2020年世界国防科技创新活动发展综述

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作者：国防科技要闻

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2020年，新冠肺炎疫情和大国竞争造成了国际格局的严重割裂，政治局势不稳定因素迅速增多，科技竞争博弈加剧演化，对世界国防科技创新发展产生了巨大挑战。以美国为代表的主要国家排除疫情肆虐、政治暴乱、军事斗争压力加剧等诸多困难因素，依然强力推进国防科技创新发展，充分采用灵活多样的开放协同创新方式，汇聚先进军民科技创新力量和成果，推进新兴技术创新发展并融入一体化作战能力。

一、加大军地协同开放力度，举办创新活动提升创新能力

为应对疫情造成的沟通合作困境，美国等国家创新军地协同机制和模式，开展灵活多样的军地交流对话，通过技术桥、工业交流日、技术交流等方式，开展盟国军地国防伙伴关系对话，集聚各类国防科技创新力量，支撑国防科技从源头上创新发展。

（一）采用工业交流日等方式，深化军地交流融合

美国国防部采用美国总务管理局采办网站、国防科技创新市场等信息平台，以及提案日、工业日等多种方式，促进军地双方信息沟通交流。美空军装备司令部于9月份举办了“数字战役”虚拟工业交流日活动，向学术界和工业界征求有关建议，利用颠覆性的数字工程和数字化，实现数字生态系统的一体化信息技术转型。举行军队与工业界学术技术交流会议，将先进技术应用于提升作战能力。美陆军网络跨职能小组、战术指挥控制通信项目执行办公室与工业界于9月举行技术交流会议，重点研讨“能力集23”的试验和设计目标，关注使用卫星通信提高美陆军战术网络的能力、带宽和弹性，提出开发下一代视距和超视距通信能力。



（二）打造先进技术“朋友圈”，构建盟国伙伴关系

为促进数据资源共享、合作研发、增强装备系统互操作性，美国打造先进技术“朋友圈”，开展盟国伙伴关系对话，提升国防科技创新合力。9月15日至16日，美国防部联合人工智能中心牵头，与澳大利亚等十多个国家举行首次“人工智能国防伙伴关系”对话，旨在促进符合伦理道德的人工智能应用，促进多边共享实施人工智能应用方面的启示与最佳案例，建立框架促进合作，并协调关于人工智能政策的战略信息。未来将扩展至更多国家，将促进形成人工智能领域的强大创新联盟，提升新兴技术研发能力，遏制共同威胁。

（三）激发民用创新力量活力，参与军事领域技术研发

为推动商业技术领域的创新更快速地应用于国防领域，美国、印度等国家通过小企业创新计划等，激发民用高技术企业和小企业参与国防高技术创新活力，加快外部创新成果引入步伐。美国从技术、市场和风险角度扶持高技术创新企业发展，帮助其拓展国防和商业领域市场，如空军2020实质推进“空军风险投资”机构建设，广泛筹集空军项目、小企业项目资金及私营资本，促进军民两用技术发展。美空军持续实施小企业创新研究和技术转让计划，9月启动“新的空军创投主题”小企业征集活动，邀请各类创新小企业参与航空航天系统、材料和制造、定向能等军事技术研发。印度财政部和航天部宣布了一项太空研发计划，促进私营企业参与太空活动，向私营企业提供卫星开发、火箭发射和天基服务领域的公平竞争环境，开放行星探索和载人航天等项目，推动外部创新成果引入军事航天领域。

二、持续开展创新赛与挑战赛，优择前沿技术创新方案

为激发社会各界科研团队创新活力，美国、俄罗斯、英国等国家继续举办各类科技创新大奖赛或挑战赛，除人工智能等新兴技术领域外，地下环境、网络与太空安全赛、智能应用等领域成为创新挑战赛的热点。

（一）地下环境突破性技术挑战赛持续受到关注

地下环境的自主、感知、联网和机动等方面的突破性技术研发与演示验证，受到美军关注，启动挑战赛以激励创新发展。缺乏态势感知是地下作战面临的主要制约因素之一，DARPA曾于2017年底启动“地下挑战赛”，寻求新型技术方案，以在人工隧道系统、城市地下环境、自然洞穴网络等地下环境实现快速测绘、导航及搜索。2020年8月，DARPA“地下挑战赛”寻求战场创新型技术，举行“地下挑战赛”城市环境赛段的比赛，旨在吸引民间优势力量，开发用于地下战场态势感知和通信的创新技术。2021年将举行最终决赛。



DARPA“地下挑战赛”
（二）网络与太空安全挑战赛持续成为重点

DARPA于7月15日宣布其首个漏洞赏金项目“发现漏洞利用以防止篡改”（FETT）已正式启动，为“通过硬件和固件进行系统安全集成”（SSITH）项目发现可能削弱其硬件防护能力的潜在漏洞或缺陷。美军仍然十分关注太空领域安全技术发展，受疫情影响，美太空军近日宣布，将以在线的方式如期进行名为“2020太空安全挑战赛”的卫星黑客挑战赛，以推进太空相关系统的网络安全解决方案。活动分为在线资格赛和决赛两阶段。决赛期间，参与者将对有代表性的地面和在轨卫星系统组件进行逆向工程设计，以克服植入的“旗帜”或软件代码。美太空军第45太空联队于3月4日举办首届“推介日”活动，通过“开放商业解决方案”（CSO）授权，就太空行动和基础设施支持的若干问题领域向非传统承包商寻求“创新性解决方案”，重点关注天气、商业系统和信息技术等领域，在活动当天通过CSO授权允许国防部等政府机构快速采办创新解决方案。



（三）量子技术、脑控技术等新兴技术成为竞赛热点

人工智能、量子技术等新兴技术的创新运用一直是美军关注的重点领域。针对近年来量子技术的飞速发展，美空军于6月举办“量子对撞机”虚拟推介大会，高度关注量子通信、计算、授时和传感等领域。美空军研究实验室的“量子对撞机”专注于提升情报、监视与侦察以及定位导航授时能力，旨在推动尖端大学的突破性研究成果走出实验室，交付至作战人员手中。DARPA于8月底举行了最后一场“阿尔法空中格斗竞赛”，该竞赛是“空战演进”项目的一部分，旨在实现空对空作战自动化，提高作战人员对人工智能的信任度，增强人机合作。此次竞赛在为期3天的竞赛中选出优胜人工智能算法，一名F-16飞行员与胜出的人工智能算法进行对决。



“阿尔法空中格斗竞赛”
（四）先进基础技术研究成为美军关注重点

NASA启动首届“企业家挑战赛”推进科学技术创新。NASA于6月9日已首次启动一项试点“企业家挑战赛”，旨在邀请新的企业家参与科学技术创新、研发新设备，以推进科学探索任务。挑战赛重点关注三个领域：①先进机器学习技术与人工智能：用于自主航天器、星球表面漫游车，以及对地观测和灾难管理；②先进质谱分析技术：用于外星生命探测和其他科学应用，使用的仪器采用了包括尖端材料或组件在内的采样技术和工艺创新，具有低功耗、低重量等优势；③量子传感器：用于对重力、磁场、暗能量等的高精度评估，以支持科学探索任务。为提高企业家在其技术产品组合相关领域的参与度，NASA科学任务委员会将分三个阶段向每个优胜企业家颁发多达10万美元的奖金。

三、加强作战与技术衔接，推进新型技术融入作战能力

美国等国家推进作战需求与技术研发衔接，加强作战概念部门与技术研发部门的沟通与协同，推进新型技术融入作战能力，提升网络技术作战能力。

（一）美陆军成立点燃团队，加强作战与技术衔接

为加强作战概念部门与作战能力发展部门之间的统筹协调，打破机构间原有的独立、分散、线性的沟通机制壁垒，美陆军未来司令部于2019年10月成立了一个由作战概念及作战需求人员、科研人员和技术人员等组成的“点燃团队”，旨在打通两个机构之间的沟通渠道，建立作战需求与科技创新交叉融合的协同机制，使作战概念及需求与科技研发活动之间相互依存、紧密耦合，以推动未来作战能力稳健发展。



美陆军未来司令部成立“点燃团队”
（二）美特种作战司令部加速商业技术转化为战斗力

为应对大国竞争，美特种作战司令部（SOCOM）广泛投资新技术和武器，促进转化应用为战斗力，提高全球态势感知能力。这些新技术领域主要包括：作战人员超级使能技术；人工智能与机器学习技术；航空平台新技术；下一代班组武器；水下和水面舰艇；指挥、控制、通信和计算机。该司令部为了提高全球态势感知能力，于6月向加拿大CAE国防公司子公司（MSI）宣布获得美特种作战司令部合同，作为该司令部提高全球态势感知任务计划的重要组成部分。此外，美特种作战司令部将生物技术列为其最重要的技术需求，研究提高作战人员体能素质的方法，推进生物技术研究与转化应用。

（三）美海军建设“网络工厂”，加快网络作战能力生成

网络作战能力是联合作战能力的核心和关键。2月，美海军网络战开发小组成立“网络工厂”，加强作战需求部门与技术研发部门的沟通与协同，将现代化的物理环境、训练有素且经验丰富的人员、行业领先的流程以及更新的技术资源结合在一起，通过逆向工程、漏洞发现以及针对敌方网络系统的软件开发，对海军和联合作战需求做出快速响应，为美海军网络战能力提供技术研发场所，为作战部队快速开发进攻型网络能力，加快网络作战能力生成。

四、以作战运用为目标，推动创新技术成果转化应用

美国等主要国家高度重视国防科技成果转化应用，以作战运用为目标，通过协同体制机制，专项计划，联合培训等方式，促进科技成果快速转化应用为装备。

（一）加快人工智能技术军事化转化运用

美国防部将采取多项措施加快人工智能军事化运用。国防部长马克·埃斯珀9月在“人工智能研讨会”上表示，国防部希望通过增加人员培训/教育、联合人工智能中心的“联合通用基础”和“9周培训计划”等新型协同云环境，扩大人工智能在国防部内部的应用。国防部计划在2024年举行“真实世界的全尺寸战术飞机竞赛”，让飞行员与人工智能控制的飞机竞争。美国防部将利用为数据共享、合作发展和加强互操作性创建的新框架和工具，将人工智能军用道德规范等倡议扩展到更多国家。此外，美空军正与国防部联合人工智能中心合作，利用其企业云、软件开发和数据支持计划所建造的数字基础设施，为所有军事部门开发人工智能服务。



时任国防部长马克·埃斯珀
此前，美联合人工智能中心主要将人工智能用于人道主义援助、减灾救灾等任务。该中心主任杰克·沙纳汉6月表示，该中心计划将人工智能技术转化应用于作战，重点领域包括：网络之网络、使用人工智能运用火力、协调武器以增加杀伤力，以及破坏敌方通信。此前沙纳汉称，该中心不会立即将人工智能用于杀伤性任务，但将在联合作战任务倡议下将人工智能用于快速通信等项目。该中心于10月推出“6周试点培训课程”，教授人工智能和数据科学应用技能。

英国也通过开发综合环境试验台，致力于以支持人工智能技术发展。6月，英国国防科学技术实验室（Dstl）开发了一个综合环境试验台，以演示并评估可能用在未来海军平台上的决策制定、任务规划和自动化技术。“指挥实验室”是Dstl启动的一项建设计划，旨在支持作战室和控制室的“人在回路”实验，演示“智能舰船”项目开发的人工智能应用程序和软件工具。“指挥实验室”的模拟组件和作战管理系统仿真器将能适应多种不同环境，包括作战室、人机界面评估实验室以及人与社会科学测试环境。



Dstl宣布已经完成大规模“蜂群”无人机演示验证
（二）推动Maven项目技术成果转化应用

美国防部“算法战跨职能小组”（Maven）项目始于2017年，旨在将机器学习用于对情报平台生成的大量情报、监视与侦察数据进行分类，通过机器学习和计算机视觉分析大量的无人机摄像头，以增加空中力量的杀伤力。该项目现已通过“先进作战管理系统”建成一系列人工智能基础设施，包括用于数据远程存储、处理和访问的“一云”、用于安全编写软件的“一平台”、用于远程访问涉密数据的“一设备”等。美空军9月考虑正努力将Maven项目成果纳入其“先进作战管理系统”（ABMS），以利用该项目的人工智能能力分析并链接来自战场传感器的数据，并将其投入作战应用。ABMS作为“联合全域指挥控制”概念的主要技术，将实现陆海空天网各领域传感器和射手之间的链接。

（三）推动高超声速技术转化应用



为推进高超声速技术研发和转化应用，美军开展了以下系统举措：国防部设立联合高超声速转化办公室，推进高超声速技术试验及向作战系统转化；美军制定并实施“高超声速综合科技路线图”，明确技术优先事项，加速其向高超声速飞行能力转化；建立高超声速大学联盟，扩大学术界、工业界和政府之间的合作，形成研发创新合力；加强与澳大利亚高超声速工作组等的合作关系，确保美国及盟友在高超声速方面的军事优势，推进高超声速技术在国际上转化应用。

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来源 | 综合网站
图片 | 互联网
作者 | 卢胜军 张代平 赵超阳 杨亚超 申淼
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