2020年世界國防科技創新活動發展綜述

2021-02-18     國防科技要聞

原標題:2020年世界國防科技創新活動發展綜述

2020年,新冠肺炎疫情和大國競爭造成了國際格局的嚴重割裂,政治局勢不穩定因素迅速增多,科技競爭博弈加劇演化,對世界國防科技創新發展產生了巨大挑戰。以美國為代表的主要國家排除疫情肆虐、政治暴亂、軍事鬥爭壓力加劇等諸多困難因素,依然強力推進國防科技創新發展,充分採用靈活多樣的開放協同創新方式,匯聚先進軍民科技創新力量和成果,推進新興技術創新發展並融入一體化作戰能力。

一、加大軍地協同開放力度,舉辦創新活動提升創新能力

為應對疫情造成的溝通合作困境,美國等國家創新軍地協同機制和模式,開展靈活多樣的軍地交流對話,通過技術橋、工業交流日、技術交流等方式,開展盟國軍地國防夥伴關係對話,集聚各類國防科技創新力量,支撐國防科技從源頭上創新發展。

(一)採用工業交流日等方式,深化軍地交流融合

美國國防部採用美國總務管理局採辦網站、國防科技創新市場等信息平台,以及提案日、工業日等多種方式,促進軍地雙方信息溝通交流。美空軍裝備司令部於9月份舉辦了 「數字戰役」虛擬工業交流日活動,向學術界和工業界徵求有關建議,利用顛覆性的數字工程和數字化,實現數字生態系統的一體化信息技術轉型。舉行軍隊與工業界學術技術交流會議,將先進技術應用於提升作戰能力。美陸軍網絡跨職能小組、戰術指揮控制通信項目執行辦公室與工業界於9月舉行技術交流會議,重點研討 「能力集23」的試驗和設計目標,關注使用衛星通信提高美陸軍戰術網絡的能力、帶寬和彈性,提出開發下一代視距和超視距通信能力。

(二)打造先進技術「朋友圈」,構建盟國夥伴關係

為促進數據資源共享、合作研發、增強裝備系統互操作性,美國打造先進技術「朋友圈」,開展盟國夥伴關係對話,提升國防科技創新合力。9月15日至16日,美國防部聯合人工智慧中心牽頭,與澳大利亞等十多個國家舉行首次 「人工智慧國防夥伴關係」對話,旨在促進符合倫理道德的人工智慧應用,促進多邊共享實施人工智慧應用方面的啟示與最佳案例,建立框架促進合作,並協調關於人工智慧政策的戰略信息。未來將擴展至更多國家,將促進形成人工智慧領域的強大創新聯盟,提升新興技術研發能力,遏制共同威脅。

(三)激發民用創新力量活力,參與軍事領域技術研發

為推動商業技術領域的創新更快速地應用於國防領域,美國、印度等國家通過小企業創新計劃等,激發民用高技術企業和小企業參與國防高技術創新活力,加快外部創新成果引入步伐。美國從技術、市場和風險角度扶持高技術創新企業發展,幫助其拓展國防和商業領域市場,如空軍2020實質推進 「空軍風險投資」機構建設,廣泛籌集空軍項目、小企業項目資金及私營資本,促進軍民兩用技術發展。美空軍持續實施小企業創新研究和技術轉讓計劃,9月啟動 「新的空軍創投主題」小企業徵集活動,邀請各類創新小企業參與航空航天系統、材料和製造、定向能等軍事技術研發。印度財政部和航天部宣布了一項太空研發計劃,促進私營企業參與太空活動,向私營企業提供衛星開發、火箭發射和天基服務領域的公平競爭環境,開放行星探索和載人航天等項目,推動外部創新成果引入軍事航天領域。

二、持續開展創新賽與挑戰賽,優擇前沿技術創新方案

為激發社會各界科研團隊創新活力,美國、俄羅斯、英國等國家繼續舉辦各類科技創新大獎賽或挑戰賽,除人工智慧等新興技術領域外,地下環境、網絡與太空安全賽、智能應用等領域成為創新挑戰賽的熱點。

(一)地下環境突破性技術挑戰賽持續受到關注

地下環境的自主、感知、聯網和機動等方面的突破性技術研發與演示驗證,受到美軍關注,啟動挑戰賽以激勵創新發展。缺乏態勢感知是地下作戰面臨的主要制約因素之一,DARPA曾於2017年底啟動 「地下挑戰賽」,尋求新型技術方案,以在人工隧道系統、城市地下環境、自然洞穴網絡等地下環境實現快速測繪、導航及搜索。2020年8月,DARPA「地下挑戰賽」尋求戰場創新型技術,舉行「地下挑戰賽」城市環境賽段的比賽,旨在吸引民間優勢力量,開發用於地下戰場態勢感知和通信的創新技術。2021年將舉行最終決賽。

DARPA「地下挑戰賽」

(二)網絡與太空安全挑戰賽持續成為重點

DARPA於7月15日宣布其首個漏洞賞金項目 「發現漏洞利用以防止篡改」(FETT)已正式啟動,為「通過硬體和固件進行系統安全集成」(SSITH)項目發現可能削弱其硬體防護能力的潛在漏洞或缺陷。美軍仍然十分關注太空領域安全技術發展,受疫情影響,美太空軍近日宣布,將以在線的方式如期進行名為 「2020太空安全挑戰賽」的衛星黑客挑戰賽,以推進太空相關係統的網絡安全解決方案。活動分為在線資格賽和決賽兩階段。決賽期間,參與者將對有代表性的地面和在軌衛星系統組件進行逆向工程設計,以克服植入的「旗幟」或軟體代碼。美太空軍第45太空聯隊於3月4日舉辦首屆 「推介日」活動,通過「開放商業解決方案」(CSO)授權,就太空行動和基礎設施支持的若干問題領域向非傳統承包商尋求「創新性解決方案」,重點關注天氣、商業系統和信息技術等領域,在活動當天通過CSO授權允許國防部等政府機構快速採辦創新解決方案。

(三)量子技術、腦控技術等新興技術成為競賽熱點

人工智慧、量子技術等新興技術的創新運用一直是美軍關注的重點領域。針對近年來量子技術的飛速發展,美空軍於6月舉辦 「量子對撞機」虛擬推介大會,高度關注量子通信、計算、授時和傳感等領域。美空軍研究實驗室的「量子對撞機」專注於提升情報、監視與偵察以及定位導航授時能力,旨在推動尖端大學的突破性研究成果走出實驗室,交付至作戰人員手中。DARPA於8月底舉行了最後一場 「阿爾法空中格鬥競賽」,該競賽是「空戰演進」項目的一部分,旨在實現空對空作戰自動化,提高作戰人員對人工智慧的信任度,增強人機合作。此次競賽在為期3天的競賽中選出優勝人工智慧算法,一名F-16飛行員與勝出的人工智慧算法進行對決。

「阿爾法空中格鬥競賽」

(四)先進基礎技術研究成為美軍關注重點

NASA啟動首屆 「企業家挑戰賽」推進科學技術創新。NASA於6月9日已首次啟動一項試點「企業家挑戰賽」,旨在邀請新的企業家參與科學技術創新、研發新設備,以推進科學探索任務。挑戰賽重點關注三個領域:先進機器學習技術與人工智慧:用於自主太空飛行器、星球表面漫遊車,以及對地觀測和災難管理;先進質譜分析技術:用於外星生命探測和其他科學應用,使用的儀器採用了包括尖端材料或組件在內的採樣技術和工藝創新,具有低功耗、低重量等優勢;量子傳感器:用於對重力、磁場、暗能量等的高精度評估,以支持科學探索任務。為提高企業家在其技術產品組合相關領域的參與度,NASA科學任務委員會將分三個階段向每個優勝企業家頒發多達10萬美元的獎金。

三、加強作戰與技術銜接,推進新型技術融入作戰能力

美國等國家推進作戰需求與技術研發銜接,加強作戰概念部門與技術研發部門的溝通與協同,推進新型技術融入作戰能力,提升網絡技術作戰能力。

(一)美陸軍成立點燃團隊,加強作戰與技術銜接

為加強作戰概念部門與作戰能力發展部門之間的統籌協調,打破機構間原有的獨立、分散、線性的溝通機制壁壘,美陸軍未來司令部於2019年10月成立了一個由作戰概念及作戰需求人員、科研人員和技術人員等組成的 「點燃團隊」,旨在打通兩個機構之間的溝通渠道,建立作戰需求與科技創新交叉融合的協同機制,使作戰概念及需求與科技研發活動之間相互依存、緊密耦合,以推動未來作戰能力穩健發展。

美陸軍未來司令部成立「點燃團隊」

(二)美特種作戰司令部加速商業技術轉化為戰鬥力

為應對大國競爭,美特種作戰司令部(SOCOM)廣泛投資新技術和武器,促進轉化應用為戰鬥力,提高全球態勢感知能力。這些新技術領域主要包括:作戰人員超級使能技術;人工智慧與機器學習技術;航空平台新技術;下一代班組武器;水下和水面艦艇;指揮、控制、通信和計算機。該司令部為了提高全球態勢感知能力,於6月向加拿大CAE國防公司子公司(MSI)宣布獲得美特種作戰司令部合同,作為該司令部提高全球態勢感知任務計劃的重要組成部分。此外,美特種作戰司令部將生物技術列為其最重要的技術需求,研究提高作戰人員體能素質的方法,推進生物技術研究與轉化應用。

(三)美海軍建設「網絡工廠」,加快網絡作戰能力生成

網絡作戰能力是聯合作戰能力的核心和關鍵。2月,美海軍網絡戰開發小組成立 「網絡工廠」,加強作戰需求部門與技術研發部門的溝通與協同,將現代化的物理環境、訓練有素且經驗豐富的人員、行業領先的流程以及更新的技術資源結合在一起,通過逆向工程、漏洞發現以及針對敵方網絡系統的軟體開發,對海軍和聯合作戰需求做出快速響應,為美海軍網絡戰能力提供技術研發場所,為作戰部隊快速開發進攻型網絡能力,加快網絡作戰能力生成。

四、以作戰運用為目標,推動創新技術成果轉化應用

美國等主要國家高度重視國防科技成果轉化應用,以作戰運用為目標,通過協同體制機制,專項計劃,聯合培訓等方式,促進科技成果快速轉化應用為裝備。

(一)加快人工智慧技術軍事化轉化運用

美國防部將採取多項措施加快人工智慧軍事化運用。國防部長馬克·埃斯珀9月在 「人工智慧研討會」上表示,國防部希望通過增加人員培訓/教育、聯合人工智慧中心的「聯合通用基礎」和「9周培訓計劃」等新型協同雲環境,擴大人工智慧在國防部內部的應用。國防部計劃在2024年舉行「真實世界的全尺寸戰術飛機競賽」,讓飛行員與人工智慧控制的飛機競爭。美國防部將利用為數據共享、合作發展和加強互操作性創建的新框架和工具,將人工智慧軍用道德規範等倡議擴展到更多國家。此外,美空軍正與國防部聯合人工智慧中心合作,利用其企業雲、軟體開發和數據支持計劃所建造的數字基礎設施,為所有軍事部門開發人工智慧服務。

時任國防部長馬克·埃斯珀

此前,美聯合人工智慧中心主要將人工智慧用於人道主義援助、減災救災等任務。該中心主任傑克·沙納漢6月表示,該中心計劃將人工智慧技術轉化應用於作戰,重點領域包括:網絡之網絡、使用人工智慧運用火力、協調武器以增加殺傷力,以及破壞敵方通信。此前沙納漢稱,該中心不會立即將人工智慧用於殺傷性任務,但將在聯合作戰任務倡議下將人工智慧用於快速通信等項目。該中心於10月推出「6周試點培訓課程」,教授人工智慧和數據科學應用技能。

英國也通過開發綜合環境試驗台,致力於以支持人工智慧技術發展。6月,英國國防科學技術實驗室(Dstl)開發了一個綜合環境試驗台,以演示並評估可能用在未來海軍平台上的決策制定、任務規劃和自動化技術。 「指揮實驗室」是Dstl啟動的一項建設計劃,旨在支持作戰室和控制室的「人在迴路」實驗,演示「智能艦船」項目開發的人工智慧應用程式和軟體工具。「指揮實驗室」的模擬組件和作戰管理系統仿真器將能適應多種不同環境,包括作戰室、人機介面評估實驗室以及人與社會科學測試環境。

Dstl宣布已經完成大規模「蜂群」無人機演示驗證

(二)推動Maven項目技術成果轉化應用

美國防部 「算法戰跨職能小組」(Maven)項目始於2017年,旨在將機器學習用於對情報平台生成的大量情報、監視與偵察數據進行分類,通過機器學習和計算機視覺分析大量的無人機攝像頭,以增加空中力量的殺傷力。該項目現已通過 「先進作戰管理系統」建成一系列人工智慧基礎設施,包括用於數據遠程存儲、處理和訪問的「一雲」、用於安全編寫軟體的「一平台」、用於遠程訪問涉密數據的「一設備」等。美空軍9月考慮正努力將Maven項目成果納入其「先進作戰管理系統」(ABMS),以利用該項目的人工智慧能力分析並連結來自戰場傳感器的數據,並將其投入作戰應用。ABMS作為「聯合全域指揮控制」概念的主要技術,將實現陸海空天網各領域傳感器和射手之間的連結。

(三)推動高超聲速技術轉化應用

為推進高超聲速技術研發和轉化應用,美軍開展了以下系統舉措:國防部設立 聯合高超聲速轉化辦公室,推進高超聲速技術試驗及向作戰系統轉化;美軍制定並實施「高超聲速綜合科技路線圖」,明確技術優先事項,加速其向高超聲速飛行能力轉化;建立高超聲速大學聯盟,擴大學術界、工業界和政府之間的合作,形成研發創新合力;加強與澳大利亞高超聲速工作組等的合作關係,確保美國及盟友在高超聲速方面的軍事優勢,推進高超聲速技術在國際上轉化應用。

如需轉載請註明出處:「國防科技要聞」(ID:CDSTIC)

來源 | 綜合網站

圖片 | 網際網路

作者 | 盧勝軍 張代平 趙超陽 楊亞超 申淼

註:原文來源網絡,文中觀點不代表本公眾號立場,相關建議僅供參考。

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文章來源: https://twgreatdaily.com/zh-cn/WPv7tXcBMMueE88vradc.html