郭宇国防工业DARPA新局长首次阐述机构发展重点（下）

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　　前言
　　2021年4月13日，刚上任不足一个月的美国国防高级研究计划局（DARPA）局长斯蒂芬妮·汤普金斯（Stefanie Tompkins），在参议院拨款委员会国防分委会组织的＂国防研究与创新＂听证会上，首次阐述了DARPA的三个发展方向——＂对抗同级别对手＂＂为当前及未来的作战部队而创新＂＂促进美国的创新＂，并提出了每个方向的发展重点。
　　图1 DARPA局长斯蒂芬妮·汤普金斯
　　二、为当前及未来的作战部队而创新
　　（一）遏制新冠疫情发展蔓延
　　自2011年以来，DARPA生物技术办公室（BTO）便关注并资助DNA或mRNA基因疫苗的研发。与传统疫苗相比，此项技术在时效性、产能、运输和安全性方面具有显著优势，但其缺点在于，需要注射数剂才能形成抗体保护，这在一定程度上延缓了兵力部署并影响军力发挥。
　　DARPA在针对抗击新冠疫情的医学对策方面有若干研究项目。在新冠疫情出现之前，DARPA于2016年实施＂Make IT＂项目，通过设计与合成新型分子为下一代军用产品提供技术支撑；于2018年6月实施＂等位基因和反应元素预先表达＂项目，以开发普遍适用的医疗对策，暂时性调节人体的保护性基因活性；于2018年10月实施＂加速分析发现＂项目，期望通过加快高性能分子的发现和优化程序快速满足国防部需求。新冠疫情爆发后，DARPA进一步加强了与科研院校和创新企业的合作，并加快＂流行病预防平台＂（P3）等计划的进度，其主推和参与了多个新冠病毒疫苗和抗体的研发工作。
　　图2 ＂流行病预防平台＂（P3）计划示意图
　　（二）延长救援＂黄金时间＂
　　作战人员受到重伤到确保其生存的窗口期为救援＂黄金时间＂，大部分情况下，该窗口期仅有一小时左右。为了提升作战人员的生存率，DARPA于2018年实施＂生物停滞＂项目，通过生物化学物质控制蛋白质消耗能量水平，使细胞活动接近停止状态，从而为救治伤患争取更多救援时间。
　　（三）服务受伤退役军人
　　为了帮助受伤和退伍军人恢复身体功能，DARPA于2014年，发起＂假肢本体感受与触觉接口＂计划，其目标是在数年内开发出先进的机器人手臂，帮助截肢者重新获得真实的触觉和运动感。此外，在33.7万名患有严重脊髓损伤的美国人中，退伍军人占比达13%。为此，DARPA于2020年10月启动为期5年的＂BG+＂计划，以开发新型智能和自适应神经接口，修复脊髓损伤。
　　图3 ＂假肢本体感受与触觉接口＂计划示意图
　　三、促进美国的创新
　　（一）人工智能
　　DARPA当前正致力于第三代人工智能技术的研发工作。2018年9月，DARPA实施＂下一代人工智能＂计划，并表示将在未来5年向人工智能技术领域投入20亿美元构建能够进行类似人类交流和逻辑推理的人工智能工具。在此之前，DARPA还于2017年8月启动＂保障自主＂计划，通过改进无人机、无人车辆等自主无人系统的安全理念和计算方式，提高其安全性和学习处理复杂环境中各种变量的能力；于2018年7月发起＂人工智能探索＂项目，通过提供一系列投资机会加快新AI概念的开发速度。
　　图4 ＂保障自主＂计划构想图
　　（二）微电子
　　先进微电子设计、制造成本增加、复杂度提升等因素对美国国防经济和安全优势造成挑战。为此，2017年6月，DARPA发起＂电子产业振兴计划＂（ERI），着力促进先进新材料、电路设计和系统架构等方面的创新性研究。该计划将通过国防、商业和学术界之间的协作，加速电子技术及系统的生产力增长和性能提升，为国防部在雷达，通信和武器系统等方面提供技术支持。
　　图5 ＂电子产业振兴计划＂概念图
　　（三）5G网络
　　新兴的5G移动无线网络技术有望大幅提高网络规模和速度，但目前5G技术仍存在透明性不足等缺点，这导致其难以被高效可靠地应用于国防领域。2020年，DARPA发起＂开放可编程安全5G＂项目，针对5G移动网络积极探索符合标准的开放式网络堆栈的开发，以进一步提升5G及下一代网络的安全性。
　　（四）量子信息科学
　　量子信息科学具体包括计算、通信和传感技术，但目前由于传感器技术瓶颈，这些技术仍不够成熟。DARPA近年来一直在围绕量子信息科学进行基础和应用研究，如小型量子便携式设备的研制，该设备即使在无GPS信号的情况下，也可在数周内保持时间和位置的高精准性。当前，量子信息科学研究仍是DARPA的难点。
　　（五）培育创新基地
　　一是为初创团队提供支持。2021年2月，DARPA进一步拓展＂嵌入式创业＂项目，为研究团队提供平均25万美元的资金，以帮助其聘用经验丰富的企业家或企业高管。此外，研究团队还可以获得商业化导师和DARPA过渡工作组的支持，该工作组包括100多家在规模扩张和供应链开发方面经验丰富的美国投资者和企业。二是加强与大学研究人员的联系。2020年9月，DARPA举办线上峰会以使参会者了解DARPA近期投资重点，以及获得项目投资的机会和渠道，此次会议吸引了来自全国126所学校的223名代表参加。三是发展下一代研究人员，如发起＂联合大学微电子学＂（JUMP）计划，此计划建立了一个由DARPA与工业界组成的联盟，联盟成员共同拟定重点研究领域，并为项目提供资金支持。