支持美“第三次抵消战略”的DARPA技术投资
本文授权转自：现代军事（ID:xiandaijunshi)
作者：王璐菲
美国会参议院武装力量委员会网站2016年4月12日公开了美国国防高级研究计划局（DARPA）局长阿拉提·普拉巴卡尔出席该委员会于当日召开的“回顾2017财年国防授权请求中的国防部技术抵消倡议战略与实施情况”听证会时发表的证词。普拉巴卡尔在证词中阐释了DARPA对关系国家安全的突破性技术的投资情况，重点介绍了支持美国防部“第三次抵消战略”的两类研发项目：一类是对抗下一代敌人的下一代技术项目；另一类是支持美国在更远期时间范畴内保持竞争优势的基础性技术项目。普拉巴卡尔分3个层次介绍了每类的具体项目，一是已采用的技术，二是正在研发的技术，三是仍处于探索阶段的技术（概念），其潜在价值或将在更长时间范围内才能体现出来的技术。
DARPA“电子器件供给链硬件完整性防御”项目寻求清除电子器件供给链上的伪造集成电路
对抗下一代敌人的下一代技术
DARPA积极寻求新技术，拓展国防部战术、战略选项范围，以实现对敌技术突袭。DARPA的工作遵循着这样的原则，即避免依赖虽然性能强大但庞大、昂贵的当前平台，代之以发展更加多元、小型化且具有异质性的平台架构，使得新平台更难被瞄准、成本更低且更易升级，新平台系统最终能带来比任何单独平台都更强大的效应。因此，DARPA面临的挑战在于，如何构想、设计及发展这种既独立又相互联网的新架构组件、验证虽然复杂但又无缝连接的系统之系统。
已采用技术及其影响
“极端射频频谱条件下的通信”（CommEx）项目。该项目寻求研发可表征干扰环境、主动压制敌方频谱干扰，并使得己方飞机可以在高对抗性射频环境中通信的技术。CommEx技术的初始组件已计划用于Link16空对空数据网络升级工作。
认知电子战技术。DARPA在“先进射频对抗措施”（ARC）项目和“自适应电子战行为学习”（BLADE）项目下资助研发能够对敌方雷达和通信系统的动态电磁频谱信号做出快速回应的技术。DARPA正与各军兵种合作，将认知电子战技术应用到F/A-18、F-35战机、陆军“多功能电子战”项目及“下一代干扰机”项目上。
“嵌入式计算技术的能效革命”（PERFECT）项目。该项目正在研发可改进国防部计算系统能效的革命性方案，以便能够大幅提升无人机等有限能量平台的计算能力。
“远程反舰导弹”（LRASM）项目。DARPA与海军研究局（ONR）合作研发出一种可降低对ISR依赖性的先进远程反舰导弹。2015年12月，海军正式接管LRASM部署办公室，标志着为应对紧迫战略需求的协作研发项目成功完成技术转移。
计算机安全新方案研究。DARPA的“全新的弹性、自适应、安全主机设计”（CRASH）项目旨在研发高度防网络攻击的新型计算机系统。其研发工作近期已结束，所研发软件已应用于商业及军事领域。
“主动认证”项目。鉴于当前大多数密码系统都无法验证控制键盘的用户是否为最初获得认证的用户。DARPA“主动认证”项目试图通过研发新的身份验证方式（利用基于软件的生物统计学数据聚焦个人独一无二的特征，虽然这些生物统计学数据可能永远无法完全取代密码，但其可以提供保障用户身份的额外防护）来应对这一问题。
正在研发的技术
“反潜战持续跟踪无人艇”（ACTUV）项目。该项目旨在研制一种可以在开放海域自主航行数月，航程达数千千米的全新远洋无人艇。该艇主要为持续跟踪低噪声柴电潜艇而设计，也可能在自主航行能力方面取得突破。
“实验性空天飞机”项目。该项目旨在验证10天内完成10次空间飞行的可重复使用飞机所需的技术，及其可操作性、效费和可靠性，以实现常规、经济可承受、快速响应的空间进入能力。具体目标包括：部署一种小型一次性上面级，将重约1361千克的航天器发射进入低地球轨道，成本为500万美元，不到当前发射系统成本的1/10。
保持空中优势的“系统之系统”。DARPA近年来启动了一系列项目，旨在发展及验证通过协调部署不同能力的分布式资产，实现大型、昂贵、笨重平台的密集综合能力，大幅提升空中作战能力的技术。DARPA的“系统之系统集成技术与实验”（SoSITE）项目正在研发将空战能力分布至大量可互操作有人及无人平台的新型体系架构。
“分布式战斗管理”（DBM）项目是DARPA“系统之系统”构想的一个关键组成部分。该项目寻求发展可帮助机载战斗管理人员及飞行员管理空对空及空对地作战的自动辅助决策系统。
“高可信网络军事系统”（HACMS）项目。为提高国防部系统中嵌入式处理器防范网络攻击的能力，DARPA的HACMS项目正在为设计、构建高可信网络系统开发工具和方法。目前已将相关技术成果安装在一架“小鸟”直升机上，并进行了飞行试验。
“大型网络挑战赛”（CGC）。一个软件缺陷通常需要数月甚至数年时间才能被甄别和修复。CGC是由DARPA主办的一种网络竞赛，旨在加快相关自动防御系统的研发，以实时诊断网络中的软件缺陷、生成补丁并运行补丁，未来有望打破攻击者主导的网络攻防现状。2015年，全美共有7支团队获得了CGC决赛资格，决赛将于2016年8月4日举行。
“信息挖掘与理解型软件开发”（MUSE）项目。该项目寻求将软件开发的常规方法与机器学习的基本理念用于一个不断发展壮大的开源软件库，以期通过这种方式对当前编写与维护软件的方式进行彻底地反思。
新机遇
海上“系统之系统”。DARPA已通过发展“系统之系统”方案取得了关于未来空中优势的重要技术进步。当前正通过其“跨域海上监视与瞄准”（CDMaST）项目，将这种模式扩大到海上领域。该项目将研发把定位导航与授时、通信、指挥与控制、网络化与后勤等功能分散到多种低成本、可升级的水上及水下平台（大部分情况下为无人平台）的技术。通过在大片区域进行分布式部署，这一体系结构将会迫使敌方投入高额成本进行广域防御。
具有内在可信性的前沿电子技术。包括集成电路在内的电子器件在军用系统中承担着“大脑”、“眼睛”、“耳朵”的功能。然而，半导体生产的全球化趋势，惊人的升级换代速度，以及军用系统对电子器件的性能、可靠性和安全性等方面的依赖，使美国防部几十年来在设计、采购和维护关键电子器件上一直面临挑战。DARPA正在通过一系列项目发展具有内在可信性的前沿电子技术，为国防部提供新的选项。“可信集成电路”（TRUST）项目正在研发确保军用系统集成电路可信性的技术。“电子器件供给链硬件完整性防御”（SHIELD）项目寻求清除电子器件供给链上的伪造集成电路。“集成电路完整性与可靠性”（IRIS）项目正在研发相关技术，使研发人员能在有限的工作性能指标下，无损地实现数字、模拟及混合信号集成电路功能。“快速电路实现”（CRAFT）项目寻求以更短的开发周期、更快速地进行电路设计、开发和制造的方法和技术，并促进已验证解决方案的再利用。
电网网络安全。美国的关键基础设施越来越依赖网络系统，这使其日益面临攻击威胁。DARPA的“快速攻击检测、隔离及表征系统”（RADICS）项目，寻求研发相关自动化系统，在电网遭遇超过恢复能力的攻击之后7日内，帮助恢复电力。具体目标包括：基于对电网动态的分析，开发具有高敏感性、低误检率的先进异常检测系统；开发可以定位并表征恶意软件入侵的系统；设计一种能在受到攻击之后的关键时期将电力供应商联网的安全应急网络。
集成到“超级大黄蜂”战机上的远程反舰导弹
支持长期、持续进步的基础性技术
DARPA除寻求上述改变游戏规则的技术以外，还负责对新兴、不成熟的研究领域进行调查。这些研究领域可能仍处于概念模糊，未形成完整学术体系的阶段，DARPA对这些领域的可能威胁进行预见性分析，并对应对技术进行投资，发现和培养未来抵消技术的“种子”。相关工作虽然比其他项目结果更难以预料，但也具有带来真正革命性能力的长期潜能。
已采用技术及其影响
增材制造。DARPA的“开放制造”（OM）项目正在构建并验证与增材制造相关的快速鉴定技术，以全面了解、分析及管控相关制造程序的变化性，推测所制造产品的属性。该技术已经投入应用，譬如，美海军就将“开放制造”框架及数据模式用于制造对飞行至关重要的金属部件，计划在2017年为V-22、H-1、CH-53K等飞行平台部署相关利用增材制造技术制造的金属部件。
现场疾病诊断。传染病扩散追踪所面临的挑战是，准确确定病人感染病原体的唯一方式是抽血、送去实验室检验，而这一过程往往需要数日，才能获得结果。DARPA在“先兆”（Prophecy）项目下研发出“移动分析平台”（MAP），这种手持型现场护理诊断装置结构简单、采用电池供电，可以在30～45分钟内快速甄别一系列传染病，而且坚固耐用。尤其适合在既无实验室又无安全冷却供应链的地区提供低成本、强健的分子诊断。
生物医学技术。DARPA生物技术办公室推动的很多技术，其影响力已经在商业化过程中得到体现，例如：DARPA的“基于自主诊断的预防和治疗”（ADEPT）项目，正在通过发展快速诊断、新疫苗、药物交付新方法、为社会提供抗生免疫的全新方案，创建一种超越疾病及病毒传播速度的新技术基础；DARPA的“微生理学系统”（MPS）项目，正在研发一种使用经过改造的人类组织模仿人类的生理系统，测试候选药物、疫苗或其他生物医学对抗措施的安全及有效性的平台。
正在研发的技术
利用最前沿的物理学。DARPA正通过一系列基础科学项目挑战物理科学的极限。Quiness项目旨在探索可进行高速率、远距离量子通信的新技术。“量子辅助传感与读数”（QuASAR）项目正在研发新型量子控制与读数技术。“超快速激光科学与工程”（PULSE）项目正在为工程设计改进的激光源开发技术方法。
DARPA“分布式机敏猎潜”项目研制的SHARK无人水下航行器进行深海测试
新机遇
重建安全与隐私间平衡。DARPA的“布兰迪斯”（Brandeis）项目将探索相关技术，解决维护隐私与挖掘数据背后巨大价值二者之间的矛盾，该项目并非是在这两个重要目标之间做出取舍，而是寻求建立第三种方案，促成安全及可预测的数据分享，同时又能实现可靠的隐私保护。
“人机沟通”项目。以机器学习领域取得的重大进步为基础研制的新一代人工智能，涉及自动驾驶汽车、金融交易等商业领域，以及战斗管理、电子战、网络安全及信息战等国家安全领域在内的各个社会领域。不过，人类与机器系统的互动方式与人际互动方式相比仍然非常有限。DARPA“人机沟通”（CwC）项目是一种探索如何促进人机更快、更无缝、进行直觉沟通的基础研究工作。最终，该项目取得的进步将使作战、信息分析、后勤等国家安全领域人员得以更充分地利用人机协作。
挖掘不可见光的价值。进入视线或摄像机镜头的光线其实比人眼观看到或摄像机拍摄到的光线要多得多。DARPA“利用主动光场革命性加强可见性”（REVEAL）项目寻求释放当前成像系统看不见的光子信息。项目首先构建一种全面的理论框架，利用捕获光的所有光子路径以及光的多自由度，从复杂场景中最大限度地提取信息。然后，这一框架将被用于指导新成像硬件和软件技术的开发。相关技术开发出来后，将接受从单一视点进行全三维场景重构方面的检验。该能力可以加强士兵的态势感知能力，令其得以从一个有利位置重构包含肉眼不可见物体或人物的复杂场景。
复杂动态系统设计。由于借助静态“剧本”概念的传统建模及设计工具无法恰当表现一个系统的复杂性。DARPA“复杂自适应系统构成与设计环境”（CASCADE）项目旨在发展和探索新的数学方案，以便于更深刻地理解复杂自适应系统组件之间的相互作用和系统行为。寻求从根本上改变系统设计的方式，助力实现动态、不可预知环境下的实时灵活回应。