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圖片來自IllustrationbyAlexCastro/TheVerge

撰文 | 劉少山（PerceptIn創(chuàng)始人、哈佛肯尼迪政府學院公共管理碩士）

責編 | 葉水送

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過去幾十年來，美國軍事技術創(chuàng)新主要以在美國國防部高級研究計劃局（DARPA）與政府實驗室為主導的研發(fā)體系進行，雖然成績斐然，然而技術轉化周期過長，導致競爭對手可以在軍事科技上逐漸接近美國的水平。

有鑒于此，美國國防部快速做出改革，以跟上商業(yè)更新周期的步伐，快速的把商業(yè)市場的科技導入到國防科技應用上。近幾年，在商業(yè)領域上的科技創(chuàng)新，包括人工智能、自動化系統(tǒng)，甚至在太空科技等許多前沿領域都處于領先地位，它們的融合為戰(zhàn)爭的性質帶來了巨大變化的前景。

如前文《美國這個組織能把亞馬遜、谷歌CEO招進來，給我國的創(chuàng)新帶來哪些啟示？》介紹，美國國防部（DoD）建立了實驗性國防創(chuàng)新部門（DIUx），以加快對國防科技的商業(yè)化創(chuàng)新，以滿足當今戰(zhàn)略和技術環(huán)境不斷變化的需求。

本文我們詳細介紹這個DIU里面的“事”，特別是DIU如何從2016年的一個實驗性項目快速發(fā)展成一個成熟的國防科技創(chuàng)新永久性機制，以及在這幾年內DIU具體為美國的國防科技做出了怎樣的貢獻。

創(chuàng)新部門的任務是帶領國防部突破以往的軍事科技研發(fā)體系，快速導入商業(yè)化的領先科技，從而成為技術的快速孵化器與適配器。在當前全球軍事競爭的環(huán)境中，美國國防部需要優(yōu)先考慮交付速度、快速模塊化升級、以及戰(zhàn)場上的快速作戰(zhàn)適應。

如上圖所示，從2016年到2019年，DIU總共支持了72個研發(fā)項目，33個已經(jīng)完成，其中16個項目成功轉化進入國防部服役。平均每個項目執(zhí)行周期為362天。這些項目投入成功撬動了90億美元的市場化資金投入。

在DIU主導的新型創(chuàng)新模式下，國防部對外授予了166個研發(fā)合同，其中120個供應商并非傳統(tǒng)的國防供應商，其中60個供應商為第一次取得國防部的研發(fā)合同。這個亮麗的成績單證明了DIU所提倡與主導的快速導入商業(yè)領域上的科技創(chuàng)新的機制已經(jīng)取得了初步的成功。

2017年，DIU利用來自30多個不同的國防部實體的約8,400萬美元的國防部資金來啟動了48個軍事科技研發(fā)項目。這些項目主要聚焦與以下的方向：

1）人工智能系統(tǒng)：利用機器學習和相關領域的商業(yè)進步開辟了一條路徑，以便于更快，更有效地分析上下文中的數(shù)據(jù)；

2）自動化系統(tǒng)：在過去幾年，商用的無人機為美國的國防對手，特別是恐怖分子，提供了一種對美軍和以及其盟友發(fā)動襲擊的隨時可用的手段；

3）人類系統(tǒng)：為了增強戰(zhàn)場戰(zhàn)士的戰(zhàn)斗能力以及傷后恢復能力；

4）信息技術：DIU也積極推動戰(zhàn)場網(wǎng)絡的現(xiàn)代化與安全性，使得美軍具備更強的戰(zhàn)時信息系統(tǒng)以及實時數(shù)據(jù)分析平臺。

2017年，DIU還剛起步，許多項目機制還在探索階段。2018年DIU則已經(jīng)吸引了多個國防機構的資金支持，包括美國參謀長聯(lián)席會議、國防指揮中心、國防部非軍事部門等單位。2019年，DIU發(fā)展?jié)u趨成熟，許多項目機制還在探索階段。如下圖所示，2019年DIU以4500萬美元的投入撬動了國防部其它部門4.5億美金的整體資金投入，提供了63個商業(yè)研發(fā)合同。如下介紹幾個具有代表性的項目。

圖3:2019年DIU支持的項目收到的資金比例分配

2018年啟動的“預測性維護”項目在2019年得以進一步發(fā)展。到2019年11月，項目擴展整個國防部服務部門以改進以往基于狀態(tài)的維護方法。該項目的目標是通過減少計劃外維護的頻率和持續(xù)時間來提高飛機以及車輛的就緒性和可用性，為維護人員提供在故障發(fā)生之前了解何時更換關鍵組件（并確保組件可用性）的工具的方法，也將減少與維護相關的任務中止的次數(shù)。DIU和美國空軍為C3.ai公司提供商業(yè)合同，為超過920架飛機（包括E-3 Sentry，C-5 Galaxy和F-16 Fighting Falcon飛機）提供了基于此項目的維護支持。

該項目成功地展示了基于AI和機器學習技術以提高準備水平。具體來說，在出現(xiàn)故障之前，有監(jiān)督的機器學習可以準確地預測各個子系統(tǒng)在不同時間范圍內的故障概率。因此，維護技術人員能夠在組件級別的故障發(fā)生之前對其進行識別，預先確定要發(fā)生故障的零件以及更換極有可能發(fā)生故障的組件。

與美國空軍合作中，該項目的技術原型實施證明了將任務能力提高3-6％的能力；在等待零件的地面等待的飛機的基本次數(shù)減少多達35％；以及計劃外維護事件最多減少了40％。該原型機還展示了對零部件供應鏈的最小影響，并確定了在1000個零件中的其中80-90個零件的更換占飛機總停機時間的90％。此外，在飛機類型，數(shù)據(jù)質量和數(shù)據(jù)源之間，采用預測性維護工具可能會帶來潛在的準備就緒收益。

2020年的目標包括增加美國陸軍航空兵對其UH-60 Blackhawk和AH-64 Apache直升機平臺的使用，以及F-35聯(lián)合打擊戰(zhàn)斗機聯(lián)合計劃辦公室的采用。當在所有國防部飛機上全面實施時，預測性維護每年可為國防部節(jié)省高達50億美元。

2017年，DIU開始與美國網(wǎng)絡司令部合作尋找商業(yè)技術解決方案，該解決方案將使政府能夠分析有關網(wǎng)絡安全威脅和惡意活動的商業(yè)和開源數(shù)據(jù)。2019年9月，在DIU的導入下，美國網(wǎng)絡司令部向Recorded Future公司授予了商業(yè)合同，以提供實時的商業(yè)威脅報告，并支持該部門特定的網(wǎng)絡威脅分析。項目的目標是提高國防部對與網(wǎng)絡入侵相關的大量公共、私人和開源數(shù)據(jù)的可見性。

Recorded Future提供了一種解決方案，通過結合商業(yè)和政府數(shù)據(jù)進行實時分析和決策，使美國網(wǎng)絡司令部能夠了解惡意網(wǎng)絡活動和行為者的特征。這項工作減少了以前在深層網(wǎng)絡中搜索威脅情報所花費的工時，使運營商可以專注于政府職能或機密信息。

Recorded Future威脅情報平臺的成功過渡使國防部網(wǎng)絡運營商和威脅分析師能夠利用實時威脅情報數(shù)據(jù)和精選報告。除了提高數(shù)據(jù)積累和分析的速度外，該解決方案還展示了一個成功的模型，可以安全地共享情報。

2019年7月，美國海軍爆炸物處置計劃辦公室授予了兩個商業(yè)合同——一個授予Video Ray LLC，另一個授予Strategic Robotic Systems的下一代水下EOD響應戰(zhàn)略機器人系統(tǒng)。DIU于2018年1月代表海軍開啟了EOD水下響應車輛招標工作，如今，作為DIU原型一部分的三個戰(zhàn)略機器人系統(tǒng)中的兩個已被艦隊使用，從而改善了對策并降低了EOD面臨的風險服務成員。

海上地雷、炸藥和其他危害可能會破壞海軍投射力量和維持開放海域通信線路的能力，從而威脅到美國國家安全、美國的盟友、全球商業(yè)的行動自由。美國海軍EOD技術人員社區(qū)的任務是確保所有類型的爆炸威脅（包括水下地雷和簡易爆炸裝置）的安全。在某些情況下，需要EOD潛水員以物理方式接近水中未識別的設備。

DIU項目的目標是為海軍提供一種現(xiàn)代化的戰(zhàn)略機器人系統(tǒng)，它對技術人員而言更安全、更便攜、模塊化并且與用于EOD任務的其他技術和平臺兼容。經(jīng)過測試的戰(zhàn)略機器人系統(tǒng)具有更高的自主性，可提供站位保持，航路點規(guī)劃和導航以及其他功能，這使得戰(zhàn)略機器人系統(tǒng)可以在遠距離操作，而不是在動態(tài)水況下進行主動控制。直觀的易用性大大減少了對操作員的培訓時間，降低了事故發(fā)生率，并改善了任務功能。戰(zhàn)略機器人系統(tǒng)的尺寸，重量和便攜性也使它們可以由一兩個人運輸和部署，而原有系統(tǒng)太大而無法容納EOD技術人員使用的小船。由于體積小巧，戰(zhàn)略機器人系統(tǒng)利用了最先進的聲納和操縱器系統(tǒng)，從而改善了海軍的對策工具包。今天，美國海軍正在部署Video Ray和Strategic Robotic Systems的海上EOD機器人。這些戰(zhàn)略機器人系統(tǒng)使EOD技術人員能夠安全，立即地調查水中未識別的設備，而先前的操作程序要求潛水員在24小時的等待時間后接近設備。

圖4:StrategicRoboticSystems的下一代爆炸物處置水下響應車

每小時以超過22,000英里的速度移動的空間碎片有可能損害美國軍事衛(wèi)星、航天器、和宇航員。DIU的這個項目利用機器學習來觀察和預測圍繞地球軌道飛行的自然和人造物體的物理位置。

在ExoAnalytic Solutions公司通過DIU原型成功展示了這些功能之后，2019年7月，太空與導彈司令部與ExoAnalytic Solutions簽訂了商業(yè)合同。ExoAnalytic的產(chǎn)品原型提供了8000萬個觀測值和100,000個軌道，觀測數(shù)據(jù)量大約是現(xiàn)有美國空軍光電傳感器提供的數(shù)據(jù)量的三倍，每次相關觀測的成本為0.04美元。最后，通過利用統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫啟用的大量數(shù)據(jù)使用者驗證了2018年6月的總統(tǒng)指令《空間政策指令3：國家空間交通管理政策》所描述的“開放式體系結構數(shù)據(jù)存儲庫'”的實用性。

此項目證明了商業(yè)提供的數(shù)據(jù)服務檢測和跟蹤基于空間的常駐空間對象的能力在規(guī)模和能力上正在增長。此項目為美國國防部提供了從飛行安全保障以及國家太空防御能力保障。

圖5:空間態(tài)勢感知技術

最近，華為創(chuàng)始人任正非有一個演講，標題為《向上捅破天，向下扎到根》，在這個演講中提到“我國的經(jīng)濟總量這么大，這么大的一棵樹，根不強是不行的，不扎到根，樹是不穩(wěn)的，萬一刮臺風呢？我們擰開水龍頭就出水的短、平、快的經(jīng)濟發(fā)展模式是不可持續(xù)的。我國的基礎工業(yè)還是不強的，小小一滴膠，就制約一個國家的故事，我們已經(jīng)看到了，這是分子工程，是高科技中的高科技。而這幾千種膠、研磨劑、特種氣體……，都是高科技中的高科技，我國現(xiàn)在還基本達不到，很多種技術一年的需求量只有幾千萬美元、幾百萬美元甚至更少，試看泡沫經(jīng)濟下有幾個公司肯干這種事。缺一種就會卡了一個國家的脖子。”

DIU的機制不僅為美國引入最先進的國防科技，并且為許多像C3.ai、Recorded Future、Video Ray LLC、Strategic Robotic Systems、ExoAnalytic Solutions這樣的高科技初創(chuàng)公司提供血源，讓這些公司可以專注于研發(fā)細分方向的核心高科技

為了扶持核心高科技高科技的初創(chuàng)公司，可能也需要我們在國家層面有DIU一樣的組織。根據(jù)國家的國防需要，提供資金去支持一些專注于某個技術點，但是在短期內很難規(guī)?；⑸虡I(yè)化的高科技初創(chuàng)公司。

作者簡介

劉少山，PerceptIn創(chuàng)始人，加州大學歐文分校計算機博士，哈佛大學肯尼迪政府學院公共管理碩士。劉少山在哈佛大學肯尼迪學院的研究方向為中美科技政策對比以及科技對宏觀經(jīng)濟的影響。