2015年DARPA網(wǎng)站最受關(guān)注十大國(guó)防科技事件回顧

據(jù)美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局（DAPRA）網(wǎng)站2015年12月30日?qǐng)?bào)道，2015年，DARPA支持了約250個(gè)變革性項(xiàng)目，這些面向未來的創(chuàng)新性技術(shù)廣受公眾關(guān)注，DARPA網(wǎng)站因此獲得了將近2000萬(wàn)次的頁(yè)面訪問量。根據(jù)頁(yè)面訪問情況，DARPA公布了 2015年該網(wǎng)站最受關(guān)注的十大國(guó)防科技事件。

10.機(jī)器人通過“觀看”網(wǎng)絡(luò)視頻學(xué)習(xí)執(zhí)行任務(wù)

目前，機(jī)器人可以通過學(xué)習(xí)很好地掌握物體和模式識(shí)別能力，但要理解所獲取的視覺信息，并在此基礎(chǔ)上開展行動(dòng)卻要困難得多。2015年1月29日，DARPA網(wǎng)站報(bào)道了美國(guó)馬里蘭大學(xué)的研究人員在DARPA “感知、利用與執(zhí)行中的數(shù)學(xué)應(yīng)用”（MSEE）項(xiàng)目下開發(fā)出一種新系統(tǒng)，該系統(tǒng)使機(jī)器人在“觀看”YouTube網(wǎng)站上的一系列烹飪教學(xué)視頻后，通過處理所獲得的視覺數(shù)據(jù)，能夠識(shí)別、抓取和操作廚房用具或物體，并在無(wú)需人工輸入或編程的情況下熟練地執(zhí)行視頻演示的任務(wù)。最初，MSEE項(xiàng)目致力于發(fā)展感知能力，包括覺察、辨識(shí)與理解。目前，該項(xiàng)目已進(jìn)入執(zhí)行能力的研發(fā)階段，即開發(fā)將獲取的視覺信息轉(zhuǎn)化為行動(dòng)的能力。

MSEE項(xiàng)目取得的另一項(xiàng)重要成果是使機(jī)器人具有了信息積累和共享能力，使得機(jī)器人能夠在以往學(xué)習(xí)成果的基礎(chǔ)上繼續(xù)學(xué)習(xí)。該研究將對(duì)機(jī)器人的教學(xué)和訓(xùn)練產(chǎn)生重大影響，有望加快學(xué)習(xí)速度、降低成本，甚至授權(quán)某些機(jī)器人與其他機(jī)器人共享學(xué)習(xí)成果。該研究未來或?qū)?duì)軍事維修、后勤保障等領(lǐng)域有所裨益。

9.DARPA開始執(zhí)行“電子處方”項(xiàng)目以支持身體和精神的自我治愈

2015年10月5日，DARPA選擇了7個(gè)研究團(tuán)隊(duì)，開始執(zhí)行“電子處方”（ElectRx）項(xiàng)目。該項(xiàng)目旨在研發(fā)一種通過調(diào)節(jié)末梢神經(jīng)活動(dòng)來治療疾病的閉環(huán)系統(tǒng)。未來，該系統(tǒng)將在臨床試驗(yàn)中進(jìn)行各種測(cè)試，為諸如慢性疼痛、炎癥性疾病、創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙等疾病和運(yùn)用傳統(tǒng)治療方法可能無(wú)法治愈的其他疾病提供新型的自我治愈方案。

末梢神經(jīng)系統(tǒng)是身體的信息高速公路，該技術(shù)能夠探測(cè)疾病的發(fā)作并通過刺激末梢神經(jīng)調(diào)節(jié)大腦、脊髓和內(nèi)臟器官功能，自動(dòng)進(jìn)行修復(fù)。這方面，應(yīng)用最早也是最簡(jiǎn)單的一個(gè)例子就是心臟起搏器?！半娮犹幏健表?xiàng)目旨在將類似的研究拓展到身體的其他器官，比如，治療由于類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎等炎癥性疾病引起的脾臟腫大。

8.“持久近距空中支援”系統(tǒng)成功完成首次飛行試驗(yàn)

DARPA的“持久近距空中支援”（PCAS）項(xiàng)目致力于研發(fā)幾乎可適用于任何飛機(jī)的、能夠在機(jī)載部隊(duì)與地面部隊(duì)間實(shí)現(xiàn)態(tài)勢(shì)感知和武器系統(tǒng)數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)共享的技術(shù)。PCAS系統(tǒng)包括空中和地面兩大組成部分，空中部分（PCAS-Air）包括武器系統(tǒng)管理，情報(bào)、監(jiān)視與偵察（ISR）以及集成在一個(gè)模塊化的智能發(fā)射器中的通信系統(tǒng)。PCAS系統(tǒng)的地面部分（PCASGround）是一套基于商業(yè)安卓平板電腦開發(fā)的態(tài)勢(shì)感知與繪圖軟件，PCAS-Air通過PCAS-Ground與地面部隊(duì)進(jìn)行通信。

2015年3月27日，DARPA在海軍陸戰(zhàn)隊(duì)的TALON REACH步兵/航空兵演習(xí)中首次對(duì)整個(gè)PCAS原型系統(tǒng)進(jìn)行了測(cè)試。這次試驗(yàn)標(biāo)志著通過包括支援地面部隊(duì)的導(dǎo)軌發(fā)射彈藥系統(tǒng)、數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)鏈路和先進(jìn)軟件等工具，自動(dòng)的數(shù)字化實(shí)時(shí)協(xié)調(diào)能力首次成功集成到軍用飛機(jī)系統(tǒng)。此次全系統(tǒng)的飛行試驗(yàn)從最初計(jì)劃到試驗(yàn)完成用時(shí)不到120天。PCAS項(xiàng)目在隨后的幾個(gè)月又成功完成了進(jìn)一步的試驗(yàn)。

未來，該項(xiàng)目計(jì)劃在對(duì)抗激烈的作戰(zhàn)環(huán)境下，在PCAS和其他任務(wù)中實(shí)現(xiàn)更加精準(zhǔn)、迅速、更輕松地空地協(xié)同作戰(zhàn)，并尋求通過使用更小型的彈藥打擊更小、更多種類的目標(biāo)或移動(dòng)的目標(biāo)，降低來自友軍的炮火誤射和附帶損傷風(fēng)險(xiǎn)。

7.ALASA項(xiàng)目繼續(xù)推進(jìn)

為滿足日益增長(zhǎng)的小衛(wèi)星發(fā)射需求，NASA的“空中發(fā)射輔助太空進(jìn)入計(jì)劃”（ALASA）項(xiàng)目旨在實(shí)現(xiàn)從傳統(tǒng)飛機(jī)（如F-15戰(zhàn)斗機(jī)）上發(fā)射低成本一次性運(yùn)載火箭。比如，在一天時(shí)間內(nèi)將重約45千克的衛(wèi)星送至低地球軌道，且單次發(fā)射成本控制在100萬(wàn)美元以內(nèi)。2014年初，該項(xiàng)目完成第一階段的系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作，并選擇了波音公司作為第二階段的主承包商，研制原型系統(tǒng)并執(zhí)行12次軌道試射。據(jù)2015年2月DARPA網(wǎng)站報(bào)道，DARPA計(jì)劃在2015年底進(jìn)行飛行驗(yàn)證試驗(yàn)，在2016年上半年進(jìn)行首次軌道發(fā)射試驗(yàn)。但是由于在2015年4月和8月進(jìn)行的兩次地面試驗(yàn)均以爆炸告終，DARPA在2015年11月宣布取消從改進(jìn)型F-15戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)射小衛(wèi)星的計(jì)劃，終止了ALASA項(xiàng)目。據(jù)報(bào)道，該推進(jìn)劑的研發(fā)工作仍將繼續(xù)，將ALASA項(xiàng)目研發(fā)的技術(shù)投入實(shí)際應(yīng)用的工作也會(huì)繼續(xù)進(jìn)行。

6.DARPA投入350萬(wàn)美元資助機(jī)器人挑戰(zhàn)賽

2011年發(fā)生的日本福島核電站事故凸顯出危險(xiǎn)環(huán)境下使用機(jī)器人處理自然或人為災(zāi)害的需求。為響應(yīng)日益增強(qiáng)的機(jī)器人應(yīng)用需要，DARPA發(fā)起機(jī)器人挑戰(zhàn)賽（DRC），要求機(jī)器人能夠完成諸如獨(dú)自驅(qū)動(dòng)、穿過廢墟、爬樓梯、轉(zhuǎn)動(dòng)閥門等一系列高難度任務(wù)。2013年，DARPA進(jìn)行了DRC選拔賽。2014年6月，DARPA在原決賽要求的基礎(chǔ)上又追加了一系列要求，包括參賽機(jī)器人應(yīng)全部實(shí)現(xiàn)無(wú)線操作，比賽過程中禁止任何人為的物理干預(yù)，比賽過程中會(huì)設(shè)置通信降級(jí)區(qū)段以模擬災(zāi)害地區(qū)的通信環(huán)境等要求。

DRC總決賽于2015年6月5—6日在加利福尼亞州的波莫那展覽中心舉行，DARPA將三甲獎(jiǎng)金從原定的200萬(wàn)美元提高到350萬(wàn)美元，前三名分別授予200萬(wàn)美元、100萬(wàn)美元和50萬(wàn)美元。共有23個(gè)團(tuán)隊(duì)入圍決賽，進(jìn)入決賽的機(jī)器人已經(jīng)升級(jí)為無(wú)線操作機(jī)器人，比賽演示驗(yàn)證了為應(yīng)對(duì)災(zāi)害而研發(fā)的人工監(jiān)控的自主性機(jī)器人技術(shù)。最終，由韓國(guó)科學(xué)技術(shù)院KAIST團(tuán)隊(duì)研制的DRC-Hubo機(jī)器人贏得大獎(jiǎng)。

5.DARPA尋求研發(fā)可應(yīng)用百年的軟件系統(tǒng)隨著軟件系統(tǒng)復(fù)雜度和功能的持續(xù)增強(qiáng)，為保障軟件系統(tǒng)的良好運(yùn)行，需要周期性地進(jìn)行更新和升級(jí)。由于軍事系統(tǒng)已經(jīng)采用了眾多功能強(qiáng)大、運(yùn)行優(yōu)良的軟件并且處理內(nèi)容多為涉及國(guó)家安全的重要信息，所以，軍用軟件的更新升級(jí)比民用軟件更為復(fù)雜，并且需要花費(fèi)大量時(shí)間和成本。為此，2015年4月，DARPA宣布將啟動(dòng)一項(xiàng)為期4年的研究項(xiàng)目—“資源自適應(yīng)軟件系統(tǒng)構(gòu)建”（BRASS）項(xiàng)目，為開發(fā)使用壽命長(zhǎng)（計(jì)劃可穩(wěn)定運(yùn)行超過100年）、性能穩(wěn)定（可根據(jù)資源及運(yùn)行環(huán)境進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整）、拓展性強(qiáng)的自適應(yīng)軟件研究所需的基礎(chǔ)性計(jì)算技術(shù)和算法。該項(xiàng)目預(yù)計(jì)將大幅改進(jìn)軟件的恢復(fù)力、可靠性和可維護(hù)性。

4.DARPA發(fā)布未來構(gòu)想

2015年3月26日，DARPA發(fā)布題為《服務(wù)于國(guó)家安全的突破性技術(shù)》的報(bào)告，該報(bào)告每?jī)赡臧l(fā)布一次。報(bào)告概述了DARPA面對(duì)當(dāng)前飛速發(fā)展的世界環(huán)境所承擔(dān)的歷史使命、當(dāng)前進(jìn)行的和即將開展的重點(diǎn)研究領(lǐng)域，以及DARPA開發(fā)的技術(shù)轉(zhuǎn)化的最新情況。在該報(bào)告發(fā)布的同時(shí)，DARPA局長(zhǎng)阿爾提·普拉巴卡爾還在眾議院軍事委員會(huì)新興威脅與能力小組委員會(huì)舉辦的主題為“國(guó)防部2016財(cái)年科學(xué)與技術(shù)項(xiàng)目：奠定基礎(chǔ)以維持技術(shù)優(yōu)勢(shì)”的聽證會(huì)上發(fā)表了證詞。

目前，DARPA的戰(zhàn)略投資主要專注于以下4個(gè)領(lǐng)域：

（1）復(fù)雜軍事系統(tǒng)的再思考。為快速發(fā)展突破性軍事能力并實(shí)現(xiàn)迅速集成，DARPA正致力于開發(fā)模塊化的、更易于升級(jí)和改進(jìn)的武器系統(tǒng)，確保美軍的空中、水下、地面、空間與網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)地位，改進(jìn)不依賴GPS的定位、導(dǎo)航與授時(shí)技術(shù)，增強(qiáng)抵御恐怖主義的防御能力。

（2）掌握信息爆炸時(shí)代的主動(dòng)權(quán)。DARPA正在運(yùn)用大數(shù)據(jù)工具發(fā)展海量數(shù)據(jù)信息挖掘與分析的新方法，以及從根本上保障系統(tǒng)安全的自動(dòng)網(wǎng)絡(luò)防御能力和技術(shù)。

（3）充分利用生物技術(shù)。2014年，DARPA創(chuàng)建了生物技術(shù)辦公室，以期充分利用神經(jīng)科學(xué)、免疫學(xué)、遺傳學(xué)及相關(guān)領(lǐng)域取得的突破性成果。

（4）不斷拓展技術(shù)前沿。DARPA的核心工作始終圍繞著解決那些看上去無(wú)法解決的物理和工程困難，為保持這種研發(fā)勁頭，DARPA正致力于運(yùn)用更深層次的數(shù)學(xué)獲得新的研發(fā)能力，創(chuàng)造新材料和新工藝，致力于充分利用量子物理學(xué)。

3. “小精靈”項(xiàng)目有望實(shí)現(xiàn)低成本的高效分布式空中作戰(zhàn)能力

2015年8月，DARPA啟動(dòng)“小精靈”項(xiàng)目，尋求研發(fā)可機(jī)載大量發(fā)射的、小型可重復(fù)使用無(wú)人空中系統(tǒng)的能力，為美軍提供協(xié)調(diào)的分布式空中作戰(zhàn)能力。比起當(dāng)前昂貴的一體化作戰(zhàn)平臺(tái)，這類小型無(wú)人機(jī)成本低且可以重復(fù)使用，能夠遠(yuǎn)距離投放并實(shí)現(xiàn)空中回收和再利用，具有很強(qiáng)的作戰(zhàn)靈活性。

“小精靈”項(xiàng)目的另一個(gè)研發(fā)目標(biāo)是驗(yàn)證這類小型無(wú)人系統(tǒng)的成本優(yōu)勢(shì)，驗(yàn)證這類至少機(jī)身可重復(fù)使用的無(wú)人機(jī)相比一次性使用的系統(tǒng)具有明顯成本優(yōu)勢(shì)。該項(xiàng)目將進(jìn)行一次概念驗(yàn)證性飛行試驗(yàn)，驗(yàn)證系統(tǒng)能夠穩(wěn)健地、經(jīng)濟(jì)可承受地使用情報(bào)、監(jiān)視與偵察模塊和其他模塊，或是搭載其他非動(dòng)能載荷。

2.EXACTO制導(dǎo)子彈驗(yàn)證針對(duì)移動(dòng)目標(biāo)的重定向性能

DARPA“超精準(zhǔn)任務(wù)彈藥”（EXACTO）項(xiàng)目旨在研發(fā)可自行調(diào)整方向進(jìn)行瞄準(zhǔn)的子彈，以提升高難度、遠(yuǎn)距離射擊的命中率。2015年2月，該項(xiàng)目完成了迄今為止最成功的一輪實(shí)彈測(cè)試，測(cè)試中，使用EXACTO項(xiàng)目研制的彈藥結(jié)合實(shí)時(shí)光學(xué)制導(dǎo)系統(tǒng)能夠補(bǔ)償天氣、風(fēng)力、目標(biāo)移動(dòng)及其他影響因素的干擾，跟蹤并命中目標(biāo)。一名經(jīng)驗(yàn)豐富的射手使用EXACTO子彈多次命中移動(dòng)和閃避的目標(biāo)，甚至一名首次使用該制導(dǎo)子彈系統(tǒng)的新手也命中了一個(gè)高難度的移動(dòng)目標(biāo)。EXACTO項(xiàng)目開發(fā)出新的射擊方法，增加了射程，提升了命中率和狙擊手的效率，縮短了作戰(zhàn)時(shí)間。

1.DARPA啟動(dòng)新項(xiàng)目以提高大腦的學(xué)習(xí)記憶能力

DARPA啟動(dòng)為期24個(gè)月的“記憶回放激活”（RAM Replay）項(xiàng)目，研究大腦神經(jīng)中樞在記憶形成和回放方面的作用，目標(biāo)是幫助個(gè)體更好地記憶特定情景的事件和所學(xué)技能。該基礎(chǔ)研究項(xiàng)目旨在研發(fā)一種新穎而嚴(yán)密的計(jì)算方法，幫助研究人員確定大腦中哪些部分與記憶形成和回憶有關(guān)，以及這些部分發(fā)揮了多大作用。該項(xiàng)目的研究成果將通過現(xiàn)實(shí)的國(guó)防部相關(guān)任務(wù)進(jìn)行評(píng)估，而非傳統(tǒng)的在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行的基于計(jì)算機(jī)行為模式的仿真評(píng)估。研究取得的關(guān)于記憶評(píng)估以及記憶機(jī)制的新知識(shí)和新范式都將有助于加快腦損傷士兵的康復(fù)或幫助其改善記憶障礙。