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DARPA新局长首次阐述机构发展重点

04月26日

2021年4月13日,刚上任不足一个月的美国国防高级研究计划局(DARPA)局长斯蒂芬妮·汤普金斯(Stefanie Tompkins),在参议院拨款委员会国防分委会组织的“国防研究与创新”听证会上,首次阐述了DARPA的三个发展方向——“对抗同级别对手”“为当前及未来的作战部队而创新”“促进美国的创新”,并提出了每个方向的发展重点。

一、对抗同级别对手

汤普金斯表示DARPA一直以来都在构思全然不同的作战场景来颠覆竞争对手的作战思维和战场决策,并利用动态、协调、灵活的非对称优势压制对手,重点包括:

(一)新作战架构

单一的武器平台和能力已无法满足当代战场需求,多武器系统组合下形成的高效且能迅速开发的作战架构是战斗能力的关键保证。在此背景下,DARPA主导实施“突击破坏者II”项目和“马赛克战”概念,以从根本上改变军队在设计、采购和部署未来系统的思维方式。

“突击破坏者II”主要寻求改变当前依赖特定部门、以平台为中心的常规杀伤链的作战样式,并作为一个分布式杀伤网络,执行快速组合、跨域杀伤链,为多域作战和对抗竞争对手国反介入/区域拒止提供技术基础。该项目利用先进建模和仿真环境对跨域作战架构进行分析,从而绘制未来战争场景。“马赛克战”概念将未来战场描绘成一个由低成本、低复杂系统组成的拼接图,这些系统以多种方式连接在一起,可创建适合任何场景的理想交织效果。

(二)响应式灵活太空作战

美国一直将国家安全太空(NSS)资产视为重要作战能力。传统的军事卫星被置于地球同步轨道上,以便为地球上的任何一点提供持续的任务支持,但在竞争日益激烈的太空环境中,这些昂贵且相对落后的系统越来越成为易受攻击的目标,一旦遭受破坏需要数年才能更新。

为此,DARPA借助商业力量构建低地球轨道高速网络骨干网,即“黑杰克”项目,在卫星平台总线研制、星间链路、频繁发射、星座管理等方面引入商业投资,研发小体积、小重量、低功率、低成本的低地球轨道卫星星座,以期将每颗卫星的设备制造和发射成本控制在600万美元左右,最终实现军方卫星有效载荷的高度网络化。

(三)揪出恶意网络攻击者

由于犯罪成本低,侦察难度大,缺乏端对端的问责制度等因素,网络攻击行为对全球稳定和安全发展造成了较大隐患,因此DARPA将识别网络漏洞并解决网络安全风险作为其主要工作之一。

DARPA发起“增强归因”项目,通过监控犯罪分子行为和生物识别的技术,快速追踪并揪出黑客或犯罪团伙,使对手的行动透明化。项目通过不断跟踪目标,创建一种“预测行为发展的算法”,帮助政府追踪犯罪分子,同时也可分析犯罪分子的攻击手法,找出可能的受害者并预测攻击者的下一个目标。

(四)高超声速

由于竞争对手国大力发展高超声速技术,不断追赶美国技术水平,因此该技术在美国防部中的优先发展级别较高。高超声速在进行远距离军事行动时,响应时间更短,效率更高,技术优势较为显著。为此,DARPA联手空军研究实验室实施“高超声速吸气式武器概念”验证项目和“战术助推滑翔器”项目,全面推进高超声速打击武器实用化发展进程。

“高超声速吸气式武器概念”验证项目作为X-51A型高超声速飞行器的后继,其目标是为发展一型射程925km、速度为6马赫的高超声速巡航导弹进行关键技术开发和验证,以提高第5代战斗机的反介入/区域拒止能力。“战术助推滑翔器”项目是DARPA资助洛马公司承研HTV-2高超声速巡航飞行器项目的后继,该项目旨在研发并演示验证一种空射、战术射程的高超声速技术演示验证飞行器,计划在2021年进行地面和飞行测试。

二、为当前及未来的作战部队而创新

(一)遏制新冠疫情发展蔓延

自2011年以来,DARPA生物技术办公室(BTO)便关注并资助DNA或mRNA基因疫苗的研发。与传统疫苗相比,此项技术在时效性、产能、运输和安全性方面具有显著优势,但其缺点在于,需要注射数剂才能形成抗体保护,这在一定程度上延缓了兵力部署并影响军力发挥。

DARPA在针对抗击新冠疫情的医学对策方面有若干研究项目。在新冠疫情出现之前,DARPA于2016年实施“Make IT”项目,通过设计与合成新型分子为下一代军用产品提供技术支撑;于2018年6月实施“等位基因和反应元素预先表达”项目,以开发普遍适用的医疗对策,暂时性调节人体的保护性基因活性;于2018年10月实施“加速分析发现”项目,期望通过加快高性能分子的发现和优化程序快速满足国防部需求。新冠疫情爆发后,DARPA进一步加强了与科研院校和创新企业的合作,并加快“流行病预防平台”(P3)等计划的进度,其主推和参与了多个新冠病毒疫苗和抗体的研发工作。

(二)延长救援“黄金时间”

作战人员受到重伤到确保其生存的窗口期为救援“黄金时间”,大部分情况下,该窗口期仅有一小时左右。为了提升作战人员的生存率,DARPA于2018年实施“生物停滞”项目,通过生物化学物质控制蛋白质消耗能量水平,使细胞活动接近停止状态,从而为救治伤患争取更多救援时间。

(三)服务受伤退役军人

为了帮助受伤和退伍军人恢复身体功能,DARPA于2014年,发起“假肢本体感受与触觉接口”计划,其目标是在数年内开发出先进的机器人手臂,帮助截肢者重新获得真实的触觉和运动感。此外,在33.7万名患有严重脊髓损伤的美国人中,退伍军人占比达13%。为此,DARPA于2020年10月启动为期5年的“BG+”计划,以开发新型智能和自适应神经接口,修复脊髓损伤。

三、促进美国的创新

(一)人工智能

DARPA当前正致力于第三代人工智能技术的研发工作。2018年9月,DARPA实施“下一代人工智能”计划,并表示将在未来5年向人工智能技术领域投入20亿美元构建能够进行类似人类交流和逻辑推理的人工智能工具。在此之前,DARPA还于2017年8月启动“保障自主”计划,通过改进无人机、无人车辆等自主无人系统的安全理念和计算方式,提高其安全性和学习处理复杂环境中各种变量的能力;于2018年7月发起“人工智能探索”项目,通过提供一系列投资机会加快新AI概念的开发速度。

(二)微电子

先进微电子设计、制造成本增加、复杂度提升等因素对美国国防经济和安全优势造成挑战。为此,2017年6月,DARPA发起“电子产业振兴计划”(ERI),着力促进先进新材料、电路设计和系统架构等方面的创新性研究。该计划将通过国防、商业和学术界之间的协作,加速电子技术及系统的生产力增长和性能提升,为国防部在雷达,通信和武器系统等方面提供技术支持。

(三)5G网络

新兴的5G移动无线网络技术有望大幅提高网络规模和速度,但目前5G技术仍存在透明性不足等缺点,这导致其难以被高效可靠地应用于国防领域。2020年,DARPA发起“开放可编程安全5G”项目,针对5G移动网络积极探索符合标准的开放式网络堆栈的开发,以进一步提升5G及下一代网络的安全性。

(四)量子信息科学

量子信息科学具体包括计算、通信和传感技术,但目前由于传感器技术瓶颈,这些技术仍不够成熟。DARPA近年来一直在围绕量子信息科学进行基础和应用研究,如小型量子便携式设备的研制,该设备即使在无GPS信号的情况下,也可在数周内保持时间和位置的高精准性。当前,量子信息科学研究仍是DARPA的难点。

(五)培育创新基地

一是为初创团队提供支持。2021年2月,DARPA进一步拓展“嵌入式创业”项目,为研究团队提供平均25万美元的资金,以帮助其聘用经验丰富的企业家或企业高管。此外,研究团队还可以获得商业化导师和DARPA过渡工作组的支持,该工作组包括100多家在规模扩张和供应链开发方面经验丰富的美国投资者和企业。二是加强与大学研究人员的联系。2020年9月,DARPA举办线上峰会以使参会者了解DARPA近期投资重点,以及获得项目投资的机会和渠道,此次会议吸引了来自全国126所学校的223名代表参加。三是发展下一代研究人员,如发起“联合大学微电子学”(JUMP)计划,此计划建立了一个由DARPA与工业界组成的联盟,联盟成员共同拟定重点研究领域,并为项目提供资金支持。

(来源:蓝海星智库,2021年4月25日)

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