动感超人主题曲叫什么:DARPA的“8+3”战略构想

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DARPA的“8+3”战略构想
■ 杨中成
《现代军事》2005年第9期  军事科技-外军瞭望
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美国国防先期研究计划局(DARPA)一向着眼于支持国家长远的防务转型。在今年二月公布的一份战略规划文件中,DARPA特别列出了八大战略领域和三项核心技术基础,作为今后工作的重点方向。“8+3”战略构想涉及美军实现“创新联合作战能力”所需要的重要技术,从某种意义上来说,预示着美军未来联合作战能力建设的发展前景。
八大战略领域
探测、精确识别、跟踪和摧毁采用规避措施的地面目标
近年来,美军对地面固定和活动目标实施精确打击的能力稳步提高,但在目标探测、识别和跟踪等方面仍面临很大挑战,打击隐匿目标、采用规避战术的目标以及“时间敏感”目标依然比较困难。DARPA拟研制如下软硬件:①植被穿透雷达。它具有实时指示地面运动目标能力。合成孔径雷达以穿透植被的频率工作,利用特殊算法比较在不同时间所拍得的图像,能发现和跟踪浓密植被下的运动目标。雷达可实现全天候、远距离探测,有利于在广阔地域实现对隐蔽目标的交战。②三维成像激光雷达。当雷达从潜在目标上空掠过时,可从多个不同角度获得潜在目标的完整图像。新的算法把这些数据与敌方目标的三维数据相比较,可以识别炮管、火箭弹发射器和军用车辆等具有明显特点的装备。③高级专用软件工具。可将各种战术传感器——活动目标指示雷达、合成孔径雷达、光学传感器、视频传感器和声学传感器等所获得的信息集成在一起,并指导这些传感器获得更多的信息,为精确识别和摧毁目标服务。
功能强大、运行安全、具有自形成能力的战术网络
美军正处于向“网络中心战”转型的过程中,所用到的网络必须功能强大、运行安全、具有自形成能力,以及抗摧毁、抗破坏、反侦听的能力。为确保美军拥有符合上述要求的战术网络,DARPA正在开展一系列研发计划:①小部队作战态势感知系统计划。旨在为在困难和复杂环境下(如城区或丛林地区)作战的徒步士兵研制一种自形成、自恢复的通信系统,以方便他们与临近班组成员进行隐蔽、安全的通信,自动报告所有班组成员位置。②芯片级原子钟计划。公共时钟是许多网络系统的心脏,一般由全球定位系统(GPS)提供,如果敌人对该系统实施干扰,就可能使整个网络瘫痪。而应用微机电系统技术的“芯片级原子钟”置于单个芯片中,其体积和功耗分别减小200倍和300倍。在失去全球定位系统信号的情况下,这些手表大小的原子钟仍可提供网络时钟,这将极大地改善军用通信和导航设备的机动性和耐用性。③光学和无线电频率组合链路试验计划。将高带宽自由空间光学通信与无线电频率通信系统相结合,以演示验证结构紧凑、耐用和高带宽的军用移动通信系统。这种技术将提供可用频带更宽、更可靠的高数据速率通信。④下一代通信系统计划。通过对频率、时间和空间等资源的动态频谱分配,在不干扰频谱拥有方的使用的情况下,使美军通信的频谱利用率和实用率提高10~20倍,便于更快地构建网络而不必等待分配频谱。
可组网的有人和无人系统
DARPA正在与陆、海、空军联合,构建一个由有人和无人系统组成的网络化作战空间,以期建立一支比单一的无人系统或有人系统能力更强、更机动灵活和经济有效的作战力量。相关研发工作主要围绕“联合无人作战航空系统”(J-UCAS)和“未来作战系统”(FCS)两个计划项目展开。前者是在DARPA为空军和海军进行的无人作战飞行器前期研究工作的基础上层开的,以建成网络化的无人作战飞行器,压制敌方防空、实施精确打击和持续监视为目标。“联合无人作战航空系统”的核心是它的“通用操作系统”,该系统将管理网络的运行,以及传感器、武器、通信数据链等系统资源。“未来作战系统”计划始于2000年,由DARPA与陆军共同发起,目前正在研制能协同作战的有人和无人陆军作战单元。尽管研制FCS的领导权已于2003财年移交陆军,但DARPA仍继续为该项目开发和转移一些关键性技术。
城区作战
打击城区敌人的作战行动面临一系列的挑战:用以发现和识别隐蔽目标的传感器必须能在相对狭小的空间内有效工作,为在城区用小部队进行有效作战,必须提高战场态势感知能力,以快速准确地掌握不断变化的战场情况:必须综合提高军事行动中的指挥、控制、通信、情报、监视和侦察能力,等等。DARPA正在加强这一战略领域的开发研究,重点技术概念包括:系统体系结构和一体化技术,改进的情报、监视与侦察技术,标记、跟踪和定位技术,城区作战武器技术,以基础设施受损最小的方式接管城市的技术,对付非对称作战的技术,城区作战指挥、控制和情报技术,以及培训作战人员的建模与仿真技术等。
地下设施的探测,表征和评估
美国的潜在敌人一直致力于建造深埋地下的设施,以保护国家和军队首脑、指挥和控制中心免遭致命打击;隐藏武器、弹药和弹道导弹发射装置,甚至生产和储存大规模杀伤性武器。DARPA正在研制探测性能提高2个数量级的地面和机载探测系统,以及在复杂环境中消除杂波的先进信号处理技术。自2004年夏天以来,该局在方案验证试验和样机演示中,已多次利用这些先进的系统对地下设施进行了探测、定位和表征试验。
确保利用空间
各种航天系统是获取军事优势的关键。美国防部长拉姆斯菲尔德认为,美国“要想避免‘空间珍珠港’事件,就必须认真考虑空间系统遭受攻击的可能性。”2001年,国防部指示DARPA积极开展相关工作,确保未来美军自由进入空间,保护美国空间资产免受攻击,继续保持美国的太空优势。DARPA在这一战略领域的工作包括5部分,即:空间进入及其基础设施,确保快速且经济有效地进入空间;空间态势感知,了解在空间存在的系统及其任务;空间任务防护,保护美国空间资产免受损害;空间任务拒止,阻止敌人利用空间损害美国及盟友的利益;以及远期的目标——天基交战,通过侦察、监视、通信和导航支援地面军事作战。
认知计算
认知计算机是一种“有智慧的系统”,它能通过经验和人类的教导具备“自主学习”能力,能与用户自然交互作用,能用简单的术语“解释”自己的推断,在面临突袭时没有专家系统的脆弱性。因此,通过建立一种知晓自身运作,可自配置、自维护和自适应的系统,有助于用较少的人,应对越来越快的作战节奏和复杂的作战计划。DARPA已在本领域启动了2项研究计划:“个人助理与学习”计划,为多种任务生产智能化的个人助理,如指挥官助理、情报分析人员助理、决策人员执行助理等;“认知计算研究”计划,促进单个认知系统、协作组合的认知系统和大量小型非认知单
元集体认知的创新研究。
生物革命
DARPA在生命科学领域的研究内容,主要是研制生物战防御装备和技术、各种仿生系统,以及使作战人员在极端战场条件下(如高热或高海拔、长时期工作、缺乏睡眠和食物),始终保持良好身体状态的技术。其中,最具革命性的项目是人类辅助神经设备,现阶段正在寻找能探测人脑信号并直接解码的方法,以便让人脑的活动信号转变为机器能够完成的动作。这项研究工作与微电子、材料、电源和执行部件等研究工作密切结合,将大幅度提高假肢的效能。
三项核心技术基
上述八大战略领域无一不是受到了国家安全威胁和技术机遇的强烈驱动。而DARPA发起的下述核心技术基础研究,则主要着眼于它们在军事上可能具有的深远影响,实质上是在投资发展基础性新技术特别是元部件级技术,以促进美国军事能力的跨越式发展。
材料技术
DARPA以往在材料研究方面的成果(如隐身材料、半导体材料),已对武器装备的发展、作战能力的提高起到了重要推动作用。现在又制定了一个内容广泛的材料研发计划,涉及的方面有:①结构材料和组件,主要指低成本超轻结构材料和“多功能材料”;②功能材料,主要指用于制造电子器件、光电组件、磁性介质和传感器的不太强调结构功能的先进材料,③智能材料和结构,指具有感知功能并能对环境做出反应的材料或构件,④能源和水,指在特殊情况下产生、储存电能并从环境中获取水的材料。
当前,该局在结构材料和功能材料研究方面正在实施两项计划:一是非晶体型结构材料计划。旨在发展新一类的粒状材料,它具有非晶体型或“类似玻璃”的微观结构,硬度、强度、耐磨性和防腐蚀等综合性能很高。非晶体型结构材料可以用来建造舰艇的抗腐蚀、非磁性船体,替代贫铀材料制造穿甲弹等。二是钛材料倡议。旨在研究从钛氧化物矿石中低成本提取钛金属的工艺流程。此外,智能材料和器件方面的研究进展也将为改善单兵装备、实现变形飞机结构提供技术支持。能源与水方面的研究工作有可能产生新型质轻、高效的燃料电池材料,以及从空气中生成水的新方法。
微系统技术
DARPA在以往微电子系统、光电子系统和微机电系统技术成果的基础上,正在积极扩展技术前沿,发起新一轮革新。两个具体的研究方向:一是缩小日趋复杂的系统的体积:二是将微电子系统、光电子系统和微机电系统集成为“芯片级系统”,最终创造智能微系统。设想中的智能微系统包括:具有更强的射频和光学感知能力的智能传感器;在噪声和强干扰情况下捉取信号的多功能信号处理机;确保带宽的高性能通信链路,以及允许用户把数据近实时地转换成行动信息的智能芯片等。
信息技术
DARPA在信息技术领域的总目标是:以传统的和革命性的计算环境为基础,为未来以网络为中心的行动提供安全、高效、耐用和通用的计算基础,提供功能更强大、运行更安全的软件系统,建立全新的计算能力。具体项目计划包括:①高性能计算系统计划。重点是提高系统的实用效能而不是理论计算速度,目标是使军用计算机的效能提高10~40倍,用于气象和海洋预报、密码分析、空中污染扩散计算等方面;②原始语言机器翻译。DARPA的手提式单向语言翻译装置已先后用于阿富汗战争和伊拉克战争,曾借助该装置从语言不通的当地居民那里了解到敌方部队位置和重要武器掩藏地点等情报。该局决定继续推进原始语言机器翻译的改进工作,尤其是用于翻译多种语言的演讲和电文材料。
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