创头条App
扫码下载APP
扫码下载APP

您是个人用户,您可以认领企业号

    免密码登录
  • 图形验证码
  • 获取验证码
  • 立即登录
第三方账号登录
·
·

Hello,新朋友

在发表评论的时候你至少需要一个响亮的昵称

GO
资讯 > VR/AR > DARPA 引领国防科技创新之道
分享到

DARPA 引领国防科技创新之道

时间:05-17 07:14 阅读:5213次 转载来源:战略前沿技术

摘要:远望智库:与智者同行,为创新加速专家库 | 人才库 | 企业库 | 项目库 | 投资机构库 | 招商信息库本文转载自科技导报(ID:STReview)作者:易比一,黄世亮等DARPA(DefenseAdvancedResearchProjectsAgency)隶属于美国国防部,通常被译为“国防高级研究

远望智库:与智者同行,为创新加速

专家库 | 人才库 | 企业库 | 项目库 | 投资机构库 | 招商信息库

本文转载自科技导报(ID:STReview)

作者:易比一,黄世亮等

DARPADefense Advanced Research Projects Agency)隶属于美国国防部,通常被译为“国防高级研究计划局”。这一译名的出处是原国防科工委情报所,已长期使用、约定俗成。之所以将本义为“预先”或“先期”或“先进”的“advanced译为“高级”,可能是要突出DARPA研究工作的超前性与颠覆性。近年来,比较常见的用法是直接使用英文缩写形式DARPA,或将缩写音译为“达帕”,还有学者将之译为“国防预先研究项目署”。

   

DARPA是全球公认的国防科技创新领头羊,其卓越成就引发了世界瞩目和竞相模仿。然而,形似者多、神似者少,能够成功复制DARPA模式并引领创新者寥寥无几。DARPA正在做什么固然值得关注和追踪,然而更值得探究和学习的是DARPA如何有效应对创新的不确定性、多样性和复杂性,即DARPA引领国防科技创新之道。

   

DARPA为主题的专著、论文和研究报告相当丰富,在网站上DARPA也对其历史、现状和未来进行了较为全面的阐述。在这些公开资料的基础上,笔者将DARPA创新之道归纳提炼为以下5条。

   

坚守预先研究的创新定位

 

DARPA的主要业务是开展基础性、先导性、颠覆性国防科研项目的管理,其项目类别分为基础研究、预先研究和应用研究,预先研究项目是主体。DARPA名称里的“Advanced Research Projects”指的就是预先研究项目。

   

预先研究项目的成熟度不高、风险大、利润低,是企业等技术创新主体不愿冒险投入的领域。技术成熟度(technology readiness level,简称TRL)是国防科技创新领域经典的技术研发管理与评价工具。TRL将从基础发现、技术研发、样机试制到军事应用的国防科技创新全过程划分为9个技术成熟度等级。以TRL为标尺,DARPA的研究项目集中在TRL2~7级之间,正是预先研究项目所处的成熟度范围。若把整条国防科技创新链喻为4×100 m接力,预先研究项目就是最难跑的“第2棒”。

   

DARPA的创新定位就是永跑“第2棒”。“Bridging the Gap”被DARPA铭刻在其成立50周年纪念徽章上,所要表达的就是DARPA对自身创新定位的坚守。自1958年成立至今,DARPA始终致力于跨越基础研究与实际应用之间的鸿沟,努力提升国防技术的成熟度,使接跑“第3棒”的企业对技术应用前景充满信心,能够主动进行生产、使用、推广,顺利将技术转化为战斗力和生产力。

   

在其60年的发展历程中,DARPA在跨越基础研究与实际应用之间的鸿沟之后,有时并不急于将第2棒交出去,而是将其储备起来。主要理由有3点:一是军方尚无将该项技术武器化的现实需求;二是相关配套条件还不具备;三是完成第2棒本身已经对敌方或竞争对手构成了强大的技术威慑。

   

锚定国防科技的创新需求

 

DARPA的需求来源纷繁复杂,总体上可分为国会指定、联邦计划、国防部要求、DARPA自主提出和DARPA公开征集5类。其中,前3项所占比重并不大,通常是与国防科技创新紧密相关的指令性研究任务。

   

自主提出与公开征集是DARPA获取研究项目需求的最主要方式。一方面,DARPA借助其专业支撑科学研究理事会汇集需求;另一方面,DARPA借助广泛的调研和交流获取需求。在此过程中,DARPA与军方、情报部门、国会和私有工业部门保持密切联系,尤其关注军方未来潜在需求,通过加速能力生成,确保美军始终掌握先进技术优势。

   

同时,公开征集倡议是DARPA获取需求的重要补充手段,主要采取举办工业日、开放日活动或发布综合性布局通告(BAA)两种形式,这也是DARPA与工业界保持密切联系的主要手段。启动于20139月的“试验型空间飞机”(XS-1)项目在当年11月就开始公开向工业界征集项目制定和实施的技术方案。经过多轮竞争和筛选,DARPA20146月正式向美国波音公司、诺斯罗普·格鲁曼公司和麦士登空间系统公司发出合同授予通知,开始执行“试验型空间飞机”项目。

   

DARPA在形成项目需求时,紧紧围绕国防与军事的需要,始终关注美军未来军事能力发展目标。坚持需求导向与目标牵引,使DARPA一直能够把握国防科技创新的正确方向,能够科学合理地规划创新路径,从而能够有效应对创新的不确定性、复杂性与多样性。

   

技术办公室是DARPA项目管理架构的核心,目前主要设置了国防科学办公室(DSO)、战略技术办公室(STO)、战术技术办公室(TTO)、微系统技术办公室(MTO)、信息创新办公室(I2O)和生物技术办公室(BTO)。DARPA技术办公室的设置会随着战略前沿的演进而调整。20144月,DARPA预见到生物技术将成为未来国防科技发展的重点领域之一,有望催生革命性新能力,更好地保障国家安全,故而成立了生物技术办公室。DARPA始终能够洞见战略科技最前沿,聚焦主题设置相应技术办公室,牢牢把握国防科技创新主动权。

   

组建活力四射的创新团队

 

DARPA的项目团队主要分为管理团队和研发团队2类,而后者往往是DARPA项目取得成功的关键。组建研发团队前,DARPA 常采用“终局”(end-game approach)的方法,从未来最终产品向当前研发逆向分解研究路径,明确所需人员能力需求及协作方式,以此为遴选科研人员的标准。

   

DARPA 的项目经理全权负责组建和管理研发团队,通常由5~10个合同商和多所大学构成。项目经理有权进行项目间的组织协调、联系协作,把握项目进度,管理经费等。DARPA要求项目经理既要有突出的想象力和灵敏的科学嗅觉,又要具备一定的研究背景和技术深度,更要成为出色的组织者。DARPA不仅采用多种方式寻找合适的项目经理,而且会定期更换。项目经理组建研发团队的方式为:一是通过技术办公室发布公告;二是项目经理从自身掌握的人力资源中遴选;三是依托DARPA 利用科学计量方法识别和遴选。

   

DARPA依托项目经理所组建的项目研发团队往往结构合理、精明能干、活力四射。同时,DARPA研发项目团队的人员轮换很快,一般不会超过6年。利用精干且充满活力的研发团队资源,DARPA将不确定的技术路径逐步明确,将复杂的影响因素考虑周全,有效保证了项目的成功实施。

   

鼓励百舸争流的创新竞争

 

DARPA无与伦比的创新能力与其不拘一格的运作方式是分不开的。大奖赛是DARPA促进科技发展的重要形式,DARPA根据自身需求确定大奖赛的主题,成功调动全社会开展技术创新的积极和热情。

   

以“盛大挑战赛”(grand challenge)为例,出于对无人驾驶车辆的关注,DARPA2004年举办第1届“盛大挑战赛”,2005年举办第2届比赛,使无人车性能得到大幅改进。2007年,DARPA又发起“城市挑战赛”(urban challenge),解决了无人驾驶车辆在城市中行驶的问题。从此,挑战赛机制得到政府的关注与认可。在此赛制基础上,其余3项挑战赛应运而生,即“频谱挑战赛”(spectrum challenge)、“ctr 机器人挑战赛”(DARPA robotics challenge)和“赛博盛大挑战赛”(cyber grand challenge)。

   

同时,DARPA还勇于尝试其他激发竞争性创新的方式。“众包”模式是产品设计的一次深刻变革,DARPA是较早应用“众包”模式推动产品设计的军事科研机构,将“众包”作为重要方法之一加以系统运用并取得了显著成效。此外,DARPA还探索“创新会馆”这一新方式,将创意不同的团队聚集在一起,同吃同住协同工作,在短期内互相比拼,激发灵感,竞争提出更符合国防部需求的创新技术方案。DARPA这些推动创新的尝试正在被全世界争相模仿。

   

DARPA百舸争流式的创新竞争背后,是其如何有效应对创新不确定性和多样性的深刻认知。通过这种方式,DARPA为其创新研究增加更多备选答案,以求从“多路径”开展探索,增大实现预期目标的机率,满足国防科技创新需求。同时,组织创新大奖赛的做法还能帮助DARPA树立良好的社会形象,减少来自军方和纳税人的压力,营造了良好的创新生态环境。

   

基于融合集成的创新迭代

 

DARPA的项目体系结构呈金字塔形,自上而下分为3 级,分别是项目单元(program element)、项目群(projects)和项目(program)。第1级的项目单元代表大的技术领域,多保持相对稳定。根据分形原理,项目单元的新增、合并或裁撤一般与DARPA技术办公室的变动有关。第2级的项目群代表技术领域内具体的技术发展方向,是DARPA开展工作的核心。项目群的调整最能反映DARPA研究方向的变化。第3级的项目处于DARPA项目体系的最底层,是DARPA开展研究工作的抓手,往往具有明确的需求、成本、时间节点等。与前两者相比,项目的周期较短,项目数量和资助金额每年都会发生变化,总体而言更加灵活多变。

   

DARPA基于融合集成的迭代创新模式,正是在这样的项目体系中推进的。项目体系金字塔中最底层的项目(program),经过一段时间发展后,可能会更改名称,继续开展研究,也可能几个项目合并成新项目开展深化研究。采用这种做法,DARPA的某一具体技术发展方向,即技术群(projects)的研究可持续达10年以上,从而实现迭代创新。以DARPA的“神剑”(高能激光技术)为例,“先进战术技术”(TT-06)项目群中,初期的“高平均功率固体激光器”项目经历更名、新增、合并,在2012年成为“神剑”。在“混合技术集成”(MT-15)项目中,早期的“光学相控阵”演示验证项目,更名为“自适应锁相光学元件”后持续研究,进入第2阶段后也更名为“神剑”。2014年,“持久力”项目被列入TT-06项目群,作为“神剑”的后续项目。至2015年,“神剑”逐渐被取消,“持久力”作为后续持续至今。

   

在面对创新不确定性、复杂性和多样性的长期实践中,DARPA逐渐形成其独特的项目体系结构及管理方式。为遵循技术创新的规律,有效应对技术创新不确定性,DARPA在独特的项目体系下,选择围绕一个特定的技术主题,在相关项目跑完小颗粒度技术创新的“第2棒”后,将多项小颗粒度技术汇聚融合,形成更大的项目,继续跑大颗粒度技术创新的“第2棒”。采取迭代创新方式,使该技术主题相关研发能够持续推进、深化拓展“滚雪球”,最终获取领先世界的技术优势,实现既避免被竞争对手技术突袭、又对其构成技术威慑的双重目标。

   

结 论

 

DARPA通过上述策略和做法,有效地引领了国防科技创新。多年来美国政府通过建立一系列衍生机构,将DARPA的成功经验推向更多领域,设立了BARDABiomedical Advanced Research and Development Authority)、IARPAIntelligence Advanced Research Projects Activity)等类似机构。俄罗斯在2012年成立“先期研究基金会”,日本也于2014年在内阁府科学技术政策顾问委员会下筹建类DARPA机构,均期望加快颠覆性创新技术的发展。

   

DARPA在中国军队的受关注程度也很高,其研发项目也时常被模仿。基于项目层面的追随策略,不可能赶上并超越DARPA。因此,我们必须尊重国防科技创新的特点和规律,创造性地应对创新的不确定性、复杂性和多样性,才能领跑国防科技创新,在新时代更好地履行科技兴军使命。

   

参考文献(略)

 

本文作者:易比一,黄世亮,雷二庆

作者简介:易比一,军事科学院国防科技创新研究院,研究实习员,研究方向为科技政策、国防经济;雷二庆(通信作者),军事科学院军事医学研究院,研究员,研究方向为创新战略、科技评价及科技政策

本文发表于《科技导报》2018年第4期,敬请关注

一网打尽系列文章,请回复以下关键词查看:

创新发展习近平 | 创新中国 | 创新创业 | 科技体制改革 | 科技创新政策 | 协同创新 | 成果转化 | 新科技革命 | 基础研究 | 产学研 | 供给侧

热点专题军民融合 | 民参军 | 工业4.0 | 商业航天 | 智库 | 国家重点研发计划 | 基金 | 装备采办 | 博士 | 摩尔定律 | 诺贝尔奖 | 国家实验室 | 国防工业 | 十三五 | 创新教育 | 军工百强 | 试验鉴定 | 影响因子 | 双一流 | 净评估

预见未来预见2016 | 预见2020 | 预见2025 | 预见2030 | 预见2035 | 预见2045 | 预见2050 |

前沿科技颠覆性技术 | 生物 | 仿生 | 脑科学 | 精准医学 | 基因 |  基因编辑 | 虚拟现实 | 增强现实 | 纳米 | 人工智能 |  机器人 | 3D打印 | 4D打印 | 太赫兹 | 云计算 | 物联网 | 互联网+ | 大数据 | 石墨烯 | 能源 | 电池 | 量子  | 超材料 | 超级计算机 | 卫星 | 北斗 | 智能制造 | 不依赖GPS导航 | 通信 | MIT技术评论 | 航空发动机 | 可穿戴 | 氮化镓 | 隐身 | 半导体 | 脑机接口

先进武器中国武器 | 无人机 | 轰炸机 | 预警机 | 运输机 | 战斗机 | 六代机 |  网络武器 | 激光武器 | 电磁炮 | 高超声速武器 | 反无人机 | 防空反导 | 潜航器 |

未来战争未来战争 | 抵消战略 | 水下战 | 网络空间战 | 分布式杀伤 | 无人机蜂群 | 太空站 |反卫星

领先国家俄罗斯 | 英国 | 日本 | 以色列 | 印度 

前沿机构战略能力办公室 | DARPA | Gartner | 硅谷 | 谷歌 | 华为 | 俄先期研究基金会 | 军工百强

前沿人物钱学森 | 马斯克 | 凯文凯利 | 任正非 | 马云 | 奥巴马 | 特朗普

专家专黄志澄 | 许得君 | 施一公 | 王喜文 | 贺飞 | 李萍 | 刘锋 | 王煜全 | 易本胜 | 李德毅 | 游光荣 | 刘亚威 | 赵文银 | 廖孟豪 | 谭铁牛 | 于川信 | 邬贺铨 |

全文收录2016文章全收录 | 2015文章全收录 | 2014文章全收录 

其他主题系列陆续整理中,敬请期待…… 

声明:该文章版权归原作者所有,转载目的在于传递更多信息,并不代表本网赞同其观点和对其真实性负责。如涉及作品内容、版权和其它问题,请在30日内与本网联系。

评论

未登录的游客
游客

    为您推荐
  • 推荐
  • 人物
  • 专题
  • 干货
  • 地方
  • 行业
+加载更多资讯

阅读下一篇

【健康来吧】这条改善心脑血管的谣言,80%的患者都照做过!

【健康来吧】这条改善心脑血管的谣言,80%的患者都照做过!

返回创头条首页

©2015 创头条版权所有ICP许可证书京ICP备15013664号RSS