DARPA发布《保障国家安全的突破性技术》战略文件

DARPA的历史使命

目前，DARPA下设6个技术办公室，共管理250个项目，涉及各类合同/协议约2000份。《战略》指出，DARPA成立50多年来，一直以重点投资国家安全层面的突破性技术为使命，培育了由学术界、企业、政府机构和各军种组成的创新生态系统，借助外部力量取得一系列突破。

同时，DARPA也认识到世界正经历深刻的技术、经济和地缘政治变革，美国在先进技术领域的主导地位正面临挑战。首先，美军独有的复杂部件和系统在全球市场上越来越容易获得，单个先进硬件不足以带来军事和经济上的优势;其次，先进技术更易扩散，即使新兴的生物技术设备未来也能轻易获得;第三，地缘政治变化剧烈，国家和非国家组织正带来传统武器威胁和核扩散威胁，全球社会、经济和环境趋势也影响世界稳定。为应对这些挑战，DARPA已在微电子和通信、生物技术、数学和算法、大数据分析等领域开展研究，这些领域的进步将确保美国未来几十年的技术优势。

DARPA的投资领域

《战略》为DARPA设定四项优先的战略投资领域并分别阐释DARPA希望在各领域获得的能力，四项战略投资领域分别为：重新考量复杂军事系统、主宰信息爆炸、利用生物技术和扩展技术前沿。

重新考量复杂军事系统

《战略》指出，武器装备的复杂性与日俱增，但这些复杂系统存在的固有缺陷已严重弱化其带来的效能增益。目前美国处理该问题的方法守旧且效果甚微，但对手却正以更灵活的方式利用最新技术，这使得美国在对手面前更加脆弱。为改变这一局面，DARPA将从下述几方面开展工作。

一是确保制电磁权。DARPA正探索先进的算法，以实时识别并对抗敌方雷达;开发可配置的射频系统，使通信、雷达和电子战能共享宝贵的频谱资源;研制可用于国防的感知及成像电子平台。

二是增强不依赖GPS的定位、导航与授时能力。目前，精确的定位、导航与授时（PNT）系统在战场随处可见，PNT所依赖的复杂卫星信号成为潜在攻击对象。DARPA正在开发GPS受限环境下的高精度导航与授时技术，同时确保分布式系统拥有更好的同步性，以全新的协作模式工作。

三是在竞争环境下维持空中优势。各种新技术的出现和应用正威胁美国的空中优势。DARPA正谋划开发X-Plane样机，研究所有可用于航空新平台的技术;同时，DARPA也在开发新的系统架构和试验工具，以研制具有良好一致性的模块化分布式任务系统。

四是在高超声速领域占据全球领导地位。高超声速精确打击弹药将会改变战场态势。DARPA正在研究前所未有的高超声速能力，为美国的快速响应提供新的能力方案，同时也阻止对手的技术战略突袭。

五是主张稳健的空间能力。美国所有关键的安全问题都依赖于空间，但美国的空间能力并不适应全球快速变化的节奏。DARPA正研究如何在更短的时间内、以更低的成本将卫星发射入轨;同时，DARPA还在开展可提升空间态势感知能力的相关技术演示验证。

六是增强海上灵活性。DARPA正在开发反潜战持续跟踪无人艇;开发小规模交战用无人潜航器;开发可从小型水面舰艇上布放和回收的长航时无人机。

七是发挥地面控制力。DARPA正研究颠覆性的先进地面车辆，以显著提升下一代战车的机动性和生存能力;同时也在开发一系列优势能力，帮助地面部队扩展交战范围，增强态势感知能力并提高可操作性。

八是增强反恐防御能力。DARPA正围绕放射性、网络空间和生命科学范畴的大规模恐怖主义威胁寻求新的能力，研发并测试具有高效费比、可方便部署、可移动的联网探测器，为城市作战提供实时监控。

主宰信息爆炸

加速增长的信息量使得机遇与挑战并存。海量信息隐藏着各种关联和因果关系，一旦厘清，就能透过现象看本质，这些都是机遇，也恰好是存在巨大挑战的地方，即如何挑选出有用信息，如何知晓所掌握信息的可信性。

为了应对这一挑战，DARPA从以下几个方面开展研究。 DARPA正在开发可从小型水面舰艇上布放和回收的长航时无人机。 开发出可在义肢传感器与神经系统之间建立信息回路的植入式系统，是DARPA 利用生物技术的目标之一。

一是探寻大数据的内在价值。重要数据的甄别极其关键。DARPA的工作包括：开发算法，快速识别某一想定下的异常行为;研究相关技术，全面感知并了解网络战;形成自主化的计算能力;发展搜索技术，用于发现、组织并展示某一特定领域的内容;研究自动分析图片和音频文件的方法。DARPA的目标是为信息使用人员提供强大的大数据分析工具。

二是在信息系统中建立信任。信息对士兵至关重要。DARPA正在开发可确保关键决策所依赖的数据可信的技术，包括：更高效的识别鉴定技术;不受特定安全性能限制的操作系统;自动响应网络攻击的网络防御能力;采用新方法，在目前不可信的全球供应链中构建可信系统。

利用生物技术 基因技术和生物信息学日益成熟，生物医学领域也不断取得突破，逐步使生命科学、工程学和计算机科学连成一体，这将促进新的交叉学科的产生，并带来精神健康和材料科学等领域的突破。意识到这一未开发领域存在的巨大机遇及已显现出的颠覆性特质，DARPA在2014年成立了生物技术办公室。为更快推进该领域的发现，DAPRA正从以下方面展开工作。

一是加速推进合成生物学研究。生物系统已形成一套复杂、高效的化合物合成方法。DARPA正在开发可有效控制生物合成和功能的技术，旨在构建革命性生物基制造平台，实现新的生产模式并生产性能更好的材料。

二是消灭传染性疾病。2014年埃博拉疫情大爆发表明，新兴传染性疾病不仅是健康的重大威胁，同样也危及国家稳定。DARPA正开发一种非传统的生物学方法，以降低传染性疾病构成的威胁。

三是掌握新的神经学技术。DARPA的目标包括：研发用于人体诊断的可植入神经接口，应对记忆力衰退，并为患有神经系统等疾病的患者提供精准的治疗性刺激;开发出可在义肢传感器与神经系统之间建立信息回路的植入式系统，提高义肢灵活性，甚至使截肢者获得接触感知。

扩展技术前沿

DARPA的核心工作一直是攻克难以解决的自然科学和工程学难题;一旦这些问题得以解决，便将这些突破形成新的能力并应用到国家安全领域。

为保持上述核心工作，DARPA正从以下几方面构建新能力。

一是数学的深度应用。从网络防御到大数据分析，乃至复杂现象的预测模型，许多现实的技术挑战都因相关数学科学的不完善而缺少解决方案。DARPA正在构建并应用新的数学方法进行复杂系统的展示、设计和测试;同时，DARPA还针对极复杂的系统开发新的数学工具。

二是投资新的化学、工艺和材料。材料对军事系统的限制是根本性的。目前仅很少一部分新材料从实验室转化到作战系统中。为更方便地开展新材料的评估并促进应用，DARPA正开发新的模型和策略工具，用于功能可靠性的评估和预测，并开发低成本的制造方法来满足定制和小批量生产需求。DARPA还在开发直接从原子级原材料构建集成系统的技术。

三是掌握并利用量子物理学。DARPA正快速推进量子技术，包括纳米/量子级光-电-机械结构工程、通过光冷技术实现对冷原子的精确控制等。这些技术将为导航/授时、生化探测、通信和信息处理、计量、电磁频谱深度控制、电子战等带来新生力量。

DARPA所取得的成就

《战略》总结了DARPA所取得的重大技术突破和近期技术转化情况。

《战略》指出，DARPA在精确制导弹药、隐身、无人系统、先进情报/监视/侦察技术、红外夜视仪5个领域取得重大技术突破。其近期技术转化情况主要体现在信息、电磁、陆、海、空、天和作战士兵技术7个领域。①信息领域。包括：自主、实时地全面覆盖监视成像系统，使联合特种作战司令部能够收集和共享对手网络和高价值目标信息;语言翻译装备和系统，使作战士兵能听懂当地语言以获取情报;照片和影像开发项目，可提高分析人员生产力。②电磁领域。氮化镓技术促进了三大重要系统的开发，分别是：下一代干扰器，使海军获得干扰对手雷达的能力;防空反导雷达，能搜索并跟踪弹道导弹;“空间笆篱”，可提高空间态势感知能力。③地面系统。包括：集成情报系统，使陆军能更快地分析各类数据以识别威胁;持续空中保障系统，使陆军特种作战司令部能更快、更精确地获得空中支援。④海上系统。包括：射程更远且具备独立制导能力的远程反舰导弹，海军正加快部署该导弹;分布式敏捷猎潜系统，海军正进行水下监视试验，测试该系统的深海探潜能力;海上无人机平台项目，海军正验证该平台的原型系统。⑤航空领域。包括：高空高分辨率数据收集项目，支持美军在阿富汗等战区的作战;重设飞行模式项目，使空军飞机能够自主飞行和攻击作战，减少10%的油耗;新型燃料电池材料，已用于无人机，陆军和海军陆战队的实验室正研究其他方面转化。⑥空间领域。空间监视望远镜项目，空军航天司令部已完成其军事应用评估研究。⑦作战士兵技术。革命性义肢项目，美国食品与药品监督管理局已准许该义肢投放市场。

总之，此次发布新版《战略》文件，一是突出DARPA的历史成就。精确制导弹药、隐身、无人等技术都是DARPA在第二次“抵消战略”时取得的成就。目前，DARPA正谋求主导第三次“抵消战略”的技术发展。二是强调运行模式的优越性。DARPA能融合学术界、企业、政府部门等科研力量，研究攸关国家安全的突破性技术，强调以项目经理为核心的运作模式，并能够成功地将项目成果转化到各军种。三是重视集成能力和“速度”。《战略》提出美军应发展“敏捷化、模块化和功能上协作的武器平台，以加快新武器部署速度并确保其便于升级”。《战略》还认为“速度是DARPA项目的核心目标和驱动力，是战略重心，体现在与安全相关的各领域和各层级”。