2014-12-12 16:02:30
來源：
2014年4月22日，美國國防部長哈格爾視察國防部預先研究計劃局（DARPA），DARPA借此機會向哈格爾演示了其五項正在發展的技術，它們分別是生物假體技術、機器人技術、“X計劃”中的網電作戰技術、持久近距空中支援技術和遠程反艦導彈技術，代表了DARPA在生物、機器人、網電、數字化空地一作戰、空海一體戰、精確打擊等領域的最新研究方向和進展。
DARPA提供五項新技術演示的基本情況
第一項技術是最新的生物假體技術。演示人員弗雷德·道恩斯因越戰失去左臂，其向哈格爾展示如何控制機械臂的運動。DARPA在道恩斯的腳上安裝2個加速度計，通過結合足部活動，道恩斯能夠控制其手臂的肘關節、腕關節和手指進行多種活動，其中包括向哈格爾豎起大拇指。道恩斯表示，他只花費幾個小時就學會了如何控制該機械臂。DARPA的研究人員向哈格爾介紹說，該機械臂在形狀、尺寸和重量方面都模擬人類手臂，而且是模塊化的，因此可用來彌補失去的手、前臂或整條手臂。哈格爾表示，該技術是全新的變革性技術，將對傷兵的生活帶來巨大影響。DARPA還向哈格爾展示了一段視頻，顯示一名病人在大腦被植入傳感器之后，能夠按照自己的想法控制一只手臂。來自約翰·霍普金斯大學工程師則向哈格爾展示了可響應大腦脈沖的機械手和機械臂，其下一步工作是為手指加入傳感器，使之能夠向大腦傳回感覺，這種觸覺反饋系統在經過數月的完善即可達到可使用的狀態。
第二項技術是機器人。DARPA向哈格爾介紹了其“機器人挑戰賽”（Robotic Challenge）的基本情況。這是一項旨在發展救援和災禍響應機器人的競賽，2011年3月日本福島核事故刺激DARPA開展此項工作。美國弗吉尼亞理工大學用其“大力神”大型機器人（由波士頓動力學公司）研制參賽，DARPA向哈格爾展示了“大力神”如何在不平坦的路面行走和運載物資。
出于保密原因，陪同哈格爾視察的記者們未被允許觀摩后面三項技術的演示，但有一名國防部官員向記者們透露這3項技術分別是“X計劃”（Plan X）、“持久近距空中支援”（PCAS）和“遠程反艦導彈”（LRASM）。
五項新技術的發展目標和當前進展
1.“革命性假體技術”旨在根本上提升上肢假體技術水平
DARPA向哈格爾展示的假體技術主要來自“革命性假體技術”研究專題的成果，而該專題被納入DARPA“生物醫學技術”項目（編號PE 0602115E）。DARPA認為，目前的假體技術通常采用笨重的發動機驅動，控制也非常笨拙，傷兵們很難重新獲得原有能力并按照意愿重返部隊。“革命性假體技術”旨在從根本上提升上肢假體技術水平，改變當前假體功能簡單的狀況，使其成為功能完整的自然肢體替代品。為實施該專題，DARPA已集中了藥理學、神經學、整形外科學、工程學、材料科學、控制和信息論、數學、能源學、制造學、修復學、心理學和訓練學領域的優秀科學家。
該專題在2013財年取得了以下主要成果：①在脊髓受損病人身上，演示了通過神經系統利用視覺閉環反饋來控制胳膊；②演示了感覺反饋系統在數月內的安全性和穩定性，以支持人類研究參與者的使用；③滿足了美國食品及藥物管理局的大多數要求，并且還將增加家居測試和持久性測試，以將采用非植入式控制的假肢系統向商業轉化。2014財年將完成以下主要工作：①開展非入植入式控制假肢系統的發布前活動；②演示大腦同時控制兩側假肢；③采用改進的設計，提高假肢的可靠性；④繼續進行四肢癱瘓病人試驗，演示腦皮層控制的持久性。
該專題在2013財年和2014財年的獲批經費分別為1579萬美元和1000萬美元。DARPA未為該專題提出2015財年經費申請和研究計劃，也未提出調整專題，原因應是該局認為研究工作可在2014財年全部完成（其中非植入式控制假肢系統還將向商業產品轉化）。
2.“機器人挑戰賽”旨在發展適應災難響應需要的機器人技術
“機器人挑戰賽”是DARPA“戰術技術”項目（PE 0602702E）中“先進地面系統技術”主題之下的研究專題，旨在發展機器人技術，改進其通過不平路面和在嚴苛環境中的性能，使之能夠適應災難響應行動，滿足美國國防部的戰略需求，提高應對自然災害、工業事故和恐怖襲擊的彈性。DARPA要求該技術以易于理解的方式工作，采用直觀的控制方式，使得未曾操作過機器人的相關領域專家能夠快速領會，并只需通過極少的培訓就能操作。
該專題在2013財年取得了以下主要成果：①設計了機器人系統，發展了運動和控制算法；②實施了虛擬機器人挑戰賽；③定義了“DARPA機器人挑戰賽-預賽”活動的展示和考核標準。2014財年將完成以下主要工作：①制造機器人系統；②發展感知、操縱算法和操作人員接口；③定義“DARPA機器人挑戰賽-決賽”活動的展示和考核標準。2015財年計劃完成以下主要工作：①舉行“DARPA機器人挑戰賽-決賽”；②分析、報告和記錄通過實施挑戰賽所取得的進步。
該專題在2013財年和2014財年的獲批經費分別為1896.4萬美元和1956萬美元，2015財年的經費申請為985.5萬美元。DARPA指出，該專題成果的預期用戶包括美國陸軍、海軍和特種部隊。
3.“X計劃”重在發展可支持網電作戰規劃、執行、評估全過程的技術
“X計劃”是DARPA“信息及通信技術”項目（PE 0602303E）中“網電技術”主題之下的研究專題，旨在發展可全面感知和理解網電作戰空間的技術，并支持軍事網電作戰行動的可視化、任務規劃和執行。專題研究內容涉及網電作戰空間情報準備、提示和預警敵方網電活動、探測網電攻擊的發動、識別網電攻擊發起者以及進行網電戰斗毀傷評估。該專題將創建新的圖形接口、使網電事件得到直觀化的表征，并輔助網電作戰任務的規劃和執行；將擴展具有戰役意義的度量，以定量評判執行網電戰任務帶來的附帶損傷。
該專題在2013財年取得了以下主要成果：①繪制了由上千節點組成的網絡拓撲圖，這些節點源自數百萬量級的IP地址；②產生并確認了規模和速度均達到戰役級水平的網電任務規劃；③創建了網電域特殊語言，并將其與現有的戰役工具和網電戰任務規劃接口綁定；④建立了初步的靶場基礎設施，可測試有數百個節點的動態拓撲網絡。2014財年將完成以下主要工作：①發布“X計劃 1.0”，包括發布產品和建立開發者工廠；②協調操作人員之間的發展工作，這些人員來自美國空軍、海軍、海軍陸戰隊和陸軍網電單位及美國網電司令部；③征求并記錄指揮官、任務規劃人員和操作員對用戶界面的意見；④開發自動網絡模擬技術以對網電作戰空間建模，生成網電戰任務規劃，并使用網電域特殊語言編制網電戰任務腳本。2015財年計劃完成以下主要工作：①創建可自動運行網電戰任務腳本的運行環境和平臺；②發布“X計劃 2.0”，包括發布產品和建立開發者工廠；③演示網電戰斗毀傷評估；④在大規模演習中，通過復雜的網電訓練任務并運用系統來演示能力。
該專題是DARPA安排的重點研究專題之一，在2013財年和2014財年的獲批經費分別達2079.6萬美元和3791.9萬美元，2015財年的經費申請達4161.9萬美元。
4.“持久近距空中支援”重在實現連續空中支援和地面多目標快速打擊
“持久近距空中支援”（PCAS）是DARPA“先進航宇系統”項目（PE 0603286E）中的一個研究專題，旨在發展可實現連續近距空中支援和毀傷能力的系統，顯著提升近距空中支援能力。該系統的賦能技術包括：有人/無人攻擊平臺；下一代圖形用戶界面；數據鏈；數字式制導和控制；先進彈藥。DARPA將通過該專題演示以數字化的方式從地面向近距空中支援平臺分派同時打擊多個目標的任務；如果成功，其成果將使美軍“聯合戰術空中控制員”（JTAC）具備在任務區同時與多個移動目標快速交戰的能力。該系統在設計上還考慮了減少自相殘殺和降低附帶損傷。
該專題在2013財年取得了以下主要成果：①將關鍵的賦能子系統/部件技術與A-10攻擊機和JTAC組件設計集成；②與美國海軍陸戰隊、特種部隊一起完成了JTAC瞄準軟件的外場測試；③完成了對A-10演示驗證機的更改，并進行了航電軟硬件的地面測試；④完成了下一代JTAC組件的設計，并在實驗室環境中進行了軟硬件試驗板測試；⑤開始著手發展有助于有人/無人機執行近距空中支援任務的新技術，包括發展“即插即用”型模塊化設備，該設備包含通過多種平臺執行PCAS的必需元素；⑥與飛行測試單位和政府安全機構進行了協調，確保相關航電技術和武器交戰算法能安全試飛。
2014財年將完成以下主要工作；①對A-10演示驗證機的架構、網絡和航電進行地面測試；②對配裝“萊特寧”瞄準吊艙（帶有先進數據鏈）的PCAS飛機進行試飛；③完成軟硬件制作，并由地面JTAC對PCAS組件樣機進行外場測試；④對PCAS飛機系統和JTAC組件開展技術成熟度審查；⑤準備啟動PCAS原型機系統在實彈射擊環境中的演示。2015財年計劃完成以下主要工作：①PCAS原型機系統的試飛；②將PCAS空中和地面系統的各組成元素轉移給部隊。
該專題在2013財年和2014財年的獲批經費分別為2279.2萬美元和2630.4萬美元，2015財年的經費申請為1672.3萬美元。DARPA指出，該專題成果的預期用戶包括預計包括美國空軍、海軍陸戰隊和美國特種作戰司令部。
5.“遠程反艦導彈”旨在發展適應拒止環境的遠程精確反艦作戰能力
“遠程反艦導彈”專題于2009財年啟動，當時作為DARPA“戰術技術”項目（PE 0602702E）中“海軍作戰技術”主題之下的研究專題；2010財年至今被納入DARPA“先進航宇系統”項目（PE 0603286E），成為其中的獨立研究專題。實際上，該專題是由DARPA和美國海軍聯合實施，旨在利用近年來的技術進步，發展和演示防區外反艦打擊技術，扭轉美國海軍反艦打擊能力日益明顯的缺陷。在技術上，該專題旨在降低遠程反艦導彈對情報監視偵察平臺、數據鏈和GPS導航的依賴以適應電子戰環境，并以創新的方式提高末段生存力和精確毀傷能力，以應對敵方先進的反艦導彈對抗手段。
該專題在2013財年取得了以下主要成果：①依據關鍵性能標準，對詳細設計完成了高保真的政府方獨立性能評估；②更新了包括作戰概念、飛行測試與安全性規劃、壽命周期費用估計和轉移計劃在內的支持文檔；③完成了初批制導測試彈的最終集成和檢驗，準備好了飛行測試；④用初始型測試用導彈完成了全程飛行演示；⑤發展了助推器適配器結構，使Mk-114固體火箭助推器能與導彈彈體后端夾合在一起；⑥完成了新型混合裝運箱的詳細設計；⑦完成了彈體設計微調以適應裝運箱，加強了內部結構/復合材料蒙皮以適應垂直發射載荷。2014財年將完成以下主要工作：①在一套艦載發射系統中完成導彈與裝運箱的集成；②從垂直發射系統進行一次受控測試彈發射試驗；③確認已演示的系統性能；④完成末批制導測試彈的最后集成與檢驗，準備好飛行測試；⑤用最終型測試用導彈完成全程飛行演示。
該專題在2009-2014財年累計獲批經費達2.3億多美元，其中2013財年和2014財年的獲批經費分別為5900.5萬美元和2050萬美元。DARPA未為該專題提出2015財年經費申請和研究計劃，原因是研究工作將在2014財年全部完成，包括完成高仿真度的演示證明以支持軍事效用評估，此后將向美國空軍和海軍轉移。根據美國國防部的要求，該導彈將配裝美國空軍B-1B轟炸機和美國海軍F/A-18E/F戰斗機。
五項新技術的發展前景和應用影響
1、五項新技術均符合美軍的戰略轉變要求，具備潛在的顛覆性效果，具有良好的發展和應用前景
為支持奧巴馬政府于2010年推出的“重返亞太”這一國家戰略，美國國防部在2012年1月發布的《國防戰略指南》中提出了“亞太再平衡”戰略，開始推動以轉向亞太地區、應對大國挑戰為核心的戰略轉變，解放軍成為美軍的主要假想敵。與此同時，美國正在實施聯邦政府減赤計劃，國防預算也因此不可避免地遭到削減。因此，經過綜合權衡，美國國防部在《國防戰略指南》等戰略文件中明確提出要建立規模更小、更精干、技術領先的部隊，集中資源優先發展關鍵作戰能力和可帶來優勢的科學技術，更加重視特種作戰部隊建設和發展網電等新質作戰能力，提升美軍作戰能力及美國國內設施的彈性。
以上決策正在并將長期指導美軍的軍隊建設。DARPA所展示的五項新技術均符合美軍戰略轉變要求，例如，建立規模更小、更精干、技術領先的部隊，或將使維持部隊高昂士氣、使傷兵能夠重返戰場的重要性更加突出，而“革命性假體技術”專題的研究成果將為此提供有力的技術支撐。與此類似，“機器人挑戰賽”專題的研究成果，將幫助美軍和美國民事當局提升以更低的成本應對自然災害、工業事故和恐怖襲擊的能力；而“X計劃”、“持久近距空中支援”和“遠程反艦導彈”專題研究，均瞄準應對未來高端戰爭的需求，其成果能夠提供網電、無人、遠程打擊、拒止環境作戰、精確高效（多目標）打擊、低成本高效作戰等方面的新質作戰能力（或填補美軍在這些方面的能力空白），能較好地滿足美軍當前戰略轉變的需要。因此，這五項新技術都有著良好的發展和應用前景。
2、五項新技術或將填補美軍部分能力空白，改變美軍任務執行方式，變革美軍戰斗力生成模式
五項新技術研究專題中，前三項目前都屬于第2類研發活動，即應用研究；后兩項都屬于第3類研發活動，即“高級技術發展”。它們的共同特點是：都是以非常具體的應用為目標的高級技術研發及演示驗證專題，強調集成并完成功能演示驗證；到2015財年均將全部或部分轉移給部隊或完成商業轉化，或完成產品發布。這就意味著，五項新技術（或其某個發展階段）都可能在2015財年之前發展到技術成熟度等級不低于6的水平，或可支持工程研制并加速此后的型號部署，或可使美軍以“四邊”（“邊研制、邊試驗、邊部署、邊改進”）發展和增量式升級模式直接獲得初始能力，并在此后持續滾動發展。
從技術內容來看，“革命性假體技術”專題的研究成果將有助于提升美軍士氣，并為美軍傷兵在必要時重返部隊創造條件，還可通過商業轉化形成軍民融合發展局面，擴大應用、降低成本、加速改進。“機器人挑戰賽”專題的研究成果或將為美軍和美國民事當局提供便捷的機器人應急響應和搶險救災選擇，填補美國在該領域的能力空白。“X計劃”將首次為美軍提供以與規劃傳統戰役（美軍稱之為“動力學戰爭”）類似的方式規劃網電戰的能力，形成從網電域感知、判斷到決策、行動，再到評估的完整“戰爭設計與評估”工具，為美軍提供網電域的新質作戰能力。“持久近距空中支援”專題的研究成果將把美軍現有的“數字化空地一體戰”能力再向前大大推進一步，使美軍首次具備由聯合戰術空中控制員分派攻擊機（有人或無人）同時對地面多個目標實施快速打擊的能力。“遠程反艦導彈”專題的研究成果則將首次為美國空軍和海軍提供在未來嚴酷的“反介入/區域拒止”作戰環境中，針對具有強大防御能力的特定先進戰艦實施遠程精確打擊的能力，從而支持美軍“空海一體戰”概念的落實。
綜上，五項新技術將填補美軍部分能力空白，改變美軍任務執行方式，變革美軍戰斗力生成模式，或將有助于美軍針對其所謂的“接近同等的對手”形成新的懾止和制勝能力。
