由TONY TETHER博士声明 主任 美国国防高级研究计划局(DARPA) 关于恐怖主义前小组委员会,非常规威胁与潜力 众议院军事服务委员会 美国众议院 主 首先,我来对DARPA做一些说明。 从苏联的人造卫星那个时代起,DARPA在美国国防部中就负有一个特殊使命。我们的任务是保持美国军队的工业技术的优势及阻止来自对我们国家安全的工业技术突袭。DARPA通过对革命的帮助,对研究的高支出来填补基本发现与它们的军事用途这间的缺口。 DARPA远在我们的对手能做到之前,通过填补缺口来阻止技术突袭。并且,在它的最好情况下,也能为对手一个技术突袭。一个例子就是DARPA的秘密发展—一个戏剧性的技术发展能持续把我们的对手推向一个弱势地位。 DARPA在DoD里充当了一个唯一的角色。作为一个防御机构,DARPA向国防部部长报告。它也是部长的唯一没有与具体军事使命相捆绑的研究机构。DARPA被设定为DOD的改革的“技术发动机”,为整个部门供应技术上的选择。 它是DOD里面的唯一角色。这个部门的运行着重于短期的需要是以长期的改变为代价的,因为它们着重于短期的迫切需要和需求。随之而来地,一个像DOD这样在大型组织需要一个像DARPA这样机构。因为DARPA的特权是一个基本的革新。我们试着想象一下什么是一个军事指挥官在未来想要的,以及通过改革人匀心目中关于技术可能的想法来加快未来成为现实。 DARPA的八大战略指标。 在过去的几年中,DARPA已在逐步地重调它的工作重心到对国家安全威胁的直接回应及技术良机。DARPA的战略计划(描述对于今天的改变情况,我们怎么执行使命)已在 报告详细地阐述了我今天所强调的八大战略研究计划: 。反恐 。太空的使用 。人工的和非人工的网络系统 。强劲,自我形成网络 。检测,确认,追踪及破坏难以捉摸的表面目标 。地下结构的特征描述 。生化革命 。认知计算 我想告诉你们有关这八项计划,驱使它们实现的动力,以及通过一些项目的例子来说明它们。 反恐 今天在我们心目中首要的就是保护美国人免受恐怖分子活动及网络上的侵害。DARPA的反恐战略计划中有两个主要成分:信息安全及生物战争防御。 我们的信息安全项目计划目标是创建这样的信息技术,美国的全国安全社区能在它们能攻击我们之前使用这技术来探测及击败恐怖网络。 这项工作由于“ 信息安全计划之一是“总体信息安全”(TIA),关于这个已有很多争论。如果我知道的只是出版物上读过的TIA,我也会很担心的。所以,我很高兴简略地谈一下主要内容。 没有一个美国人的隐私权会由于DARPA的信息安全计划(包括TIA)而有任何形式的改变。这个DOD的部门不是发展那种能获袭每一个美国公民的文件的技术。这个部门并不是汇集有关美国人信息的巨大数据库。 相反地,TIA项目被计划为一个实验性的,超级机构原形网络。这个分享的机构能够被用来更好地分享,分析,理解以及做出决议基于他们所合法得到的数据,TIA将把从DARPA及别处得到的信息技术综合为三大自由的部门:先进合作与决议支持工具,语言翻译,以及数据搜寻与模式识别。 最终的目标是一个合作的智能网络,“连接所有节点”,以及阻止恐怖袭击。当对数据的研究得到肯定,在今天,TIA就成为一系列的实验。我们要明白DARPA只是一个研究与开发(R&D)的工程。财政年度2003的总的专用决议(P.L.108-007)要求我们在为一个工作系统的部署做重要投资准备时,我们需要为部署做我们的事情。并且国会要许可这样的部署。 TIA是一个制造新方案的项目。它不允许在它们还未得到情报前就获得,并且它在某种程度上能改变那些部门在这方面的权力或责任。决策者,尤其是国会,将最终决定这些TIA方案怎么样运用及用在哪些数据上。 在二月底,我们已经与内部监督部门举行首次会议,由国防部秘书下属主持(技能,技术及后勤学者)。我们希望在我们继续我们TIA的工作过程中两个监督部门密切地工作。 DARPA的反恐战略第二个部门就是生物战争防御(BWD)。DARPA的BWD项目已在20世纪90年代中期开始。BWD是为了回应人们对美国日益增长的面临生物战的威胁而采取的策略和技术环境改变的关注。 DARPA的BWD项目是一个广泛而积极的。它覆盖了探测垄的敏感元件,保护建筑物里的人们及应对袭击的技术,阻止传染病的疫苗,对付这些已暴露的疾病的疗法,以及净化技术来对某区域的使用。在 太空的使用 全国的安全机构,概略地讲,特别是美国军方,使用太空来进行预告,智能通信及航空,这些轨道资源已成为超越潜在对手的一大优势。并且美国社会依靠太空进行所有活动,从通信到天气预报,使用太空资源已成为美国经济及我们生活方式的一个至关重要的元素。 这个军事优势及公民的依赖已为我们对手所发觉,并且也没有理由相信他们仍不受到挑战或者永远不经受考验。当我成为DARPA的领导人,国防部长指导DARPA开始积极努力通过维持未受阻挠的太空通路及保护美国的太空资源免受袭击,来确保美国军队维持其在太空中的优越。 DARPA的太空战略有五项; 。通路及永久性基地:提供快速而可负担的到太空通路的技术 。情形识别:认识太空中其它东西及了解它们在做什么 。太空任务保护:保护美国太空资源免受侵害的方法 。空间任务制止:阻止我们对手从太空侵害美国或其同盟国的技术 。太空基地约定:太空基地探测,通信,及支持地面上的军方行动的航空 的技术。 DARPA的太空项目的四个例子 是应答通路,小型装载,可负担发射(RASCAL);太空监视望远镜;轨道快车;以及创新的空间基地无线技术。 RASCAL在瞬时收到命令后,通过从一个高速,高位置,可再度利用的除去了一个大而贵的第一级助爆药的飞行器来安放小载重物。RASCAL被一个系统锁定在任何时间,任何斜面来安放50到130千克重的卫星及小载重物品到低地球轨道,并且这样的一次发射的花费低于现在用于发射微载重物技术 的三分之一。 太空监视望远镜项目下在发展一个基于地面,宽镜径,深视野的光学望远镜来搜寻与地球同步轨道上很暗淡的物体。它能帮助我们识别及获得不知为何突然出现在轨道上的不明物体。 轨道快车将证明使用自动航天器来补充燃烧,改进以及延长在轨道中运行的航天器寿命的可行性。它会降低进行空间活动的花费以及提供军用航天器的基本新技能,例如高可操作性来使我们的卫星更难跟踪及闪避,自主轨道行动,以及随任务改变或技术提升而能被改装的卫星。轨道快车刚刚宣布了2006年3月有一个发射日,我们希望在来年让你们看到我们取得新的进步。 创新型空间天线技术(ISAT)项目是发展中的革命性大型天线应用技术,该技术将有一天使以下可能成为现实,即大型的、普及的、能在中地轨道(MEO)工作的空间雷达(SBR)系统。基于MEO的SBR能以比近地轨道卫星组更少数目的人造卫星,持久、连续地覆盖地面移动目标。 人工的和非人工的网络系统 DARPA与美国陆军、海军、空军协同工作,着眼于把以网络连接到有人控制系统的无人控制系统填布战斗空间。改进的处理器和软件极大增强了无人控制系统在更复杂的环境下执行更复杂的任务所需的机上处理能力。 该理念不仅是简单的“用机器代替人”,而是“用机器人代替人们”,建立一支更精干、更敏捷、更划算的部队,同时降低伤亡风险。 结合无人控制系统和有人控制系统可以实现新的作战能力、新的执行危险任务的方式,这项应用受到越来越多的赞赏。阿富汗战争使用到的无人驾驶空中战车(UAV)开始展现出这种理念的潜能。 美国国防部高等研究计划局(DARPA)一向处于“未来作战系统”(FCS)项目的最前沿。现阶段,我们对该项目最新进展的模型化演示也正在进行中,演示内容包括无人地面侦察和攻击平台,低成本战术精确打击武器,可以在城市和山区环境执行任务的小型无人机,以及能侦测到密叶伪装下的车辆的传感器. 如果一切顺利,国防采办委员会将在五月讨论通过一项计划,使未来作战系统今年便可在陆军的管理下进行系统开发和演示阶段。这样的话,陆军就能在2008财政年度对FCS各项进行野外实际操作测试,进而在2010年前成立第一个可投入使用的全面作战单元。 DARPA也致力于三个无人空中作战项目:与空军合作的“无人作战飞行器”项目,与海军合作的“无人作战飞行器(海上)”项目,及与陆军合作的“无人作战旋翼飞机”项目。这些无人飞机将与地空人工操作系统结合组队,从而改变空军、海军对敌空防的形式;相应的,陆军传统的实施武装侦察与打击的方法也将随之转变。 UCAV(无人驾驶攻击武装飞行器)计划已经处于实施的过程中。飞行演示是以两架X-45示范机在位于加州的爱德华兹空军基地NASA(国家航空航天局)德莱顿飞行测试中心进行的。二月二十八日第一批飞行演示成功完成,共动用了16个架次,差不多13个飞行时和两架飞机。 最终,第一批次的演示证实了演示飞机的武器舱门在35, 为了协助武器战术平台,高能液态激光地区防御系统计划正在研制一种新的高能激光战术武器系统,它独特的冷却系统可能会使系统重量减轻到以前的十分之一,更趋小型化并且费用几乎只有现行研发的高能激光系统的一半。 高能液态激光地区防御系统每千瓦仅 强劲,自我形成网络 国防部正处于平常说的“网络中心站”转型的中期。简单说来,网络中心站的前景就是军事组织可以通过无缝隙的网络化来调节任何针对美军和盟军的冲突。它通过提供更多的信息,更好的规划和协调进攻,使得他们比我们的对手可以更加迅速和有效,从而让美国和我们的盟国优于地方武装。 DARPA(美国国防部高级研究计划局)进行研究的领域有:自组的专设网络;高容量、多带宽、多模式的通讯系统;超宽带宽的通讯;光共享;信息担保;和难以被探测、窃听、捕获的通讯。 DARPA在多带宽、多模式通讯研究的最好例子是Adaptive Joint C4ISR Node ACTD项目。该绝密项目致力一个单一系统的负荷量,该负荷量能提供这样一个网关——在实施信号情报、电子战、信息战时,将原先不兼容的雷达接入到一个网络。ACTD是DARPA、美国陆军、空军, OSD,美国JFC等的多方协同,以评价一个多任务雷达频率系统的军方应用,发展一个用户操作优化观念。 DARPA的SUO SAS已发展成一个自组、自愈的专设通讯系统,为处于如市区、丛林地带等艰苦和复杂环境下被打乱建制的战士之用。 DARPA将SUO SAS技术应用于部队通信与电子指令系统(CECOM)。它将与士兵生化指令的目标兵力计划融为一体。CECOM同时也致力于应用SUO SAA无线电与网络技术来加速推进DARPA的NETFIRES计划的网络体系,无伴随感应器,智能军需用品,信息接力及机器人系统转化为部队的“目标力量”。 当然了,该行动方式隐含了模糊、甚至消除所有指挥级别的情报功能和行动功能之间的障碍。此艰巨的技术挑战要求协同研发,对美军军事教条和组织架构有很深的潜在涵义——真真一个DARPA难题。 AMSTE长距离追踪移动目标,用追踪信息连续使一个GPS定位的JDAM类重力炸弹重新定向,已攻击目标。9月,NAWS中国湖上空 同一天,一架F/A-18战机在 这个例子证明AMSTE有能力使用改进的低成本武器在远距离精确攻击移动目标,由此显示美军战机将拥有非常强的快速应变能力。空军正在测试AMSTE概念中的一系列技术。 空军已经把AMSTE中,对移动目标打击能力的技术要求植入全球鹰预警飞机、多传感器的指挥和控制飞机平台(MC 地下结构特征 美国许多劲敌都畏惧其精密的共享情报监视与侦察能力和全球打击能力。因此,他们通过建造深层地下掩体来隐藏他们的活动,并保护他们免受攻击。这样的掩体有多种用途,可以用于藏匿弹道导弹,确保领导和指挥的控制以及制造大规模杀伤性武器。 这些设施的扩建使得美国国防部高等研究计划署的反地下设施的计划受到严峻挑战。我们正在研究和论证地震、声学、光电、声波频率和化学传感技术,以期了解地下掩体的各种特征。该研究活动将让参战人员能够清楚以下问题的回答:“该掩体用途是什么 现在的使用情况怎么样 它的内部结构和坚固性如何 如何被攻击 我们的攻击是否能摧毁它” 生物革命 DARPA在生命科学中的战略性突破,名为“生物革命”,是一项广泛的任务,旨在借助生物学的内含力量,为美国提供更安全,更强大,更高效的战争武器和设备。 在过去的十几年中,美国在它们的生命科学中投入重金,以致于我们能经常听闻到我们已经进入了生物学的“黄金时代”。 DARPA的生物革命突破具备四个广泛的要素 举些我们这里的工作实例 为了能够寻找到行动和适应性结合的军事伪装,我们先进执行系统的研究人员正在研究如何穿越崎岖地域,嵌壁式爬墙,防追捕式逃避,和如何制造契机隐藏。为什么,?因为设想到我们的战士和装备能够用到这些技术。 我们的持续性辅助计划CAP是研究能使我们的战士抗疲劳并保持清醒.、警惕的方式。并且能够有效抵御连续7天的精神上和身体上的有害影响,另外没有使用任何新一代的兴奋剂刺激药物。 另一项令人振奋的努力成果是血小板。血小板是促进伤口凝结愈合的微小成分。是我们自己身体内部的包扎员。显然,在战场上手中拥有血小板对我方伤员是很有用的。 很不幸的是,血小板很脆弱而且珍贵。即使在理想的冰柜温度下,也只能存活五天。研究者努力多年试图延长血小板的存活时间,但都没有成效。所以直至现在血小板没能够用于军队医院。 DARPPA物质交替工程研究工程正投入资金研究通过加入一种盐类trehalose来冷冻干燥血小板。在今冬,我们检测出,证明鼠类血小板按这种方法最长可储存18个月。这是在脱水状态下,再水化合能够成功应用。如果该技术能够应用人类血小板,那么最终能够有效应用于伤患领域,治疗我方伤员。这项测验还在试验阶段。 认知计算 在信息技术革命中,许多革新不仅促进了美国军事力量快速发展,同时也改变了美国社会的生活.然而,早在20世纪六七十年代,科学家 J. C. R. Licklider便已在他的DARPA中预言了我们今天熟知的众多技术,如分时,交互计算,私人电脑及互联网.在Licklider的想象中,人与计算机将建立一种协作的关系.作为人类最为得力的助手,计算机主要负责日常信息处理任务;而从繁琐的操作中解放出来的人类则充分发挥其思维天赋,利用自身的认知能力和理解能力,负责分析问题并进行创造性活动. 尽管近年来信息技术的持续发展取得了巨大的进步,但是很显然,我们距离Licklider预言中的人机协作仍然很远.虽然当前美国的国家防御以信息系统为主要支持,但是这种系统操作仍然过于复杂,成本与调试都过于昂贵,并且协调性和安全性都较差,极易被攻击.同时,与Licklider的预测恰恰相反,这些系统仍然需要使用者去适应它们.虽然计算机有了长足的发展,但是它们仍然是非智能化的,且操作困难,(无法成为人类的助手).我们急需更具有划时代意义的革新. 为响应这种革新,DARPA信息处理技术中心(IPTO)重新审视Licklider的预测,探其本源,并将其提高至"认知计算"的战略高度.所谓的智能计算机,是一种对自己的行为具有认知能力的系统. 认知计算系统能够对它们的操作环境(包括其他系统),目标和自身的能力进行智能思考.它们具有学习能力,可以在操作实践和人类的教授中不断改进.它们能够与使用者进行简单的互动,并且用简单的语言解释它们的推理过程.它们对突发事件具有极强的应变能力,并且避免了传统专家系统的脆弱和易被攻击的弱点. 美国国防高级研究计划局(DARPA)的长久基金(计划) 虽然,DARPA的战略策动是出于国家安全威胁以及面临的机遇考虑, 但是,其绝大部分领域的研究是强调独立于当前战略环境之外。 这些“长久基金”基本上是用于新型技术开发的经费,特别是(各种武器)部件层面上(开发和更新),这些技术原料引发美国军事力量历史性的飞跃。DARPA主要投资于材料、微型化系统、信息技术和其他一些能够对军队力量产生深远影响的技术领域。 这些技术通常形成链状环环相扣。尖端的材料技术能促进新一代的微电子技术的发展,紧接着,微电子技术的发展又促进新一代信息技术的发展。而信息技术则是网络中心战的技术扶持,这点我早些时候论述过。 DARPA赞助的这些长久基金自然而然的流人美国八大战略策动系列,因为这些战略策动有相当一部分的生产重叠。例如,生物革命策动中,所做的一些研究工作也可视为材料方面研究工作的一部分,而信息技术的研究则为认知计算技术策动所重新定位。 从这点来看,DARPA40%多的预算投入于高风险、高回报的部件技术,符合国防部办公室(武器采购、技术和后勤)副部长级会议的既定目标。 材料 DARPA(美国国防部高级研究计划署)进行着一项前景光明且颇有进展的材料项目。我们的方法是重视那些也许可以改变军事运作方式的新材料的机会和发现。此前, DARPA 在材料方面的工作导致了许多技术革命,例如作为航空器和飞机发动机建筑材料的新的高温性能, 和为世界的微电子产业提供的元件。今天, 我们的材料研究工作建立在这些宝贵的遗产之上,包括: 建筑材料: 便宜、超轻的建筑材料和转为在单一系统中完成多功能任务而设计的材料。 功能材料: 非建筑材料,譬如先进的半导体、光学、磁性和其它电子材料。 我们设计、制造并试飞了一种具有多功能机翼的micro-UAV飞行器。它可以携带可见光和红外照相机、生化危害探测器和通信包裹。它有 最近的一个例子是变形飞行器项目。这种开发中的技术设计了一个适应性强的机翼,使航天器在飞行中彻底能够改变它的飞行状态。该技术允许飞行器彻底的和动态地改变其机翼(很象鸟),以执行多种完全不同的任务。 因而, 我们开发一种轻量级的、便于控制的系统,它拥有传感器 ("神经"), 执行器("肌肉"), 和结构("皮肤和骨头"),以模仿动物在变化很大的环境和威胁中的适应能力。该计划的目的是将军用航天器从巨大且昂贵的有人驾驶系统变成小型的自动控制系统,多个角色 (譬如定位和摧毁目标)集于一身,而不是许多独立的、角色单一的飞行器。 微系统 微电子学, 光子学和微电机系统 (MEMS)是美国军方的三项核心技术,使它能够看的更遥远、更清楚,也使得它的通信更及时。 美国国防部高级计划研究署[DARPA]指望通过将空前复杂的微电子学、光子学和微电机系统(信息时代的三项核心技术)整合到单个芯片中。对美国国防部来说,它们正处于微电子学、光子学和微电机系统三项技术交差点,因而他们将要面对无穷的机遇与挑战。该模型在晶体管电路上得到了极佳的整合。 摩尔定律下的最大尺寸:占据包含数以百万晶体管的单晶片上整个电子轨道。跟该过程一样成功的是, 未来可以制造出整合度更高的含更多技术的更为复杂,功能更为强大的芯片。 考虑到这点,分子电子工程学正试图寻找尺寸上要小100到1000倍,而每平房厘米可能有万亿个开关密度的分子开关来取代CMOS晶体管。这项技术将在减少处理器的尺寸、重量、功率的同时增加其性能。它可以用更小的尺寸去制造计算功能更为强大的计算机,可以增加军方系统智能化的同时降低士兵的负荷。 目前,美国已向该目标迈出了坚实的一步: 在2004军展会上, 美国国防部高级计划研究署希望可以展出其首个基于分子开关的16Kb存储器。 信息科技 在2002 年秋天,一台使用了基于DARPA的移动式自控机器人软件(简称MARS)程序上所发展的技术的机器人,进入了一个宾夕法尼亚的废弃煤矿探索了大约30米并且在机器人穿越隧洞的同时它实时生成了一张煤矿内部凹凸表面的三维地图。 这个浸水的矿井在试验前几天被淹且只有部分区域排了水。地面仍然覆盖着有毒泥浆,并且对人类而言氧气含量太低以致于难以呼吸。当MARS体积测定地图技术综合到一个稳定的操作平台时,它可以应用在自动的精确洞穴勘查中,例如那些美国士兵用在阿富汗的遭遇战中。 我们的扩展认识程序将会以使用先进的类红外线光学传感器测量大脑活动的方式,来对人类使用者的精神活动(认知负荷)进行直接地但非入侵性地测量。计算系统会了解并支持使用者的实际状况,而不仅仅是猜测使用者的状况或意图。 这些信息将使我们能够控制或者改变装载,使信息能够在减小过载的情况下传达给warfighter,而且能有效利用空余的脑力数据处理能力。这项技术能够增强其在高压环境下的表现,并且从根本上改善人机界面性能。 我们将会开发出新的人机界面来能适应warfighter,而不是像Licklider预想的那样绕一大圈来实现人机交互适应。 我希望我今天的评论能让大家对我们的项目有一个基本的了解,以及我们引以为豪的视界和雄心。谢谢大家在小组委员会之前提供这样一个机会。我很乐意回答大家提出的一切有关问题. 众议院军事服务委员会 rayburn府办公大楼2120 华盛顿20515
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