2015年DARPA網(wǎng)站最受關注十大國防科技事件回顧

據(jù)美國國防高級研究計劃局（DAPRA）網(wǎng)站2015年12月30日報道，2015年，DARPA支持了約250個變革性項目，這些面向未來的創(chuàng)新性技術廣受公眾關注，DARPA網(wǎng)站因此獲得了將近2000萬次的頁面訪問量。根據(jù)頁面訪問情況，DARPA公布了 2015年該網(wǎng)站最受關注的十大國防科技事件。

10.機器人通過“觀看”網(wǎng)絡視頻學習執(zhí)行任務

目前，機器人可以通過學習很好地掌握物體和模式識別能力，但要理解所獲取的視覺信息，并在此基礎上開展行動卻要困難得多。2015年1月29日，DARPA網(wǎng)站報道了美國馬里蘭大學的研究人員在DARPA “感知、利用與執(zhí)行中的數(shù)學應用”（MSEE）項目下開發(fā)出一種新系統(tǒng)，該系統(tǒng)使機器人在“觀看”YouTube網(wǎng)站上的一系列烹飪教學視頻后，通過處理所獲得的視覺數(shù)據(jù)，能夠識別、抓取和操作廚房用具或物體，并在無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。最初，MSEE項目致力于發(fā)展感知能力，包括覺察、辨識與理解。目前，該項目已進入執(zhí)行能力的研發(fā)階段，即開發(fā)將獲取的視覺信息轉化為行動的能力。

MSEE項目取得的另一項重要成果是使機器人具有了信息積累和共享能力，使得機器人能夠在以往學習成果的基礎上繼續(xù)學習。該研究將對機器人的教學和訓練產(chǎn)生重大影響，有望加快學習速度、降低成本，甚至授權某些機器人與其他機器人共享學習成果。該研究未來或將對軍事維修、后勤保障等領域有所裨益。

9.DARPA開始執(zhí)行“電子處方”項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個研究團隊，開始執(zhí)行“電子處方”（ElectRx）項目。該項目旨在研發(fā)一種通過調節(jié)末梢神經(jīng)活動來治療疾病的閉環(huán)系統(tǒng)。未來，該系統(tǒng)將在臨床試驗中進行各種測試，為諸如慢性疼痛、炎癥性疾病、創(chuàng)傷后應激障礙等疾病和運用傳統(tǒng)治療方法可能無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，該技術能夠探測疾病的發(fā)作并通過刺激末梢神經(jīng)調節(jié)大腦、脊髓和內(nèi)臟器官功能，自動進行修復。這方面，應用最早也是最簡單的一個例子就是心臟起搏器。“電子處方”項目旨在將類似的研究拓展到身體的其他器官，比如，治療由于類風濕性關節(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

DARPA的“持久近距空中支援”（PCAS）項目致力于研發(fā)幾乎可適用于任何飛機的、能夠在機載部隊與地面部隊間實現(xiàn)態(tài)勢感知和武器系統(tǒng)數(shù)據(jù)實時共享的技術。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、監(jiān)視與偵察（ISR）以及集成在一個模塊化的智能發(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)勢感知與繪圖軟件，PCAS-Air通過PCAS-Ground與地面部隊進行通信。

2015年3月27日，DARPA在海軍陸戰(zhàn)隊的TALON REACH步兵/航空兵演習中首次對整個PCAS原型系統(tǒng)進行了測試。這次試驗標志著通過包括支援地面部隊的導軌發(fā)射彈藥系統(tǒng)、數(shù)字數(shù)據(jù)鏈路和先進軟件等工具，自動的數(shù)字化實時協(xié)調能力首次成功集成到軍用飛機系統(tǒng)。此次全系統(tǒng)的飛行試驗從最初計劃到試驗完成用時不到120天。PCAS項目在隨后的幾個月又成功完成了進一步的試驗。

未來，該項目計劃在對抗激烈的作戰(zhàn)環(huán)境下，在PCAS和其他任務中實現(xiàn)更加精準、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、更多種類的目標或移動的目標，降低來自友軍的炮火誤射和附帶損傷風險。

7.ALASA項目繼續(xù)推進

為滿足日益增長的小衛(wèi)星發(fā)射需求，NASA的“空中發(fā)射輔助太空進入計劃”（ALASA）項目旨在實現(xiàn)從傳統(tǒng)飛機（如F-15戰(zhàn)斗機）上發(fā)射低成本一次性運載火箭。比如，在一天時間內(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100萬美元以內(nèi)。2014年初，該項目完成第一階段的系統(tǒng)設計工作，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)站報道，DARPA計劃在2015年底進行飛行驗證試驗，在2016年上半年進行首次軌道發(fā)射試驗。但是由于在2015年4月和8月進行的兩次地面試驗均以爆炸告終，DARPA在2015年11月宣布取消從改進型F-15戰(zhàn)斗機發(fā)射小衛(wèi)星的計劃，終止了ALASA項目。據(jù)報道，該推進劑的研發(fā)工作仍將繼續(xù)，將ALASA項目研發(fā)的技術投入實際應用的工作也會繼續(xù)進行。

6.DARPA投入350萬美元資助機器人挑戰(zhàn)賽

2011年發(fā)生的日本福島核電站事故凸顯出危險環(huán)境下使用機器人處理自然或人為災害的需求。為響應日益增強的機器人應用需要，DARPA發(fā)起機器人挑戰(zhàn)賽（DRC），要求機器人能夠完成諸如獨自驅動、穿過廢墟、爬樓梯、轉動閥門等一系列高難度任務。2013年，DARPA進行了DRC選拔賽。2014年6月，DARPA在原決賽要求的基礎上又追加了一系列要求，包括參賽機器人應全部實現(xiàn)無線操作，比賽過程中禁止任何人為的物理干預，比賽過程中會設置通信降級區(qū)段以模擬災害地區(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將三甲獎金從原定的200萬美元提高到350萬美元，前三名分別授予200萬美元、100萬美元和50萬美元。共有23個團隊入圍決賽，進入決賽的機器人已經(jīng)升級為無線操作機器人，比賽演示驗證了為應對災害而研發(fā)的人工監(jiān)控的自主性機器人技術。最終，由韓國科學技術院KAIST團隊研制的DRC-Hubo機器人贏得大獎。

5.DARPA尋求研發(fā)可應用百年的軟件系統(tǒng)隨著軟件系統(tǒng)復雜度和功能的持續(xù)增強，為保障軟件系統(tǒng)的良好運行，需要周期性地進行更新和升級。由于軍事系統(tǒng)已經(jīng)采用了眾多功能強大、運行優(yōu)良的軟件并且處理內(nèi)容多為涉及國家安全的重要信息，所以，軍用軟件的更新升級比民用軟件更為復雜，并且需要花費大量時間和成本。為此，2015年4月，DARPA宣布將啟動一項為期4年的研究項目—“資源自適應軟件系統(tǒng)構建”（BRASS）項目，為開發(fā)使用壽命長（計劃可穩(wěn)定運行超過100年）、性能穩(wěn)定（可根據(jù)資源及運行環(huán)境進行動態(tài)調整）、拓展性強的自適應軟件研究所需的基礎性計算技術和算法。該項目預計將大幅改進軟件的恢復力、可靠性和可維護性。

4.DARPA發(fā)布未來構想

2015年3月26日，DARPA發(fā)布題為《服務于國家安全的突破性技術》的報告，該報告每兩年發(fā)布一次。報告概述了DARPA面對當前飛速發(fā)展的世界環(huán)境所承擔的歷史使命、當前進行的和即將開展的重點研究領域，以及DARPA開發(fā)的技術轉化的最新情況。在該報告發(fā)布的同時，DARPA局長阿爾提·普拉巴卡爾還在眾議院軍事委員會新興威脅與能力小組委員會舉辦的主題為“國防部2016財年科學與技術項目：奠定基礎以維持技術優(yōu)勢”的聽證會上發(fā)表了證詞。

目前，DARPA的戰(zhàn)略投資主要專注于以下4個領域：

（1）復雜軍事系統(tǒng)的再思考。為快速發(fā)展突破性軍事能力并實現(xiàn)迅速集成，DARPA正致力于開發(fā)模塊化的、更易于升級和改進的武器系統(tǒng)，確保美軍的空中、水下、地面、空間與網(wǎng)絡領域的優(yōu)勢地位，改進不依賴GPS的定位、導航與授時技術，增強抵御恐怖主義的防御能力。

（2）掌握信息爆炸時代的主動權。DARPA正在運用大數(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)安全的自動網(wǎng)絡防御能力和技術。

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

（4）不斷拓展技術前沿。DARPA的核心工作始終圍繞著解決那些看上去無法解決的物理和工程困難，為保持這種研發(fā)勁頭，DARPA正致力于運用更深層次的數(shù)學獲得新的研發(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。

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

2015年8月，DARPA啟動“小精靈”項目，尋求研發(fā)可機載大量發(fā)射的、小型可重復使用無人空中系統(tǒng)的能力，為美軍提供協(xié)調的分布式空中作戰(zhàn)能力。比起當前昂貴的一體化作戰(zhàn)平臺，這類小型無人機成本低且可以重復使用，能夠遠距離投放并實現(xiàn)空中回收和再利用，具有很強的作戰(zhàn)靈活性。

“小精靈”項目的另一個研發(fā)目標是驗證這類小型無人系統(tǒng)的成本優(yōu)勢，驗證這類至少機身可重復使用的無人機相比一次性使用的系統(tǒng)具有明顯成本優(yōu)勢。該項目將進行一次概念驗證性飛行試驗，驗證系統(tǒng)能夠穩(wěn)健地、經(jīng)濟可承受地使用情報、監(jiān)視與偵察模塊和其他模塊，或是搭載其他非動能載荷。

2.EXACTO制導子彈驗證針對移動目標的重定向性能

DARPA“超精準任務彈藥”（EXACTO）項目旨在研發(fā)可自行調整方向進行瞄準的子彈，以提升高難度、遠距離射擊的命中率。2015年2月，該項目完成了迄今為止最成功的一輪實彈測試，測試中，使用EXACTO項目研制的彈藥結合實時光學制導系統(tǒng)能夠補償天氣、風力、目標移動及其他影響因素的干擾，跟蹤并命中目標。一名經(jīng)驗豐富的射手使用EXACTO子彈多次命中移動和閃避的目標，甚至一名首次使用該制導子彈系統(tǒng)的新手也命中了一個高難度的移動目標。EXACTO項目開發(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)時間。

1.DARPA啟動新項目以提高大腦的學習記憶能力

DARPA啟動為期24個月的“記憶回放激活”（RAM Replay）項目，研究大腦神經(jīng)中樞在記憶形成和回放方面的作用，目標是幫助個體更好地記憶特定情景的事件和所學技能。該基礎研究項目旨在研發(fā)一種新穎而嚴密的計算方法，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，以及這些部分發(fā)揮了多大作用。該項目的研究成果將通過現(xiàn)實的國防部相關任務進行評估，而非傳統(tǒng)的在實驗室進行的基于計算機行為模式的仿真評估。研究取得的關于記憶評估以及記憶機制的新知識和新范式都將有助于加快腦損傷士兵的康復或幫助其改善記憶障礙。