美军演示五大新技术助战胜同等级对手华中栒子

美军演示五大新技术助战胜同等级对手

2014年4月22日，美国国防部长哈格尔视察国防部预先研究计划局（DARPA），DARPA借此机会向哈格尔演示了其五项正在发展的技术，它们分别是生物假体技术、机器人技术、“X计划”中的网电作战技术、持久近距空中支援技术和远程反舰导弹技术，代表了DARPA在生物、机器人、网电、数字化空地一作战、空海一体战、精确打击等领域的最新研究方向和进展。

DARPA提供五项新技术演示的基本情况

第一项技术是最新的生物假体技术。演示人员弗雷德·道恩斯因越战失去左臂，其向哈格尔展示如何控制机械臂的运动。DARPA在道恩斯的脚上安装2个加速度计，通过结合足部活动，道恩斯能够控制其手臂的肘关节、腕关节和手指进行多种活动，其中包括向哈格尔竖起大拇指。道恩斯表示，他只花费几个小时就学会了如何控制该机械臂。DARPA的研究人员向哈格尔介绍说，该机械臂在形状、尺寸和重量方面都模拟人类手臂，而且是模块化的，因此可用来弥补失去的手、前臂或整条手臂。哈格尔表示，该技术是全新的变革性技术，将对伤兵的生活带来巨大影响。DARPA还向哈格尔展示了一段视频，显示一名病人在大脑被植入传感器之后，能够按照自己的想法控制一只手臂。来自约翰·霍普金斯大学工程师则向哈格尔展示了可响应大脑脉冲的机械手和机械臂，其下一步工作是为手指加入传感器，使之能够向大脑传回感觉，这种触觉反馈系统在经过数月的完善即可达到可使用的状态。

第二项技术是机器人。DARPA向哈格尔介绍了其“机器人挑战赛”（Robotic Challenge）的基本情况。这是一项旨在发展救援和灾祸响应机器人的竞赛，2011年3月日本福岛核事故刺激DARPA开展此项工作。美国弗吉尼亚理工大学用其“大力神”大型机器人（由波士顿动力学公司）研制参赛，DARPA向哈格尔展示了“大力神”如何在不平坦的路面行走和运载物资。

出于保密原因，陪同哈格尔视察的记者们未被允许观摩后面三项技术的演示，但有一名国防部官员向记者们透露这3项技术分别是“X计划”（Plan X）、“持久近距空中支援”（PCAS）和“远程反舰导弹”（LRASM）。

五项新技术的发展目标和当前进展

1.“革命性假体技术”旨在根本上提升上肢假体技术水平

DARPA向哈格尔展示的假体技术主要来自“革命性假体技术”研究专题的成果，而该专题被纳入DARPA“生物医学技术”项目（编号PE 0602115E）。DARPA认为，目前的假体技术通常采用笨重的发动机驱动，控制也非常笨拙，伤兵们很难重新获得原有能力并按照意愿重返部队。“革命性假体技术”旨在从根本上提升上肢假体技术水平，改变当前假体功能简单的状况，使其成为功能完整的自然肢体替代品。为实施该专题，DARPA已集中了药理学、神经学、整形外科学、工程学、材料科学、控制和信息论、数学、能源学、制造学、修复学、心理学和训练学领域的优秀科学家。

该专题在2013财年取得了以下主要成果：①在脊髓受损病人身上，演示了通过神经系统利用视觉闭环反馈来控制胳膊；②演示了感觉反馈系统在数月内的安全性和稳定性，以支持人类研究参与者的使用；③满足了美国食品及药物管理局的大多数要求，并且还将增加家居测试和持久性测试，以将采用非植入式控制的假肢系统向商业转化。2014财年将完成以下主要工作：①开展非入植入式控制假肢系统的发布前活动；②演示大脑同时控制两侧假肢；③采用改进的设计，提高假肢的可靠性；④继续进行四肢瘫痪病人试验，演示脑皮层控制的持久性。

该专题在2013财年和2014财年的获批经费分别为1579万美元和1000万美元。DARPA未为该专题提出2015财年经费申请和研究计划，也未提出调整专题，原因应是该局认为研究工作可在2014财年全部完成（其中非植入式控制假肢系统还将向商业产品转化）。

2.“机器人挑战赛”旨在发展适应灾难响应需要的机器人技术

“机器人挑战赛”是DARPA“战术技术”项目（PE 0602702E）中“先进地面系统技术”主题之下的研究专题，旨在发展机器人技术，改进其通过不平路面和在严苛环境中的性能，使之能够适应灾难响应行动，满足美国国防部的战略需求，提高应对自然灾害、工业事故和恐怖袭击的弹性。DARPA要求该技术以易于理解的方式工作，采用直观的控制方式，使得未曾操作过机器人的相关领域专家能够快速领会，并只需通过极少的培训就能操作。

该专题在2013财年取得了以下主要成果：①设计了机器人系统，发展了运动和控制算法；②实施了虚拟机器人挑战赛；③定义了“DARPA机器人挑战赛-预赛”活动的展示和考核标准。2014财年将完成以下主要工作：①制造机器人系统；②发展感知、操纵算法和操作人员接口；③定义“DARPA机器人挑战赛-决赛”活动的展示和考核标准。2015财年计划完成以下主要工作：①举行“DARPA机器人挑战赛-决赛”；②分析、报告和记录通过实施挑战赛所取得的进步。

该专题在2013财年和2014财年的获批经费分别为1896.4万美元和1956万美元，2015财年的经费申请为985.5万美元。DARPA指出，该专题成果的预期用户包括美国陆军、海军和特种部队。

3.“X计划”重在发展可支持网电作战规划、执行、评估全过程的技术

“X计划”是DARPA“信息及通信技术”项目（PE 0602303E）中“网电技术”主题之下的研究专题，旨在发展可全面感知和理解网电作战空间的技术，并支持军事网电作战行动的可视化、任务规划和执行。专题研究内容涉及网电作战空间情报准备、提示和预警敌方网电活动、探测网电攻击的发动、识别网电攻击发起者以及进行网电战斗毁伤评估。该专题将创建新的图形接口、使网电事件得到直观化的表征，并辅助网电作战任务的规划和执行；将扩展具有战役意义的度量，以定量评判执行网电战任务带来的附带损伤。

该专题在2013财年取得了以下主要成果：①绘制了由上千节点组成的网络拓扑图，这些节点源自数百万量级的IP地址；②产生并确认了规模和速度均达到战役级水平的网电任务规划；③创建了网电域特殊语言，并将其与现有的战役工具和网电战任务规划接口绑定；④建立了初步的靶场基础设施，可测试有数百个节点的动态拓扑网络。2014财年将完成以下主要工作：①发布“X计划 1.0”，包括发布产品和建立开发者工厂；②协调操作人员之间的发展工作，这些人员来自美国空军、海军、海军陆战队和陆军网电单位及美国网电司令部；③征求并记录指挥官、任务规划人员和操作员对用户界面的意见；④开发自动网络模拟技术以对网电作战空间建模，生成网电战任务规划，并使用网电域特殊语言编制网电战任务脚本。2015财年计划完成以下主要工作：①创建可自动运行网电战任务脚本的运行环境和平台；②发布“X计划 2.0”，包括发布产品和建立开发者工厂；③演示网电战斗毁伤评估；④在大规模演习中，通过复杂的网电训练任务并运用系统来演示能力。

该专题是DARPA安排的重点研究专题之一，在2013财年和2014财年的获批经费分别达2079.6万美元和3791.9万美元，2015财年的经费申请达4161.9万美元。

4.“持久近距空中支援”重在实现连续空中支援和地面多目标快速打击

“持久近距空中支援”（PCAS）是DARPA“先进航宇系统”项目（PE 0603286E）中的一个研究专题，旨在发展可实现连续近距空中支援和毁伤能力的系统，显著提升近距空中支援能力。该系统的赋能技术包括：有人/无人攻击平台；下一代图形用户界面；数据链；数字式制导和控制；先进弹药。DARPA将通过该专题演示以数字化的方式从地面向近距空中支援平台分派同时打击多个目标的任务；如果成功，其成果将使美军“联合战术空中控制员”（JTAC）具备在任务区同时与多个移动目标快速交战的能力。该系统在设计上还考虑了减少自相残杀和降低附带损伤。

该专题在2013财年取得了以下主要成果：①将关键的赋能子系统/部件技术与A-10攻击机和JTAC组件设计集成；②与美国海军陆战队、特种部队一起完成了JTAC瞄准软件的外场测试；③完成了对A-10演示验证机的更改，并进行了航电软硬件的地面测试；④完成了下一代JTAC组件的设计，并在实验室环境中进行了软硬件试验板测试；⑤开始着手发展有助于有人/无人机执行近距空中支援任务的新技术，包括发展“即插即用”型模块化设备，该设备包含通过多种平台执行PCAS的必需元素；⑥与飞行测试单位和政府安全机构进行了协调，确保相关航电技术和武器交战算法能安全试飞。

2014财年将完成以下主要工作；①对A-10演示验证机的架构、网络和航电进行地面测试；②对配装“莱特宁”瞄准吊舱（带有先进数据链）的PCAS飞机进行试飞；③完成软硬件制作，并由地面JTAC对PCAS组件样机进行外场测试；④对PCAS飞机系统和JTAC组件开展技术成熟度审查；⑤准备启动PCAS原型机系统在实弹射击环境中的演示。2015财年计划完成以下主要工作：①PCAS原型机系统的试飞；②将PCAS空中和地面系统的各组成元素转移给部队。

该专题在2013财年和2014财年的获批经费分别为2279.2万美元和2630.4万美元，2015财年的经费申请为1672.3万美元。DARPA指出，该专题成果的预期用户包括预计包括美国空军、海军陆战队和美国特种作战司令部。

5.“远程反舰导弹”旨在发展适应拒止环境的远程精确反舰作战能力

“远程反舰导弹”专题于2009财年启动，当时作为DARPA“战术技术”项目（PE 0602702E）中“海军作战技术”主题之下的研究专题；2010财年至今被纳入DARPA“先进航宇系统”项目（PE 0603286E），成为其中的独立研究专题。实际上，该专题是由DARPA和美国海军联合实施，旨在利用近年来的技术进步，发展和演示防区外反舰打击技术，扭转美国海军反舰打击能力日益明显的缺陷。在技术上，该专题旨在降低远程反舰导弹对情报监视侦察平台、数据链和GPS导航的依赖以适应电子战环境，并以创新的方式提高末段生存力和精确毁伤能力，以应对敌方先进的反舰导弹对抗手段。

该专题在2013财年取得了以下主要成果：①依据关键性能标准，对详细设计完成了高保真的政府方独立性能评估；②更新了包括作战概念、飞行测试与安全性规划、寿命周期费用估计和转移计划在内的支持文档；③完成了初批制导测试弹的最终集成和检验，准备好了飞行测试；④用初始型测试用导弹完成了全程飞行演示；⑤发展了助推器适配器结构，使Mk-114固体火箭助推器能与导弹弹体后端夹合在一起；⑥完成了新型混合装运箱的详细设计；⑦完成了弹体设计微调以适应装运箱，加强了内部结构/复合材料蒙皮以适应垂直发射载荷。2014财年将完成以下主要工作：①在一套舰载发射系统中完成导弹与装运箱的集成；②从垂直发射系统进行一次受控测试弹发射试验；③确认已演示的系统性能；④完成末批制导测试弹的最后集成与检验，准备好飞行测试；⑤用最终型测试用导弹完成全程飞行演示。

该专题在2009-2014财年累计获批经费达2.3亿多美元，其中2013财年和2014财年的获批经费分别为5900.5万美元和2050万美元。DARPA未为该专题提出2015财年经费申请和研究计划，原因是研究工作将在2014财年全部完成，包括完成高仿真度的演示证明以支持军事效用评估，此后将向美国空军和海军转移。根据美国国防部的要求，该导弹将配装美国空军B-1B轰炸机和美国海军F/A-18E/F战斗机。

五项新技术的发展前景和应用影响

1、五项新技术均符合美军的战略转变要求，具备潜在的颠覆性效果，具有良好的发展和应用前景

为支持奥巴马政府于2010年推出的“重返亚太”这一国家战略，美国国防部在2012年1月发布的《国防战略指南》中提出了“亚太再平衡”战略，开始推动以转向亚太地区、应对大国挑战为核心的战略转变，解放军成为美军的主要假想敌。与此同时，美国正在实施联邦政府减赤计划，国防预算也因此不可避免地遭到削减。因此，经过综合权衡，美国国防部在《国防战略指南》等战略文件中明确提出要建立规模更小、更精干、技术领先的部队，集中资源优先发展关键作战能力和可带来优势的科学技术，更加重视特种作战部队建设和发展网电等新质作战能力，提升美军作战能力及美国国内设施的弹性。

以上决策正在并将长期指导美军的军队建设。DARPA所展示的五项新技术均符合美军战略转变要求，例如，建立规模更小、更精干、技术领先的部队，或将使维持部队高昂士气、使伤兵能够重返战场的重要性更加突出，而“革命性假体技术”专题的研究成果将为此提供有力的技术支撑。与此类似，“机器人挑战赛”专题的研究成果，将帮助美军和美国民事当局提升以更低的成本应对自然灾害、工业事故和恐怖袭击的能力；而“X计划”、“持久近距空中支援”和“远程反舰导弹”专题研究，均瞄准应对未来高端战争的需求，其成果能够提供网电、无人、远程打击、拒止环境作战、精确高效（多目标）打击、低成本高效作战等方面的新质作战能力（或填补美军在这些方面的能力空白），能较好地满足美军当前战略转变的需要。因此，这五项新技术都有着良好的发展和应用前景。

2、五项新技术或将填补美军部分能力空白，改变美军任务执行方式，变革美军战斗力生成模式

五项新技术研究专题中，前三项目前都属于第2类研发活动，即应用研究；后两项都属于第3类研发活动，即“高级技术发展”。它们的共同特点是：都是以非常具体的应用为目标的高级技术研发及演示验证专题，强调集成并完成功能演示验证；到2015财年均将全部或部分转移给部队或完成商业转化，或完成产品发布。这就意味着，五项新技术（或其某个发展阶段）都可能在2015财年之前发展到技术成熟度等级不低于6的水平，或可支持工程研制并加速此后的型号部署，或可使美军以“四边”（“边研制、边试验、边部署、边改进”）发展和增量式升级模式直接获得初始能力，并在此后持续滚动发展。

从技术内容来看，“革命性假体技术”专题的研究成果将有助于提升美军士气，并为美军伤兵在必要时重返部队创造条件，还可通过商业转化形成军民融合发展局面，扩大应用、降低成本、加速改进。“机器人挑战赛”专题的研究成果或将为美军和美国民事当局提供便捷的机器人应急响应和抢险救灾选择，填补美国在该领域的能力空白。“X计划”将首次为美军提供以与规划传统战役（美军称之为“动力学战争”）类似的方式规划网电战的能力，形成从网电域感知、判断到决策、行动，再到评估的完整“战争设计与评估”工具，为美军提供网电域的新质作战能力。“持久近距空中支援”专题的研究成果将把美军现有的“数字化空地一体战”能力再向前大大推进一步，使美军首次具备由联合战术空中控制员分派攻击机（有人或无人）同时对地面多个目标实施快速打击的能力。“远程反舰导弹”专题的研究成果则将首次为美国空军和海军提供在未来严酷的“反介入/区域拒止”作战环境中，针对具有强大防御能力的特定先进战舰实施远程精确打击的能力，从而支持美军“空海一体战”概念的落实。

综上，五项新技术将填补美军部分能力空白，改变美军任务执行方式，变革美军战斗力生成模式，或将有助于美军针对其所谓的“接近同等的对手”形成新的慑止和制胜能力。

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