【军事文摘】DARPA加强管理与技术创新 助力第三次“抵消战略”
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DARPA加强管理与技术创新
助力第三次“抵消战略”
齐卓砾 谢冰峰 冯靖 魏俊峰
本文由军事文摘(mildig)授权转载
刊载于《军事文摘》2016年第6期
国防高级研究计划局（DARPA）是引领美国国防科技创新的核心机构之一，自1958年成立以来，采取灵活的组织管理方式，持续推进前沿技术研发，为防止对手技术突袭、确保美军技术领先作出了突出贡献。近年来，DARPA通过一系列调整改革强化业务管理，提升技术创新能力，为正在实施的美军第三次“抵消战略”提供强有力的支撑。
《国家安全突破性技术》报告
完善内部组织管理，保障创新顺畅开展
近年来，DARPA从把握技术发展趋势、强化协同研发以及加强总体统筹协调三个方面调整机构设置，不断加大机构改革力度，有力地组织和保障了国防科技创新活动的开展，为美军第三次“抵消战略”的贯彻实施提供助力。
捕捉技术发展趋势，增设生物技术领域办公室。生物学的持续发展，已使其由一门边缘科学，变成孕育未来军事技术的核心科学之一。DARPA敏锐地把握生物技术发展趋势，将生物技术领域研究从国防科学办公室剥离，在2014年创建生物技术办公室。
为吸引科研人员参与生物学与技术交叉领域的前沿创新研究，DARPA生物技术办公室调新建立了一套简化的项目申请流程，剔除项目申请过程中的繁文缛节，研究人员只需提交2页申请材料，阐述其研究思想与理念，就可能获得最高70万美元的初始资助。
该办公室成立以来，积极开展神经、认知、脑科学等领域研究，取得一系列显著成果。例如，DARPA公布的2015年“最受关注的十大国防科技项目”中的“电子处方”项目，融合了生物学、工程学、计算机科学、传感器设计和神经系统学等多个学科，开发的系统可通过调节人体外围神经活动，实现身体和精神创伤的自我治愈的效果，在神经调节疗法方面有很大突破，受到美国政府高度关注。
在DARPA自主资助下，仿生手臂的研制有很大进展
此外，DARPA在仿生手臂方面的研究，已经从肌电图电极传输信号控制义肢发展到通过大脑植入技术用脑电信号驱动义肢，目前该技术已在患者身上进行测试。另据DARPA局长普拉巴卡尔透露，2015年3月，一位瘫痪人士成功运用意念在飞行模拟器上操控了一架F-35和一架单发飞机；2015年9月，DARPA在未来技术论坛上展示了一名28岁瘫痪男子通过机械义肢感知到物体，而义肢的每个手指都能产生触觉。2016年，参与DARPA增强认知项目的霍尼韦尔公司公开披露其将大脑作为计算机接口，成功试验用神经控制测试机飞行。
加强军种协同研发，设立专项计划及技术转移类办公室。DARPA除了通过合作研究项目加强与各军种实验室的沟通与合作之外，还通过设立专项计划及技术转移类办公室，协同军种促进某一特定领域关键技术的发展及转化。
如为响应国防部的“航空航天创新倡议”，2015年，DARPA与美国空军、海军联合建立了航空航天计划办公室。该办公室主要负责设计和验证第六代战机的相关先进技术，确保美军在未来战争环境中保持空中优势。
此外，为做好技术成果的进一步研发和快速转化，DARPA还针对其“远程反舰导弹”项目与美国海军、空军联合组建了远程反舰导弹部署办公室。按照国防部的要求，在2016年8月之前该项目转移给美国军方，并在此后2～3年内装备空军B-1B轰炸机、海军F/A-18E/F“超级大黄蜂”战斗机，满足美国太平洋司令部军事能力提升及战略部署的迫切需求。为做好项目对接工作，2016年初海军新成立的“海事加速能力办公室”将“远程反舰导弹”项目作为第一批重点项目推进，以加快新型武器系统部署进程。
B-1B正在试射“远程反舰导弹”
加强总体统筹协调，重视增加具备一线作战背景的高学历人才。2016年初，DARPA机构做出重大调整，在局长办公室增设了1名参谋长。首任DARPA参谋长为宇航工程和系统工程领域博士，他曾在空军服役25年，任职空军科学、技术与工程助理部长帮办和办公室军事帮办。该参谋长职位主要负责为局长和副局长实施战略统筹和管理提供支撑，评估预期和现行项目的技术水平与风险，并对整个DARPA的规划编制与业务运行提供指导、监督和协调，提高资源投入的整体效益。
除此之外，近两年内DARPA局长办公室还设立了4个局长特别助理。特别助理均为高学历人才并参加过实战。其中，海军局长特别助理获得两个硕士学位，专业背景为工业工程、作战研究、国家安全与战略研究，曾在多只舰艇上服役，指挥过“卡尼”号驱逐舰。空军局长特别助理有工商管理和战略研究两个硕士学位，并曾在空军和陆军院校进修，是特级飞行员，拥有超过2100小时的F-16“战隼”、F-35A“闪电”Ⅱ等战机的飞行经验。陆军局长特别助理也取得了两个硕士学位，专业背景为军事科学、联合战役规划和战略，并曾在阿富汗和伊拉克驻军服役，担任过多种参谋和指挥官职务。海军陆战队局长特别助理为硕士学位，专业背景为国际关系、国家安全与战略研究，曾派驻冲绳、伊拉克、法国等国家，担任过海军陆战队作战实验室计划主管和分舰队指挥官。
强化前沿技术发展，保持技术领先优势
为深入贯彻第三次“抵消战略”，DARPA进一步强化前沿重点领域的技术研发工作。2015年3月，DARPA发布《国家安全突破性技术》报告（该报告每两年发布一次），明确未来技术发展方向。综合该报告及近期项目技术研发情况，DARPA主要在以下几方面持续发力，支持美国继续巩固保持其世界领先地位。
摈弃复杂军事系统，开发全新创新能力。根据第三次“抵消战略”的指导思想，DARPA开始对美军现有的复杂军事系统进行重新评估和考量。目前，DARPA主要致力于促进提高武器系统模块化程度，使其更易升级和改进，加快突破性军事技术集成，确保海陆空、太空和网络空间的优势，在不依赖GPS的情况下，改善定位、导航和授时性能，增加防恐能力。如DARPA正在开展“体系集成技术与试验”项目，旨在发展和演示一种新的作战概念，即通过创新的体系架构，把空战能力分散部署于大量可互操作的有人和无人平台上，以提升美军的空中优势。DARPA战略技术办公室主任表示，预计未来的武器系统都将采用开放式模块化设计。在GPS系统威胁日益增多的背景下，DARPA正研发一项革命性新技术——“全源定位与导航”，可在无GPS信号区域或干扰环境下照常提供实时位置跟踪服务，并降低导航设备的能量消耗。该设备将具有自校准陀螺仪、加速计和时钟。DARPA还启动了“机组工作驾驶舱内自动化系统”项目，该项目为一套嵌入式、可调节、可移动套件，旨在在有人驾驶飞机上改造与集成自动化系统，使飞机实现高度自动化，减少对机组人员的依赖。
发展网络空间技术，掌握战场信息优势。在当今信息技术飞速发展、全球化趋势日益加深的环境下，如何继续主宰和保障信息安全，是美军面临的重大难题和威胁。DARPA利用大数据工具提取有效信息，确保做出关键决策所使用的数据和系统值得信赖；研发自动网络防御能力和方法，用于创建从根本上更安全的系统。DARPA还通过网络数据，在确保国家安全利益不受损失的前提下满足不同层级的隐私性的要求。DARPA正在启动一个名为“布兰戴斯”的保障私有数据网络安全项目，旨在保护个人隐私和企业专有信息，并构建相应隐私保护信息系统。DARPA还启动了为期4年的“创建资源自适应软件系统”项目，研究可使软件系统和数据库有效运行超过100年的计算理论和算法。预计该项目将大幅提高软件弹性、可靠性和可维护性，并降低成本。
推进生物技术研发，挖掘潜能改造世界。为利用神经科学、免疫学、遗传学及相关领域的突破性技术，DARPA在第三次“抵消战略”出台同期成立了生物技术办公室，促进DARPA以生物学为基础的创新型项目发展上升到新的台阶。2014年以来，DARPA在该领域主要着眼于加快合成生物学进程、控制传染性疾病扩散速度以及掌握新的神经技术等。如DARPA的“有针对性的神经可塑性培训”项目将探索通过刺激大脑周围神经增强大脑的学习能力。此前，这一直被认为是大脑独自控制的领域，DARPA的研究成果将颠覆这一观念。DARPA正在试图利用基因工程打造下一代的“超级战士”，通过改变美军士兵的基因代码来提高作战能力，使其变得强大、智能、专注，甚至具备一定的肢体再生能力，并且缺乏情感共鸣，以此获得战场优势。此外，DARPA还在研究开发星球改造技术，有望未来在火星引入多种生物体，使火星表面适合人类生存。
加强基础领域研发，不断拓展技术前沿。DARPA一直以来的核心工作是攻克那些表面上看来无法逾越的物理学和工程学难题，一旦实现突破，就可以直接将具备颠覆性的新技术、新能力用于国家安全需求。为巩固这一专业领域优势，DARPA通过应用复杂数学算法，发明新的化学过程、工艺和材料，利用量子物理等方法获取新能力等，不断拓展研究领域。2015年初，DARPA宣布启动“换能材料”项目。该项目的潜在应用领域包括提高热电材料领域的能量转换效率，增强传感器、驱动系统、微功率发电机、微波等。DARPA国防科学办公室于2015年6月发布广泛机构公告，征询与国家安全和国防相关的物理学和工程领域的开拓性研究概念，以便从中确定并发展高风险、高回报的研究项目。如物理学的新兴量子科学、独特分子的合成工艺等；数学中的电磁建模与仿真新方法、新型计算能力发展重大概念、扩散多种不确定信息源等；新材料领域中的工作温度可调的热电材料、多铁性材料、强大梯度功能材料等。
此外，DARPA还在其具有传统优势的航天领域继续深化。DARPA将于2016年启动5个新航天项目：雷达网，设计立方体卫星的轻型、低功率、宽频带通信天线；“印记”项目，研发用于空间作战管理的指挥控制系统；先进空间推进技术，探索新型推进剂、在轨发动机设计和技术；太空光学孔径自组装；地球同步卫星机器人服务，实现地球同步轨道机器人在轨操作航天器任务。
广泛聚合社会力量，打造创新生态系统
DARPA作为国防部内具有特殊作用的部门，其关注对象是未来长远的军事能力。因此，在需求形成、技术突破、项目研究等方面非常重视挖掘整个社会的智慧创意，通过灵活多样的技术活动，汇集全社会力量推动创新。
公开征集创新创意，促进万众创新。为加强与军种、高校、企业等社会各界的密切联系，较大程度的调动全社会参与创新的积极性，DARPA通过举办各类工业日、开放日、提议日、发布综合性部局通告等活动，面向全世界公开征集最新创意。2013年11月6日，DARPA在弗吉尼亚州阿林顿市举行“试验型空间飞机”项目工业日，向工业界征求项目制定和实施的技术方案或构想。2016年4月20日～21日，DARPA战术技术办公室举行第四次年度提议日，寻求军事系统技术和原型设计方面的建议。社会力量的广泛介入，为DARPA提供了源源不绝的创新创意，有力支撑了DARPA技术研发活动的开展。
通过组织各类竞赛，促进快速创新。DARPA擅长制度创新，在政府机构中举办各类大奖赛，激发全社会开展技术创新的热情，吸引社会各界广泛参与创新实践。为了更好地面向全社会发布信息，美国政府特别设立由联邦勤务总署管理的Challenge.gov网站。截至2015年5月，这一网站发布了413项大奖赛信息，涉及奖金超过1.2亿美元，参与人员超过10万人，网站访问量超过350万次。
DARPA多次举办机器人大赛，从民间寻找创意与人才
DARPA的每次竞赛活动都有明确主题，意图解决技术领域难题，如2016年3月23日DARPA宣布举办无线频谱协作挑战赛，主题是开发无线频谱协作技术，解决当前无线电频谱资源日益紧张的难题。该挑战赛将在2017年正式开展，共分为三个阶段，每个阶段持续一年。大赛最高奖金为200万美元。
广泛开展“众包”活动，促进协同创新。“众包”是信息时代产品设计模式的一次深层次变革，它依托虚拟的开放式协同工作环境，利用“社会智慧”，更好、更快、更有效地获取创新设计方案。DARPA是较早开展“众包”尝试的军事科研机构，它将“众包”作为重点研究领域之一，加以系统应用，调动多方力量，促进协调创新，已取得显著成效。
DARPA通过“众包”模式研发出XC2V越野车
早在2009年，DARPA就通过“搜索红色气球”活动，探索解决如何让社交网络迅速动员起来、如何处理社交网络中产生的信任危机等问题。随后，又采用“众包”模式成功完成“试验性公众创造的作战支援车辆”——XC2V原型研发，从车辆设计到完成原型花费了不足半年的时间。2011年10月，DARPA实施了“众包”无人机研制项目，数万人浏览项目网站，800多人成为注册用户，为无人机设计、制造吸收了大量创新策略和方案。为进一步促进“众包”模式发展，2012年4月，DARPA联合通用电气公司和麻省理工学院，着手构建适用于“众包”模式的“基于进化设计的群众驱动型生态系统”，以变革产品设计和制造模式。
DARPA充分利用“众包”吸纳社会智慧，在短时间内以较低代价获取突破性的、满足需求的解决方案和创新思想，对深化全球化协同设计制造，加速武器系统研制进程，推进研制能力大幅提升具有重要意义。
责任编辑：刘靖鑫
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