campus de Laurel, Maryland.
39°09′55″N 76°53′50″O / 39.16528°N 76.89722°W / 39.16528; -76.89722