DARPA近期动态一览：转基因植物传感器、能终身学习的人工智能、寻求提高传感器的灵敏度、“进攻性蜂群使能战术”项目…
DARPA研发转基因植物传感器
美国DARPA致力于开发能终身学习的人工智能
DARPA N-ZERO项目研究进入第二阶段 寻求提高传感器的灵敏度
DARPA的新型智能传感器由其要探测到的红外线触发供电
DARPA“进攻性蜂群使能战术”项目取得阶段性进展
DARPA“标记”项目将研发太空作战虚拟实验室
DARPA授出合同，为空间战指控系统开发设计测试床
DARPA研发转基因植物传感器
来源：国防科技要闻
美国防高级研究计划局（DARPA）近日启动“先进植物技术”（APT）新项目，寻求通过修改植物的基因，将其变成能对环境中特定刺激做出程序化响应、从而具备远程监控能力的下一代情报收集传感器，这种植物“尖兵”具有自持能力、隐蔽性强、易于分布等特点。
项目必要性
获取及时、精确的信息是军队的一个持续需求，为满足这一需求，美国防部大力投资开发各种强大的电子和机械传感器，以及维持与操作这些传感器的人力。随着技术的快速发展，美军对信息的需求更加迫切，监控各种分散式活动的挑战更为严峻，而传统军用传感器已无法充分满足上述需求。
项目设想
众所周知，植物高度适应环境，会对光照、温度等基本刺激产生自然生理反应，在某些情况下对触觉、化学物质、病虫害和病原体还有生理反应。基于植物感知和响应环境刺激的这种自然机制，DARPA启动“先进植物技术”项目，希望实现为某些植物植入特定的基因组，使这些植物能够对外界的特定刺激如生化武器、病原体、核辐射甚至电磁信号做出响应，从而发现和探测潜在的威胁；同时，相关的基因改变也不会破坏植物在自然界中的生存能力。项目一旦获得成功，将为美军提供一种强健、隐蔽、易于分布且不需要能源的新型植物感知平台，不仅将开辟一种新的情报源渠道，而且也降低了与传统传感器相关的人员风险和成本。这种传感器不仅可用于军队，也可以用于地雷或未爆炸药识别等社会安全领域。
项目实施
“先进植物技术”项目本质上是一个合成生物学项目，新兴的分子和建模技术使重新编辑植物基因从而实现探测外界特定的刺激成为可能。该项目的目标是开发一种高效的迭代系统，用于设计、构建和测试模型，最终生成可用于广泛场景的适应性植物平台能力。该项目远远超出了仅追求最小幅度基因改造的当前做法，而是寻求修改多种、复杂特征，以赋予植物新的能力，使其能感知和报告众多的刺激。
最初的工作将在封闭实验室、温室及模拟自然环境中进行，并受到相关生物安全委员会的监督，后续阶段的现场试验将在美国农业部动植物卫生检验局的支持下按照植物生物安全的所有标准协议进行。项目将依靠现有地面、空中及太空技术来监控植物信息，这些系统已能从防区外距离监测植物的温度、化学成分、反射率等指标。
项目难点
“先进植物技术”项目必须解决“转基因植物”如何分配内部资源并在自然环境中竞争的问题。以往的此类实验中，“转基因植物”因耗竭了保障生存所需要的资源而降低环了境适应性。“先进植物技术”项目将努力改善“转基因植物”自身采集和分配资源的方式，优化其适应性，使其在与自然应激物（譬如微生物、动物、昆虫和其他植物等）的相互作用下仍能蓬勃生长。
美国DARPA致力于开发能终身学习的人工智能
来源：智芯前沿
【据IEEE 网站2017年11月21日报道】美国DARPA希望通过一个名为L2M的计划来改变人工智能（AI）的工作方式，使其具有学习新事物并进行终身学习的能力。因为目前AI普遍存在的一个问题，即其无法像人类一样对新的事件作出反应，并且在学习的同时能够保留已有的知识。而这种问题来源于目前使用的系统结构，即先使用训练集训练神经网络模型的权值参数，在参数集固定后再将其应用于系统去解决新的问题。然而当系统遇到从未被训练识别过的东西时，由于无法进行再培训便会一遍一遍的犯同样的错误。研究人员在IEEE重新启动计算会议上解释说在今天的系统中进行再培训的工作会导致一种“灾难性遗忘”的现象，即对新任务的学习会破坏原有的模型参数从而丢失既有的知识。针对这些问题，DARPA资助近6500万美元给两个研究小组:一个致力于开发出一种可以不断学习、不断适应新任务并能根据系统的功能了解输入(称为“目标驱动感知”)的系统；另一个则主要研发能够支持终身学习的新的系统架构并将其转化为具体的AI算法。这两个研究小组的实验周期均为4年。
DARPA N-ZERO项目研究进入第二阶段 寻求提高传感器的灵敏度
来源：国防科技要闻
美军作战规划人员可能需要知道敌方军队何时开始移动，其车辆何时接近，以及何时展开其他可能的行动。现有的传感器虽然可以正常侦测这些情况，但是这些传感器的电池寿命有限，通常三天就需要更换一次，限制了它们的作用。
DARPA研究人员表示，他们正致力解决这个问题并取得一定进展。DARPA于2015年启动了“近零功率射频与传感器操作”（N-ZERO）项目，试图开发能够以待机模式工作的传感器，这种传感器通常情况下处于休眠状态，只有在捕获信号时才会启动。这种装置充电一次可以使用10年。
▲N-ZERO项目概念图
2016年，在DARPA的资助下，加州大学圣迭戈分校研究证实了该项目的潜力。研究人员仅消耗4.5纳瓦电能就启动了一个传感器，正确无误地检测全部的试验活动。目前，研究工作已进行到第二阶段，正寻求获得更高水平的灵敏度。
2017年9月，DARPA资助的美国东北大学研究团队在《自然·纳米技术》杂志上发表研究成果。他们在“等离子增强微机械光控开关”上的研究工作进一步推动了N-ZERO概念的发展。
DARPA官员表示，N-ZERO项目不仅仅是一种理论性的实践，它将可能产生重大的作战影响。能够感知细微的环境变化，而且不必担心传感器的电池问题，这种能力能够给战场士兵带来质的变化。DARPA微系统技术办公室（MTO）项目经理特洛伊·奥尔森表示，他们正着眼于感知声学、振动、红外和化学等方面的特征，所有这些特征都与特定活动有关，这些活动不仅发生频率小，而且时间敏感，不容忽略。研究将可能催生出一种持续的预警系统。这样就可以提前给作战人员战士发出警报，以便其有时间穿戴个人防护装备，以应对攻击。
物联网领域专家表示，军方在提高传感器使用寿命和灵敏度上面临巨大障碍。与工业应用不同的是，军方人员不可能去定期打开传感器进行抽查。相反，军用传感器需要不断接收输入，但仍具备进入休眠模式以节约电能的能力。而且美军为自己设置了一个较高标准，希望传感器耗电水平能够在现有技术上提升1000倍。这种方案还存在一定的技术挑战。通常，传感器会使用放大器来增强信号，以加大探测力度，但是放大需要电能。奥尔森表示，目前没有一种技术可以在如此低的功率水平下放大信号，但研究人员已经提出了一种利用电压增益的方法。
未来，DARPA可能会从工业界寻求技术和方法，因为物联网的迅速发展引起人们对电力和持久性问题的关注。商业领域已经出现了一些与N-ZERO技术相关的应用，这可能有助于国防部实现一些应用并降低成本。
DARPA的新型智能传感器由其要探测到的红外线触发供电
来源：红外
据www.digitaltrends.com网站报道，美国东北大学的研究人员为国防高级研究计划署(DARPA)开发了能够识别红外波长的下一代智能传感器。它无需配备电源，而是由探测到的特定波长的红外线触发供电。作为DARPA近零功耗射频和传感器(N-ZERO)项目的一部分，该传感器可以解决很多问题，例如探测接近人体的汽车或汽车燃料的燃烧情况，在野火变得无法控制之前对其进行识别，或者与激光源配对后用于新型遥控和通信应用。
“在这项工作中，我们开发了首例在待机状态下不消耗任何电能的红外数字化传感器，”东北大学传感器和纳米系统实验室副教授Matteo Rinaldi说，“在特定波长的红外辐照下，传感器吸收红外信号本身所含的能量，并使用它来触发输出信号。”
该传感器基于由特定波长红外线触发的微机械光开关。当探测到特定波长的红外信号时，利用信号所含的能量驱动微机械光开关，从而接通负载电路。通过金属纳米结构等一些巧妙设计，传感器几乎能够吸收特定波长红外线中的所有能量，同时还能反射其他波长的光。当所需红外信号不存在时，开关触点处于断开状态，不会消耗任何电力。通过这种方式，它可以在被唤醒探测物体前休眠多年。
这种传感器是令人关注的，因为它们可以放置在任何地方，而且不用担心电源问题，甚至可以利用其他形式的能量如太阳能。这种零功率传感器的研发为嵌入到环境中的智能传感器开辟了新的可能性。利用它能收集到更多的实时信息，例如关于环境污染、安全威胁、交通、室内外空气质量和污染类型以及其他很多很多的实时信息等。难怪DARPA对它感兴趣。
关于这种传感器的研究论文最近在《Nature Nanotechnology》杂志上发表。
DARPA“进攻性蜂群使能战术”项目取得阶段性进展
来源：科思诺控制台调度台
DARPA“进攻性蜂群使能战术”（OFFSET）项目第一阶段合同已分别授予雷声公司和诺斯罗普·格鲁曼公司领导的研究团队。项目于2016年12月公布初始概念，2017年1月发布跨部门公告。按照项目设想，未来的小规模步兵部队将能够在复杂城市环境中使用250架或更多的蜂群小型无人机和小型无人地面系统。借助并融合蜂群自主性及人机编队方面的新兴技术，项目试图实现突破性技术能力的快速研发与部署。
项目第1阶段两个研究团队都将发挥蜂群系统集成商的作用，开展真实与虚拟环境下蜂群技术开放架构的设计、开发及部署工作。每个系统将包括：一个游戏式、可扩展、支持蜂群战术设计与集成工作的架构；一种促进社群互动的蜂群战术交流机制；便于人与蜂群编队间协作的仿真界面；以及一个用于验证已开发能力的物理测试平台。每个研究团队将负责与实现蜂群能力相关的实验和系统集成工作，包括形成可在各自的架构上进行测试的战术及使能技术。
为加大工作力度并增强OFFSET项目的潜在作战效用，DARPA还希望通过快速的技术研发与集成即所谓的“蜂群冲刺”，让更广泛的开发者和用户群体参与进来。这些实验的参与人员即“冲刺者”可以通过相互之间的合作，或者与上述两个或其中一个研究团队的合作，共同创建并测试其蜂群战术及使能技术。
OFFSET项目正准备开展两种“蜂群冲刺”活动：一是“核心蜂群冲刺”，每隔6个月就会向潜在的“冲刺者”征集提案，每个“冲刺者”可聚焦以下5个领域中的一个：蜂群战术、蜂群自主性、人与蜂群编队、虚拟环境以及物理测试平台。每一冲刺结束时将进行旨在测试和评估相关OFFSET技术集成的物理及虚拟实验。实验将为DARPA、研究团队、“冲刺者”以及作战人员提供直接交流的机会。二是“特别蜂群冲刺”，根据需要研究关于特定领域的主题，可能会与“核心蜂群冲刺”同时进行。
当前，DARPA正在寻求首次“核心蜂群冲刺”的参与者。此次活动旨在形成一种蜂群战术，使包含50个空中和地面机器人的混合蜂群可以在15~30分钟内隔离两个街区内的某个目标。相关战术包括实施侦察、识别出入口、划定作战区域等。
DARPA“标记”项目将研发太空作战虚拟实验室
来源：国防科技要闻
美国国防高级研究计划局（DARPA）“标记”（Hallmark）项目授予BAE系统公司价值1280万美元的合同，用以研发一种数字实验室，帮助美军指挥官为太空作战做准备。
“标记”项目简介
DARPA在2016年发起“标记”项目，以支持提升太空作战技能的军事活动。本次任务被称为“标记软件试验台”（Hallmark-ST）项目，属于“标记”项目第一阶段工作，旨在创建一种虚拟太空战场，使美军领导层能更好地感知太空环境和潜在威胁，帮助美军快速评估和集成太空指挥控制技术。
背景
DARPA在声明中表示，负责态势感知和太空资产指挥控制的军事指挥官非常清楚来自于广阔太空领域的挑战。人类可利用的太空领域体积比地球上的海洋大数十万倍，包含成千上万个以每小时几万英里的速度飞驰的物体。这种极端环境下的速度和规模在概念层面都很难把握，更不用说作战层面。当前空间态势感知工具和技术是在太空中有较少物体时研发的，那时只有少数国家可以将卫星送入轨道，轨道环境很容易预测。但在过去十年中，随着航天产业的不断发展，这种情况发生了巨大变化，曾经冷清的轨道涌入了大量的卫星。在这种背景下，负责空间态势感知的指挥官在规划、评估和执行太空作战时，经常依赖于过时的工具和程序以及不完善的信息。
第一阶段计划
“标记”项目第一阶段聚焦于空间态势感知和指挥控制技术。BAE系统公司地面弹性与分析业务负责人麦克·彭佐表示，军事指挥官必须拥有出色的空间态势感知能力，才能在当今日益复杂的环境下，快速评估、规划和执行作战。“标记试验台”将帮助美军快速评估并整合太空指挥控制技术。在虚拟太空作战场景下，指挥官将学习如何获得态势感知；这在太空将是一个严峻挑战，因为空间态势感知意味着跟踪并管理以极快速度移动的成千上万的太空物体。
该试验台还将使美军领导人员遂行“多域”作战，集成并分析从太空、陆地、空中、海洋和网络空间采集的数据，以支持同步的太空和地面任务。DARPA将该试验台称为“有弹性、可扩展、安全的企业级软件架构，将成为技术研发与试验平台的主干”。
DARPA后续还计划为该试验台添加新功能，以支持现实中基于作战想定的演练，测试应对复杂新兴威胁的太空指挥控制技术。BAE系统公司将主办演练活动，为“标记”项目的认知评估团队收集指标数据，并甄别未来可供国防部联合太空作战中心（JSpOC）和国家太空防御中心使用的技术。
DARPA预计这种技术将为指挥官提供“前所未有的态势感知能力”，从而使其能够缩短决策和行动所需时间。
下一阶段工作
“标记”项目下一阶段工作是“标记太空评估与分析能力”（Hallmark SEAC）项目，“标记软件试验台”的企业级架构将作为该分析中心的主干。该分析中心将部署于北弗吉尼亚，用于太空指挥控制软件和程序的研发、集成、建模、仿真及现实测试。
DARPA授出合同，为空间战指控系统开发设计测试床
来源：电科小氙
DARPA向BAE公司授出1280万美元合同，为开发空间战指控系统设计测试床，能使得美军特别是联合空间作战中心（JSpOC）和联合跨部门合成空间作战中心（JICSpOC）使用新技术进行试验，实现实时空间指挥控制，帮助美军指挥员为外层空间作战做好准备。这一工作是DARPA开发的Hallmark项目的一部分。
随着卫星发射数量的不断增多，空间环境日益拥挤和复杂。美军目前的空间域感知工具和技术开发时间较早，已经无法满足指挥员的太空态势感知及指挥控制需求，使其在美军太空军事行动的评估和执行过程中无法获取足够的信息。为解决这些技术和战略挑战，2016年6月，DARPA启动了Hallmark项目，旨在实现美军太空指挥控制能力上的突破。
BAE公司的合同属于Hallmark项目的第一项工作——开发Hallmark软件测试床，关注开发集成企业软件架构及创建空间企业分析能力（SEAC）。该测试床将促进一系列新型改良工具和技术的创建与评估，这些工具和技术可纳入到国防部联合空间作战中心和联合跨部门合成空间作战中心的近期作战应用。
Hallmark软件测试床的任务是创建一个虚拟的空间作战区，使得美军指挥员能够更好的理解空间环境和潜在威胁。BAE公司专家称，为了在这一日益复杂的空间环境中快速评估、规划和实施作战，军事指挥员必须对空间域有更深认识。
该技术将帮助军事人员快速评估并综合空间指控技术。指挥员将在一个虚拟的空间作战环境中，学习如何获得态势感知信息，当作战行动发生在距离地球数百或数千英里以外时，这是极为严峻的挑战。
这一测试床也使得指挥员能够实践多域作战，综合和分析收集的空、天、地、海上及赛博空间数据，支持并发的空间和地面任务。DARPA将其描述为一个灵活、可伸缩的、安全的企业软件架构，将成为技术开发和试验的主干。
Hallmark项目的第一阶段关注空间态势感知和指控技术，之后，DARPA希望向该系统添加新的特性，进行现实的基于场景的试验，针对复杂现有威胁测试空间指控技术。该项目的下一个阶段是Hallmark空间评估和分析能力。分析中心将用于开发、集成、建模、仿真以及对空间指控软件进行实际测试。
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