美国防部调整关键技术领域研发布局

国防部首席技术官员扩展了研究和工程的关键领域清单，从“驱动创新”到可再生能源发电等新领域。这一举措推动美国军事技术开发组合的扩大化。2月1日，负责研究和工程的国防部副部长徐若冰发布了一份六页备忘录，确定了14个“对维护美国国家安全至关重要”的关键技术领域。

一、 背景情况

面对新兴技术领域激烈竞争态势，为重塑科技竞争优势，美国防部在2020年确立了11大战略优先技术领域，将其作为未来美军国防科技发展的重点领域和方向，并通过加大投资力度、推进管理体制创新等手段积极落实和推进。

美国在重回大国竞争战略指导下，对战略优先领域布局进行过三次调整。2018年初，新设立的研究与工程副部长根据《国防战略》和各方面建议，确立了十大战略优先技术领域：高超声速、定向能、指挥控制与通信（C3）、太空攻防、网络安全、机器学习/人工智能、导弹防御、量子科学与计算、微电子和核现代化。其中，高超声速和定向能排在最优先位置。2018年7月，根据职能调整，研究与工程副部长裁剪两个领域（导弹防御和核现代化），拓展四个领域（将C3、太空攻防、网络安全、量子科学与计算领域四大领域调整优化为全网络化指挥控制与通信、太空、网络和量子科学四大领域），新增一个领域（自主），由此形成新的九大战略优先技术领域。2019年4月，国防部在研究与技术局新设负责生物技术的助理局长，加强生物技术统管。同时，为突出人工智能地位，提升研究与技术局人工智能/机器学习助理局长为人工智能/机器学习技术主任，可直接向研究与工程副部长办公室汇报工作。9月，为应对5G技术紧迫威胁，研究与工程副部长设立5G技术主任，负责与商业公司合作推进5G技术，确保掌握5G最新成果，由此国防部形成十一大战略优先技术领域。

根据科技战发展态势，研究与工程副部长办公室适时调整战略优先领域排序。2020年，作为未来战争核心基础的微电子技术调整为第一位，5G技术升至第二，高超声速技术调整至第三。而受新冠肺炎疫情冲击，生物技术的排名升至第四，其后排序为：人工智能技术，自主技术，网络技术，定向能技术，量子科学技术，全网络化指挥控制与通信技术，太空技术。

二、 主要调整情况

2022年发布的战略优先领域新名单有效地推进了特朗普政府期间确定的所有11项研究和工程优先事项。新名单对上届政府确定的一些优先事项重新命名，将全网络化指挥控制与通信技术命名为“集成网络系统”，将网络技术命名为“集成传感和网络”，将5G命名为“未来一代”。同时新名单将人工智能技术和自主技术整合为一个关键技术领域，即可信人工智能与自主技术领域，并增加四个新的关键技术领域：先进计算、人机界面、先进材料、可再生能源发电和储能。其他关键研发领域包括高超声速、定向能、微电子、生物技术、太空技术和量子科学。徐若冰在修改名单时表示，她的初衷是削减前任设定的优先权指数，在高度竞争的环境中思考所需的关键技术以及如何战胜威胁。

14个战略优先领域没有按数字进行排名，而是基于投资、开发和应用技术的环境多样化和复杂性分成三类，这样的分组表明推进这些技术所需的广泛和不同的方法。美国防部加强14个关键技术领域研发，加速在战略重点领域形成绝对领先优势。随着部门技术战略的发展和技术的变化，国防部将更新其关键技术优先事项。

（一）新兴机遇的种子领域

1.生物技术

生物技术是一门新兴的工程学科，它利用生命系统产生广泛的技术和能力。从抗击全球流行病和避免意外到降低和维持成本以及提高能源效率，生物技术为作战人员提供支持。

2.量子科学

量子科学是在小尺度，甚至原子尺度上研究物理性质的科学。国防应用包括原子钟、量子传感器、量子计算和量子网络。量子计算前所未有的运算速度可以帮助解决部门最困难的分析问题。量子传感器能够在定位、导航和授时方面提供无与伦比的精度。量子科学具有的尖端技术可以提供准确信息以加快决策速度，可以使加密能力显著增强。

3.未来一代无线技术(FutureG)

未来一代无线技术是一种新兴的无线网络技术，由国防部和商企合作，以支持军事行动并确保互联网的自由开放。随着第五代(5G)无线技术的采用并提供构建模块，国防部还将寻求超前技术，以引领未来标准的制定。国防部将投资未来一代无线技术开发，为美国在信息技术领域的持续领导地位奠定基础。

4.先进材料

先进材料旨在探索新材料和全新材料制造技术的创新。强度更高、重量更轻、效率更高、能够应对更极端温度的材料将有可能更好地保护作战人员，并提高他们完成任务的能力。

（二）有效的应用领域——利用活跃的商业活动

该类别的关键领域与商业合作较为密切，美国防部依托商企拥有的尖端技术，加速军事装备迭代更新进程，引领未来国际力量格局走向。

5.可信人工智能与自主

人工智能是一门软件工程学科，旨在扩展软件应用程序的能力，执行当前需要人类智能的任务。机器学习是人工智能的一个工程子领域，它使用示例数据、模拟或真实世界的经验而不是通过直接编程或编码来训练软件模型。自主性是一门工程学科，它扩展了机器人执行任务的能力，同时限制了人类交互的需求。具有可信自主系统的人工智能是支配未来冲突的必要条件。随着人工智能、机器学习和自主运营的不断成熟，国防部将专注于人工智能保障和提高运营效率。

6.集成网络系统

集成网络系统包括通信能力，跨军种、跨战域获取、处理和分发信息以及在复杂的电磁环境中进行有效指挥控制的能力。集成网络系统必须具有可以支持任何传感器和射手，集成不同系统的能力。可互操作的网络利用电磁频谱中的新兴能力，如5G、软件定义的网络和无线电以及现代信息交换技术，使国防部更好地集成多种任务系统，并提供完全联网的指挥控制和通信。

7.微电子

微电子学是充当人造电子功能系统“大脑”的电路和组件。几乎所有的军事和商业系统都依赖于微电子技术。美国微电子制造业的衰落和供应链问题凸显了国家经济和安全风险。国防部正与工业界、学术界和整个政府密切合作，解决对微电子资源的需求。

8.太空技术

太空技术包括太空飞行、太空通信和维持太空运行所需的其他技术。随着太空领域威胁的增加和对天基系统的日益依赖，国防部的太空战略必须从卫星转向更广阔的太空体系架构。新的太空技术对于实现弹性跨域作战是必要的。太空战略必须包含能够增强国防部在太空态势感知、太空控制、通信路径多样性、在轨处理和自主性方面的适应性等技术。

9.可再生能源发电和储能

可再生能源发电和储能包括太阳能、风能、生物基和地热技术、先进的能源储存、电子引擎和电网集成。对于可再生能源发电以及存储能源技术研究有望改变作战人员的弱势，提供新的作战能力。从更高效的电池到多样化的能源和降低燃料运输风险，可再生能源的发电和储能为竞争激烈的后勤运输环境增加弹性和灵活性。

10.先进计算和软件

先进计算和软件技术包括超级计算、云计算、数据存储、计算架构和数据处理。国防部必须迅速更新其遗留软件系统，采用弹性好、价格合理、有保障的新软件，这些软件的设计、开发和测试过程对其性能建立了信心。国防部在软件开发中必须采用开发-安全-运营(DevSecOps)方法，并演变为持续开发、持续测试和持续交付的模型。国防部必须利用模块化开放系统架构方法将硬件与软件隔离开来，实现对安全处理器的快速升级。

11.人机界面

人机界面是指与人机协作以及增强和虚拟现实相关的技术。这项技术的快速发展将为作战人员带来诸多好处。高度沉浸式的真实训练环境提供实时反馈，可以增强作战人员能力。直观的人机交互界面为区域分布的作战行动提供了通用的作战画面，从而实现快速的任务规划和任务指挥。

（三）国防特定领域

12.定向能

定向能武器利用激光、高功率微波和高能粒子束对远程军事目标进行精确破坏或摧毁。定向能系统将使国防部能够快速响应和参与应对当前局势以及新出现的各种威胁。高功率激光器和高功率微波技术都提供了应对的新方法。

13.高超声速

高超声速是指来流速度大于马赫数5。高超声速飞行器是指以速度大于马赫数5进行机动的装备，高超声速飞行显著缩短了打击目标的时间并增加了不可预测性。

14.集成传感和网络

为了在竞争激烈的环境中为联合部队提供优势，国防部必须开发宽带传感器，可以在网络空间、电子战、雷达和通信的交汇处作战。传感器不能只具有单一通路，其必须能够应对高级威胁。

美国国防研究与工程部副部长办公室将开发关键技术，快速制作原型，并开展持续的联合试验活动，以改进这些技术。将这些技术从发明转变为成功部署需要整体的变革，美国国防研究与工程部将支持各方资源分配流程的改革，并将寻求新的机制和替代途径。国防部将与各方合作，努力开发适当的途径来部署支持所需联合作战能力的相关技术。