【防务动态】DARPA近期动态（2016年1月）
DARPA寻求双基地声呐系统及先进技术用于反潜战
[据美国军事航空航天与电子学网站2016年1月25日报道]美国国防高级研究计划局（DARPA）1月24日为其“移动外接指挥与控制方案”（MOCCA）项目发布信息征询书（DARPA-BAA-16-10），寻求一种双基地声呐系统，用于反潜战（ASW），使海军的有人潜艇既能利用附近无人潜航器（UUV）的主动声呐，远程探测及跟踪敌潜艇，又无需暴露自身存在。
项目目标 研究人员表示，MOCCA项目寻求的是可以削弱被动潜艇声呐传感器局限性的主动声呐解决方案。其目标是，利用在一艘潜艇（下称主潜艇）以外一艘无人潜航器（下称支持性无人潜航器）上部署的主动声呐投影仪，实现防区外探测及跟踪距离。主潜艇将需要协调支持性无人潜航器的运行功能，因此，MOCCA项目也必须验证主潜艇与支持性无人潜航器之前无需牺牲潜艇隐身性的秘密通信能力。
工作原理 传统的主动声呐能从潜艇、水面舰及其他物体反射回声波，实现高效的目标探测和跟踪；但其也非常容易暴露自身存在，令隐身伪装失效。与此对比，被动声呐仅被动侦听敌潜艇或水面舰的声波，其探测发现的有效性不及主动声呐，但却可以保护潜艇的隐身性。双基地声呐使用一艘无人潜航器上的声呐发射机，以及无人潜航器附近一艘攻击潜艇上的声呐接收机，有潜力发挥两种技术的最大优势。只要攻击潜艇的艇员掌握无人潜航器的确切位置信息，就可以根据敌潜艇的声呐回传声波探测到其位置，并跟踪其行迹；同时保持自身位置隐蔽。
项目阶段及合同授予情况 MOCCA项目第一阶段为期15个月，DARPA研究人员将斥资1200万美元，授出若干份不同的合同，用于创新性声呐及通信概念的初始设计，以及子系统原型机的演示验证，以检验相关设计方案。最终，项目将在超过4年的时间里分3个阶段完成，项目后续发展需视第一阶段研发结果而定。
技术挑战 MOCCA项目主要面临2个关键的技术挑战：一是可用于无人潜航器的足够小型主动声呐发射器，以及信号处理技术；二是可以使主潜艇在较大距离上控制支持性无人潜航器的安全的通信链路。DARPA研究人员将寻求一个主动声呐，配有可在无人潜航器上运行的足够小型主动声呐投影仪，以及双基地主动声呐处理技术。这将需要研发高输出量的换能器材料，以及一个尽可能高效节能的声呐投影仪；除此之外，研究人员也将寻求双基地声呐在回响处理上的先进技术、杂波抑制及精确定位能力。无人潜航器的直径将不超过21英寸（约53.3厘米）。该系统将在底部受限声学环境中运行，投影出的声波因而会发散，并造成回响及信号丢失。发散的声波可能会无意间泄露潜艇的位置信息，损害隐身性，为此，研究人员需要详细、精确的声学环境预测，以管控声呐及可能的位置曝露情况。研究人员还需要安全、可靠的通信链路，提供对无人潜航器及其声呐载荷的完全控制，该通信链路必须能将无人潜航器生成的信息传回主平台。理想的通信链路将具有低拦截及探测概率，并能提供较高的通信可靠性。（中国国防科技信息中心 王璐菲）
DARPA授予雷神公司“班组X核心技术”阶段I合同
[据雷神公司网站2016年1月22日报道]在“班组X核心技术”（SXCT）项目下，美国国防高级研究计划局授予雷神公司一份价值250万美元的阶段I合同，以研制促进步兵班组作战效能与安全性的新技术。
雷神公司是“班组X核心技术”项目的主承包商。“班组X核心技术”项目旨在加速新型轻型一体化系统的研制，在复杂环境下为步兵班组提供更强的感知能力、适应性和灵活性，该项目也能使下车士兵和海军陆战队员更好得理解并控制任务环境。该项目能够使班组士兵在GPS拒止环境下，在6米范围内实时获知自己和同伴的位置。这种新技术还将与嵌入的空中与地面无人系统协作。（北方科技信息研究所 齐梦晓）
DARPA与Vencore实验室签署程序混淆合同
[据C4ISR网站2015年1月22日报道] DARPA与Vencore实验室签署了价值370万美元的合同，用以防止敌对国家对其所获得的软件进行逆向工程操作。根据Vencore发布的新闻，Vencore将按照合同要求研发高效的、可广泛应用的程序混淆模型，该模型在数学特性上具有已被证明的安全特性，使用该种技术增加了敌方获取它后进行逆向工程操作的困难。该项工作的研发团队包括新泽西理工学院、BBN科技公司，而Vencore则是该研发团队的领导者。该研发团队计划利用DARPA的“加密数据编程计算”(PROCEED) 项目以及情报先期研究计划局的“安全和隐私保护研究”项目中所使用的隐私保护计算和同态加密原型。
（工业和信息化部电子科学技术情报研究所 党亚娟）
DARPA开发人脑-计算机接口可植入设备
【据美国防部DARPA官网2016年1月19日报道】美国国防高级研究计划局（DARPA）的新项目——神经工程系统设计（NESD），旨在开发可植入的神经接口，该接口提供前所未有的高信号分辨率和数据传输带宽，将人脑和数字世界桥接起来。它的作用是一个翻译器，将神经元的电化学信息，转换为由0和1所构成的信息技术学信息。项目的目标是在不超过1立方厘米大小（大约是两个一分硬币贴在一起的大小）的可植入生物兼容设备上，实现上述通信链接。此项目意味着神经学技术的巨大进步，并能为新的治疗方法奠定基础。
NESD项目经理菲利普•阿维达表示：当今的最好的人脑-计算机接口系统，就像两个超级计算机试图通信，使用的却是老式的只有300波特的调制解调器；如果对工具进行升级，将真正开启人脑和现代电子之间的通道。项目的潜在应用包括利用设备补偿听觉和视觉障碍，因为设备在为大脑馈送听觉和视觉的数字信息时，其分辨率及体验到的质量远远优于现有技术。
目前获准用于人类使用的神经接口只有100个通道，大量信息拥挤不堪，每个通道每一时刻都要汇集来自数以万计的神经元信号，其结果是充满噪音、信号不准确。与此相比，NESD项目要开发的系统，它可以与给定大脑区域的任意数目神经元（1-100万个）进行清晰、单独的通信。
若想实现项目的宏伟目标，并确保构想中的设备具有转变成现实的潜质，就需要综合众多学科领域的巨大突破，包括神经科学、生物合成、低功率电子、光电子、医疗设备包装与制造、系统工程、临床试验等。除了硬件面临的挑战之外，NESD的研究者还必须开发出先进的数学方法和神经计算技术，首先实现对高清晰度的感觉信息在电子元件和皮质神经元表征之间的转码，然后压缩，高保真地呈现这些数据。
为了加速这一综合过程，NESD项目旨在广泛招募主导产业的利益相关者，以一种竞争前的状态，自愿为NESD的研究人员提供最先进的原型制造服务及知识产权。在项目的后期阶段，这些合作伙伴可协助将取得的成果向科研及商业应用领域转化。
为了让潜在的参与合作方了解NESD项目的技术目标，DARPA将于2016年2月2-3日，在弗吉尼亚州阿灵顿举办“提议日”会议。关于提议日会议的特别通知可在HTTPS：//www.fbo.gov/spg/ODA/DARPA/CMO/DARPA-SN-16-16/listing.html查看。（中国国防科技信息中心王晓宇）
DARPA推进防黑客“安全软件”项目研究
[陆军技术网站2016年1月18日报道] Vencore实验室与DARPA签署一份价值370万美元的研究合同，为加密计算技术提供概念验证，为DARPA“安全软件”项目提供支持。
Vencore实验室将与新泽西理工学院和BBN科技公司合作，研究用于保护隐私计算和同态加密的高效协议。
该协议已经在DARPA“编程计算加密数据”(PROCEED)项目、情报高级研究计划局(IARPA)“安全和隐私保护研究”(SPAR)项目中完成。
Vencore实验室总裁史蒂文•欧米奇表示，这项研究将致力于形成安全、高效的技术，满足国防部防范逆向工程攻击相关项目的实际应用。
DARPA“安全软件”项目:DARPA“安全软件”项目旨在开发先进的模糊方法，通过数学方法验证安全属性并大范围应用。
该项目目标在于开发防范逆向工程攻击的技术,使软件难以被破解。
新泽西理工大学计算机科学教授科特•奥夫此前表示，“安全软件”项目致力于形成概念验证能力，加强网络安全。
DARPA曾于2015年授予新泽西理工大学相关合同。（中国国防科技信息中心吴海）
DARPA 寻求开发软件质量保证测试工具以加强网络安全
[美通社2016年1月18日报道] GrammaTech公司将与DARPA合作，研发用于测量和评估安全软件有效性的工具。这个项目名为“用于可配置的网络防御的移植漏洞”，旨在让用户了解漏洞检测和缓解工具的有效性。GrammaTech是美国知名的源代码分析工具制造商和网络安全解决方案的提供商。
现如今，从消费者设备、城市基础设施到政府数据库，都出现了越来越多的网络攻击。这就需要对在特定的商业产品、主机程序和领域的代码进行扫描和分析，消除安全漏洞。GrammaTech公司研发出一种机制，可创建现实的评估基准，测试特定操作领域下漏洞检测和缓解工具的有效性。
GrammaTech首席执行官表示，一些独立的基准套件，比如由国家安全局可靠性软件中心和丰田中心实验室研发的测试工具，有利于测量工具的假阴性率。我们的旗舰软件CodeSonar™,在业内屈指可数，我们为之骄傲。但我们也认识到，潜在客户对该工具测试各自领域内代码的有效性缺乏信心。
该项目资深科学家埃里克•舒尔特表示，我们将开发一个高度可配置的工具，为用户提供所需的开放性和灵活性，支持适应特定的操作环境和领域的基准测试。
GrammaTech公司致力于软件分析、二进制转换和软件硬化领域的研究，提高网络攻击防御能力，应对日趋复杂的网络攻击。（中国国防科技信息中心吴海）
DARPA为海底通信寻找秘-密技术
[据下一届政府网站2016年1月15日报道] 五角大楼的研究机构想要这样的技术，它能够帮助无人潜水器进行通信，支持国防部的反潜战计划。
该计划被称为“移动非车载秘-密通信和方法”，寻求战略，为潜艇获取“显著防区探测和跟踪距离”，特别是通过在一辆无人潜水器上使用主动声呐发射器，一个新的FedBizOpps通告说明。
无人潜水器将依赖“潜艇对无人潜水器通信”，该通告说。
该机构将主持1月26日的申请人日，在此期间，项目经理将分享该项目的更多的信息，并回答申请人的问题，该通告说。
因为该项目被分类在“秘-密”级，所以DARPA发言人拒绝分享更多的细节。
根据DARPA的博客，该机构一直努力工作在反潜战持续跟踪无人舰船计划，其目标包括使用“非惯用的传感器技术”以“对安静的潜艇目标进行强劲的持续跟踪”。（工业和信息化部电子科学技术情报研究所田素梅）
DARPA为智能弹药开发新型导引头
[据本站2016年1月14日综合报道]美国空军研究实验室弹药处已与洛克希德•马丁公司导弹与火控分部签订一份820万美元的合同，洛克希德•马丁公司将为智能弹药研发一款小巧轻质试验性导引头原型，在GPS卫星导航无法使用时，弹药可凭借这种新型导引头，在对抗环境下全天时打击移动目标和重新定位目标。该项研究是美国国防高级研究计划局导引头成本转化（SECTR）项目的一部分，美国空军研究实验室是美国国防高级研究计划局的合同代表 。
导引头成本转化项目将设计并演示验证一种小巧、轻质、低功耗、低成本（SWaP-C）的导引头原型，能够为武器平台提供全天时导航和精确末制导，实现在GPS不可用的对抗环境下，武器弹药仍能打击静止目标、移动目标机可重新定位的目标。
新型导引头采用开放式、模块化符合国家级接口标准的软硬件系统架构，由惯性测量组件、GPS接收机、系统级芯片处理器、用于供电及制冷的机电系统、用于武器导引与通信的接口以及不依赖GPS导航、捷联式被动红外及光电传感器等部件组成，将为目标识别与瞄准点优化提供高分辨率图像和距离信息，可最大限度地缩减摧毁目标所需动能战斗部的尺寸和重量。
至此，新型导引头包含了精确制导弹药导航与目标导引功能所需的所有要素，特别是，弹药还能利用新型导引头评估自身位置、速度及方位，以实现对目标的探测、识别及瞄准。已有17家公司参与了SECTR项目投标，这些研制单位很可能凭借其成果加入洛克希德•马丁公司牵头的研究队伍。洛克希德•马丁公司将在2016年12月前，在佛罗里达州奥兰多市完成相关工作。 （北方科技信息研究所 李宝锋）
DARPA公布光子探测基本界限项目寻求可捕捉单个光子的技术
[综合瘾科技网站2016年1月14日和DARPA官网1月13日报道] 近日，DARPA公布光子探测基本界限项目，寻求探测到单个光子的能力，并希望得到科学界的帮助。该项目旨在汇集科学家和工程师的努力，建立一个精确的光子探测器，通过推进量子物理的界限来提高计算机成像系统。在理想状态下，DARPA寻求能够精确捕捉单个光子的小工具——这一技术可以让诸多科技受益。
DARPA光子探测基本界限项目旨在探究光探测的基本界限，寻求这一领域革命性概念、模型和成像设备。为此，DARPA将在多种技术平台上开发用于光子检测的全量子新模型，并在概念验证试验中测试这些模型。
2016年1月13日，DARPA在联邦商机上发布特别公告(http://go.usa.gov/cnSCh)，称将在1月25日举行信息交流会议，寻求潜在的合作伙伴。
DARPA项目经理库玛表示，光子探测基本界限项目旨在准确地确定探测单个光子，同时使单个系统光子探测器的关键特性最大化。这是一项基础研究，有望彻底改变已知的光探测技术和工具。
该项目旨在创建光子探测全量子模型检测，然后通过进行概念验证实验验证这些模型。项目还将研究各种光子检测技术之间的区别。目前光子探测器，如半导体探测器,超导体探测器和生物探测器，有不同的长处和短处。物理学家的八个技术衡量指标包括时间抖动、暗计数、最大速率、带宽、效率、光子数分辨率、操作温度、数组大小。当前没有一个探测器在所有八个特征都表现出色。该项目研发的全量子模型有望确定一个全能的探测设备。
任何使用光的系统，从自动驾驶车辆使用的激光探测与测量（LIDAR）系统到光纤通信，都将受益于这一技术的发展。这一技术并不简单，因为光子处于科学的边缘。简言之，光子具有波粒二象性，这意味着它们是以量子状态存在。从物理角度看，人们几乎无法精确地观察到一个光子，并对此深信不疑。
未来这一设备——如果科学家能造出来——将依照八个标准进行评判，包括其带宽、效率、分辨率和阵列大小等。此外，DARPA还将就利用超级计算机建模量子场寻求物理学家的帮助。（中国国防科技信息中心吴海）
DARPA发布光子检测基本限制项目
[据DARPA网站2016年1月13日报道] 使用我们的眼睛、相机或其他设备检测光是各种民用和军事应用的关键，包括光或激光探测和测距（LIDAR或雷达）、摄影、天文学、量子信息处理、医学成像、显微镜和通信。但即使是最先进的光子探测器（光子无质量，有能量，是光的基本单位）也是不完善，限制了其有效性。科学家们认为，如果他们可以超越传统的光子探测器的设计，光学应用程序的性能可以提高两个数量级，甚至能够识别每个光子。但在量子物理学中，准确检测和识别每一个光子，确信每个检测信号的真实性和准确性是可实现的吗？
DARPA的光子探测基本限制项目的目的是通过在各种技术平台上开发新的量子模型，并进行概念性验证测试，建立光子探测器性能限制的第一性原理。12日，DARPA在fedbizops（可在http://go.usa.gov/cnsch）网站上发布了一个特殊的消息，宣布将于2016年1月25日在弗吉尼亚州阿灵顿市举办潜在供应商信息会议。
DARPA的项目经理普雷姆·库马尔称，“探测项目的目的是确定我们能够以什么精度发现单个光子，我们是否可以在一个系统中同时最大限度的实现光子探测器关键特性。”“这是一个基础研究工作，但获得这些问题的答案可以从根本上改变光探测器，大大提高目前许多依靠光检测的探索工具和途径。”
在可见光范围内，光子填充在最小的立方微米空间，这似乎使他们容易区分和计数。但当光与物质相互作用时，困难就出现了。一个立方微米的常规光子探测材料有超过一兆个原子，入射光将与这些原子同时进行交互。必须采用量子力学建模模拟原子云以从理论上确认光子确实存在。但如此大规模的模拟到目前为止还无法实现。
“几十年来，我们很少看到光子探测理论的一些重大进展，但在量子信息科学领域的最新进展使我们能够模拟非常大而复杂的系统，”库马尔说。他补充说，纳米科学的研究进展也至关重要。“纳米制造技术已经走了很长的路。现在我们不仅可以制作模型，还能够制造设备来测试这些模型。”
该探测项目的目的是创造光子探测的全量子模型，然后进行原理性实验证明，以验证这些模型，也将研究各种光子探测技术之间的差异。目前的光子探测器，如半导体探测器、超导探测器和生物探测器在八个技术衡量指标方面有各种各样的优势和弱点，这八个指标包括物理学家所称的定时抖动、暗计数、最大速率、带宽、效率、光子数分辨率、工作温度和数组大小。目前还没有一个检测器，同时在所有八个指标上都具备优势。全量子模型的开发和测试将有助于确定创建这种设备的潜力。
库马尔说：“我们想知道光子探测的基本物理原理是否能够在理论上同时实现全部特性的最优状态，或者是否存在固有的权衡。如果权衡是必须的，这些属性的组合可以达到的最大限度是什么？”
探测项目将需要在多个横切学科的专业知识，包括量子测量理论和实验、量子信息科学与技术、半导体物理、超导物理、生物物理、量子生物学、量子有限放大、设备和系统的设计与工程。进一步的信息将由1月25日在FedBizOpps网站发布的广泛机构公告提供。（工业和信息化部电子科学技术情报研究所 张慧）
DARPA新型32纳米芯片
可大幅增强电磁频谱环境下的态势感知能力
[DARPA官网2016年1月11日报道]近日，DARPA资助的超高速模拟数字转换器转换(ADC)项目取得进展。ADC项目研发的新芯片可以将雷达模拟信号和其他电磁信号极速转换成可处理的数字数据。这将大大增强作战人员的战场态势感知能力，也标志着DARPA拥挤电磁频谱环境下作战的重大进步。
随着军事和民用连接设备的不断增多，电磁频谱变得越来越稀缺，争夺电磁频谱的竞争也变得越来越激烈。随着电磁频谱变得越来越拥挤，国防部(DoD)需要更好的电磁频谱环境管理工具，以避免竞争信号的干扰。ADC可以确保依赖电磁频谱的军事能力——包括通信和雷达等——在竞争激烈的境下不间断运行。DARPA正在与先进半导体芯片的制造商格罗方德公司合作，采用32纳米硅晶绝缘体(SOI)半导体技术，使项目取得重大进展。
电磁频谱本质上是一种物理现象，其组件能量波包括一万亿分之一米波长的伽马射线以及多个无线电波。ADCs将频谱中的物理数据-即模拟数据——转换为数字信号；数字计算机可以对其分析和处理。这是理解和适应动态电磁频谱环境的一个重要能力。
如今ADC只能在既定时间内的有限频谱范围上处理数据，因而可以会暂时漏掉雷达、干扰，通信和其他潜在存在问题电磁信号的关键信息。为解决这一挑战，DARPA的“商业化时间表阵列”(ACT)项目为ADC项目的发展提供支持，后者处理速度是时下最新进商用产品的十倍左右。受益于采样速度的增加，ADC可以分析来自更广泛频谱范围的数据，同时允许国防部系统更快且更好地在拥挤的光谱频段运行，并更快地对电磁频谱威胁响应。
新的ADC采样和数字化光谱信号可以每秒超过600亿次的速度进行采样。该速度能够直接侦测和分析任何30GHz及30GHz以下的信号——这一范围覆盖了绝大多数目标的运行频率。目前，完成上述任务需要运行专用软件的硬件，代价高昂且开发周期长,而新ADC可以为处理雷达、通信和电子战信号提供一站式服务。
此外，高速采样同样带来一些挑战。其生成的数据量是惊人的,每秒接近1TB。这种的高数据速率需要芯片数据管理电路，使得信号由本地ADC处理,并减少传达到邻近电子产品的数据量。这种机载数字信号需要处理消耗大量电力，并且需要为其配备先进的晶体管。这种32纳米SOI技术由DoD指定的唯一的电路技术供应商格罗方德公司提供。该公司为ACT提供了用于采样、处理射频频谱的先进晶体管，而没有超过功率和数据传输限制。
DARPA将对设计进一步改进。通过采用格罗方德半导体公司更为先进的14纳米技术,ACT下一代项目ADC旨在减少额外的50%的电能需求,使系统更小、更轻以实现更大范围的电磁频谱采样。
ACT项目经理特洛伊奥尔森表示，上述半导体组件的持续改进受益于DARPA与商业伙伴的长期合作，因为合作伙伴掌握了最为先进的现代晶体管技术。奥尔森表示，由于结合创新设计和先进的生产设备和技术，DARPA创造出世界一流的技术。我们已经看到符合设计期望的成果，这非常激动人心。（中国国防科技信息中心 吴海）
（来源：中国国防科技信息网、中国工程技术信息网）
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