DARPA：60岁的“创新偶像”

美国国防部高级研究计划局（DARPA）于2018年9月5日至7日庆祝其成立60周年，并举办了一场专题研讨会，重点关注未来的技术，同时纪念该机构的历史。防务菌对D60内容陆续编译放出，今天推出的是《DARPA：创新的文化》。在视频里，DARPA多达16位现、前任局长现身说法，阐释其对创新概念的理解。为配合本视频，特意去翻了《DARPA：60岁的“创新偶像”》一文，内容侧重于DARPA的主要特征：使命、组织、与其他组织的关联以及“政治设计”，以及这些特征如何为其成功做出贡献。它将回顾DARPA研究不断发展的焦点，并在该机构努力在未来几年继续提供变革性技术的过程中提供一些经验教训。

美国国防高级研究计划局（DARPA）是一个“创新偶像”。它创造了许多突破性技术，彻底改变了国防，包括隐身技术、无人机系统和精确制导弹药。许多DARPA开发的技术已经产生了广泛的社会和经济影响，包括便携式GPS接收器、新型计算机芯片、语音识别软件、交互式视频设备和个人计算机，以及最着名的ARPANET及其后继者——互联网。

目前的DARPA研究也可能对未来产生巨大影响，包括自动驾驶车辆、机器人和外骨骼以及认知计算--仿效大脑般处理的计算机。此外，DARPA促进了重要技术社区的创建，包括材料科学、计算机网络等。DARPA如何以及为何成功？其运营和环境的哪些特征有助于这一成功？（详见文末注释2）在技术和安全环境发生巨大变化的现在和未来如何取得成功？

在60年的时间里，DARPA已经发展并且在几次接近解散之后，其组织结构以及一些重要的运作机制已发生变化。DARPA没有单一的准确描述，因为它根据世界的变化，特别是国家安全环境进行了调整。可能在给定的时间点，人们可以辨别出几个相对清晰的DARPA，因为在不同的时间点，该组织的不同部分采用不同的技术和开发方法。DARPA的历史受到政治动态以及它所追求的技术动态的影响。由此可以看的出来，DARPA最重要的标志是它的适应性和灵活性，有时可以非常迅速地应对不断变化的环境。

1957年10月，前苏联发射了第一颗人造地球卫星Sputnik I，这一事件震惊了美国。许多美国人担心本国正在失去对其冷战对手的技术领先地位。在第一颗Sputnik卫星发射后，时任美国总统Dwight D. Eisenhower遵循国防部长Neil McElroy和首席科学家的建议，提议建立高级研究计划局（ARPA）（详见文末注释3）。

最初，该机构专注于总统的三项任务：太空、导弹防御和核武器试验的检测。然而，Eisenhower强调，空间应该是民用机构的领域。为此，在1958年晚些时候，国会和总统创建了美国国家航空航天局（NASA），这是一个负责主要太空计划的民用机构。因此，NASA吸收了DARPA的大部分太空计划。导弹防御和核试验检测的另外两项总统任务继续作为ARPA主导的焦点约15年。

在成立后不久，ARPA就接受了AGILE项目——一项由时任副局长William Godel提出的长达十年的高度机密计划：支持美国在越南的努力 （译者注：该项目调查了参与非对称类型的遥控、有限战争的方法，旨在为参与打击共产主义叛乱分子的国家提供支持，特别是在越南和泰国。AGILE项目被分解为许多子项目，涵盖了与远东地区各种条件下战争有关的广泛议题，包括用于拦截胡志明小道上共产党车队的电子监视，以及可能被共产党叛乱分子破坏的部队的社会学研究） 。现在回顾起来，AGILE项目的大部分内容都是天真的，管理不善，并且充斥着业余爱好。AGILE项目几乎不科学，专注于近期解决方案。因此，它现在作为DARPA失败模式的教训。

随着太空计划向NASA的转移，ARPA在20世纪60年代专注于导弹防御、核试验检测和AGILE项目。然而，在20世纪60年代早期，ARPA开始寻求一系列较小的、以技术为重点的项目来“防止技术突袭”。最初的项目是材料科学、信息技术和行为科学。可以说，ARPA“发明”了这些作为技术追寻的领域。例如，在1961年，时任ARPA局长Jack Ruina聘请JCR Licklider担任信息处理技术办公室（Information Processing Techniques Office，IPTO）的第一任主任，该办公室在创建个人计算和ARPANET（后来互联网的基础）方面发挥了至关重要的作用。

尽管在这些早期的技术追寻中取得了成功，但到了20世纪60年代中期，DARPA陷入困境——它成为越南战争萎靡不振的受害者，越战影响了当时整个美国国防部（DOD）的资源削减，以及其后太空计划的实际推动力——导弹防御（Defender）和核试验检测（Vela）等项目，以及AGILE项目——它们基本上都各行其是。事实上，在1965年，时任国防部副部长Cyrus Vance就“开始主张废除该机构” （详见文末注释4）。然而，在国防研究与工程局（DDR＆E）局长John Foster的带领下，DARPA在组织和程序上都从这次危机中演变过来。到20世纪70年代中期，DARPA已经放弃了AGILE项目，并将Defender项目转交给为陆军。

DARPA在Eberhart Rechtin局长（在其任内，创建了战略技术办公室【STO】）领导下，首次寻求新的发展方向。其继任者Steven Lukasik局长也延续他的做法，在其任内关闭了AGILE项目的大部分内容，并将一部分内容承接到新设立的战术技术办公室（TTO）。因此，到20世纪70年代中期，DARPA领导层已经大大改组了围绕技术办公室的机构，即管理模式转换为以技术办公室为中心而不是以任务为中心的模式。

DARPA在寻求核武器的技术替代品以应对前苏联在欧洲的军事态势过程中重新焕发活力。这项计划对时任美国总统Richard M. Nixon及其国家安全顾问Henry Kissinger非常重要，并继续在继任Gerald R. Ford总统及其国防部长James Schlesinger的领导下执行下来。在Lukasik执掌DARPA期间，DARPA于1973年制定了一项长期研究规划项目（Long Range Research Planning Program），指导后续20年的DARPA研究项目。其中包括网络中心战、隐形技术、精确和自主系统以及战区导弹防御系统。

1975年，时任DARPA局长George Heilmeier（乔治·海尔迈耶）提出了最着名“海尔迈耶问答法”，他要求项目经理帮助确定他们提出的项目的价值——这一方法扩大了隐形飞机、太空激光、太空红外技术和人工智能（AI）的重要成就。（以下三段内容来自小伙伴们编译的《【Innovation at DARPA】最新发布：DARPA·创新》一文，怀念与您们一起走过的日子）

DARPA青睐于那些雄心勃勃的提案，但这些提案必须要满足DARPA的标准，即，要有足够的创造性，表现出改变世界的勇气，同时也要切合实际。另外，提出这些提案的项目经理必须要足够清晰有力地进行阐述，以说服那些对相关领域并非特别了解的人，让他们认同这些提案是值得支持的。

“海尔迈耶问答法”过去一直是，未来也将是启发这种精确表述过程和判断哪些想法最有前途的宝贵工具。乔治·海尔迈耶设定了每个新项目提案者逐渐渗透到DARPA的文化中。这种问答法后来发展成考量项目潜力的方法。海尔迈耶的问题看似显而易见，但能帮助找出那些符合DARPA目标的提案。

海尔迈耶问答法：

◆ 你想做什么？完全不用行话来清晰明白地阐述你的目标。

◆ 当前已经做的怎么样，目前的局限是什么？

◆ 你的方法中有哪些新东西，你为什么认为它会成功？

◆ 谁会关心？如果你能成功，它能带来什么不同？

◆ 风险和回报都有哪些？

◆ 要花费多少？

◆ 检验是否成功的中期和最终“考试”是什么？

在20世纪80年代，DARPA通过隐身技术、防区外精确打击和战术监视（经由无人机）等项目开发并验证了新的战术能力。在与国防研究与工程局局长和国防部长合作下，通过坚持不懈的努力，DARPA努力将这些能力转移到军队，创建了时任国防部副部长William Perry和国防部长Harold Brown（在总统Jimmy Carter领导下）所谓的“抵消战略” （Offset Strategy），这些项目是DARPA对国防能力影响最重要的计划之一，并被吹捧为DARPA在引发”军事革命“方面的影响——通过战术转型来抵消苏联的军事能力（详见文末注释5）。

与DARPA在20世纪70年代和80年代的转型军事计划并行的是Licklider（前文提及的DARPA信息处理技术办公室【IPTO】第一任主任）提出的的“人机共生”愿景基础上的革新信息技术计划。DARPA在此领域的研究是计算机科学的基础。ARPANET是基于Licklider设想的技术未来更广泛、连贯计划的一个组成部分。他和IPTO同事构思了信息处理技术多管齐下的发展愿景：从笨重、占据大部分空间、无法访问的大型机器到无处不在的交互式和个人计算能力网络（详见文末注释6）。直到现在，在DARPA追求人工智能、认知（类脑）计算和机器人技术的过程中，这种变革仍在继续。

20世纪90年代初，国防部和DARPA就适应了这样一个事实，即美国的主要对手苏联已经崩溃。随着世界秩序的这一重大变化，DARPA武器研究的重点已经消失。此外，美国处于预算危机中，部分原因在于1980年代的国防开支过于庞大。克林顿政府采用了“两用”政策——同时拥有国防和民用经济收益的技术，旨在提高经济竞争力，同时保持国防技术的领先地位。根据这种政策方法，国防部寻求利用民用部门的参与来削减开发新技术的成本。

这些（军民）两用项目是DARPA的重大转向（1993年DARPA更名为ARPA以强调双重用途），这一转变在国会中引起了极大的争议。技术再投资计划（TRP）旨在促进国防技术开发商、商业公司和大学之间的合作。尽管缺乏匹敌对手（指前苏联），国防部长办公室（OSD）和DARPA仍与白宫合作，继续开展DARPA对“突破性”技术的探索和开发。无人系统和精确打击能力等项目随着“捕食者”和“全球鹰”无人机的研发继续执行。同时，DARPA在信息和电子、先进传感和战场监视方面培育了新技术。生物技术方案页已经启动。20世纪90年代，DARPA通过与陆军合作开展一项使用网络化机器人（称为“未来作战系统”项目）进行地面作战的激进方法，最终被证明是失败的。该项目过于雄心勃勃，陆军部队又急于获取，最终被国防部长直接KO。

在2000年代初，DARPA继续聚焦精确打击、网络作战、先进传感器和无人系统等主要技术主题。然而，在Anthony “Tony” Tether局长任内的几个月里，发生了9.11恐怖袭击事件，DARPA由此陷入了“反恐战争”。“全信息感知”（Total Information Awareness，TIA）项目成为DARPA对恐怖袭击最引人关注的回应。同时，TIA也是一个备受争议的项目，因为利用信息技术识别可能的恐怖分子和恐怖袭击引发了隐私问题，最终在争议中终止了这一项目。

DARPA还制定了快速响应项目，以支持伊拉克和阿富汗的战斗需求，包括战术机器人和传感器系统。安全、强大、自我修复的传感器和通信网络也成为优先事项。在此期间，DARPA设立了两个新技术办公室：信息感知办公室和信息开发办公室，以应对恐怖主义威胁。在此期间，DARPA还开展了一系列机器人项目以及人机交互方面的相关工作，如外骨骼技术和先进假肢。与此同时，DARPA更加重视人工智能、认知计算、量子计算和自主系统的项目。2004年、2005年和2007年聚焦自动驾驶汽车的“DARPA挑战赛”是其自主能力的高度可见的演示验证，同时成功地创建了兴趣和激励研究团队。另一方面，雄心勃勃的“轨道快车”项目为机器人在轨加油和重新配置卫星上重新强调了美国“确保使用空间”的口号。

在最近的十年中，DARPA已经认识到技术已经全球化。过去，美国和国防部领导技术开发。现在，全球竞争对手都在追赶DARPA开创的许多技术。随着在安全领域的匹敌竞争日益激烈，恐怖主义成为持续关注的问题，DARPA的使命是避免技术突袭外并为对手创造技术突袭，这比以往任何时候都更加艰巨和紧迫。

DARPA关注的一个领域是生命科学。DARPA已经进行了一段时间的生物技术研究，它在2014年创建了一个新的生物技术办公室（BTO），其中一个重点是合成生物学，这是一种基因工程，为探测有害化合物和高效生物制造诸如新型涂料、燃料和药物等应用开辟了新的机会。生物技术的另一个驱动因素是国防部自身的大规模医疗健康问题，因为来自两场战争（指伊拉克战争和阿富汗战争）的受伤士兵需要新的医疗反应措施。DARPA的灵活性使其能够采用将生物学与工程、物理和计算科学相结合的“融合”方法，以寻求新的治疗方法，包括先进假肢技术。

在信息领域，DARPA专注于人工智能、网络威胁以及推进微电子技术的方法，包括基于大脑如何处理信息的量子计算和神经突触处理器的努力。在航空领域，凭借先前在航空和推进领域的研究基础，DARPA正在着手高超声速系统研发。与此同时，不断增长的网络威胁刺激了DARPA推进多个雄心勃勃的网络安全项目。这篇综述内容也显示了DARPA的技术和安全聚焦点随着时代而变化，尽管其使命——确保美国的技术领先地位，一直基本保持不变。然而，为了履行这一使命，DARPA必须专注于创造和验证国家安全的突破性技术，即使许多有能力的匹敌者（意指俄罗斯、中国等）参加技术竞赛，并且技术在全球范围内的扩散比以往任何时候都要快。

为了实现其使命，DARPA一直是一个高度适应性、反应灵敏的组织。DARPA的标志是敏捷性。DARPA由技术办公室组成，同时其数量和具体作用随着时间的推移而发生变化。目前DARPA有六个技术办公室：

• 生物技术办公室（BTO）

• 国防科学办公室（DSO）

• 信息创新办公室（I2O）

• 微系统技术办公室（MTO）

• 战略技术办公室（STO）

• 战术技术办公室（TTO）

DARPA是一个资助机构，它没有自己的实验室或研究人员。其核心是大约100名项目经理（PM）和办公室主任、副主任，以及监督他们的局长和副局长。这些都是政府雇员，大多数是通过特殊雇佣授权渠道聘用的——雇用时间通常是三到五年。重要的是，这些都不是长期工作人员——实质上都是暂时的（详见文末注释7）。DARPA的预算每年约为30亿美元。

DARPA项目经理拥有很大的自主权：他们提出各自的项目，寻求DARPA高级官员的批准和资助、撰写资金征集、选择研发演示者并监督和协助这些演示者。典型的项目将具有特定的技术目标，预算为数千万美元，并将持续三到五年。通常，个别项目将资助由不同演示者运作的多个研发项目，以便比较和测试不同的技术想法。

每个DARPA技术办公室也可以资助小型“种子”项目，这为项目经理提供了一种生成和测试新想法的途径。近年来，每个办公室还开展了一年一度的“开放式”竞赛，申请人可以在该办公室当前项目未涵盖的技术领域提出工作建议。

DARPA采用“投资组合”方法：它为各种研发项目提供资金，并经常在一个项目中为多个计划方案提供资金。由于DARPA的重点是实现“高回报”结果的高风险项目，促使该机构及项目经理投资于一系列有前景的技术以增加成功的机会，同时接受某些研究可能无法成功的固有风险。

作为一个高级研究机构，DARPA不为现存运营系统的建设提供资金。 它成功开发和演示了“概念验证”原型，其他国防或商业领域的机构或公司则可以进一步开发、改装和实施——这是DARPA称之为“技术转让”的过程（详见文末注释8）。 当其他政府机构组织和企业界进一步开发、商业化并购买它所培育的新潜在变革性技术时，DARPA就取得了成功（详见文末注释9）。

当DARPA的努力引发了理解——是否可以做某事、做得如何、或者是否无法完成时，也可以说DARPA取得了成功。DARPA模式和整体国家创新体系的哪些特征有助于技术转化？（详见文末注释10）

DARPA愿意挑战现有技术以及生产和使用它们的组织——它认为其工作是改变人们对可能性的看法。例如，它表明使用开放标准的计算机网络可以取代专有网络系统。它在国防部长办公室（OSD）的支持下创建并推动采用隐身技术、无人机系统、精确打击和夜视等技术。它利用研讨会、大奖赛、“技术嵌入计划”（在现有军事系统中验证新技术）以及其他技巧来展示和宣传新的技术能力。

DARPA及其演示者创建了新的技术社区。除了帮助DARPA开展新研究外，这些新社区的研究人员也经常成为知识渊博、热情的倡导者。其中一些专家在政府工作，一些在大学工作，一些在大公司工作，一些开办新创业公司。他们分享了可以做什么的总体愿景，他们经常成为“变革社区的倡导者”——愿意并且能够改变技术世界的人。这是DARPA如此有影响力的原因。

DARPA致力于解决国防部高层领导的重要问题。其与国防部长及其他高级官员的密切联系不仅有助于DARPA保持其独立性，而且这些官员也可以成为“捍卫者”——他们希望进一步开发技术并看到它们的转化和部署。例如，当DARPA的项目已经开发并验证了相关技术时，国防部高级官员即推动美国空军采用隐形飞机和无人驾驶飞行器。

将激进的新技术转变为新的作战能力通常是有风险、困难的和代价高昂的。DARPA和国防部以两种方式处理这个问题。首先，国防部本身可以将新的原型技术转化为现有产品。国防部的高级领导可能需要先进的技术。通过其实验室、承包商和采购系统，它可以改进和购买这些新产品。然而，将新技术从DARPA“转化”到军事部队通常很困难，因为DARPA开发的能力经常具备“颠覆性”，挑战了当前的作战方式。因此，成功转化到军事能力之前，DARPA项目经理通常要花费大量时间和精力。

技术转化的第二个途径是DARPA与私营部门合作，将其验证过的技术商业化。DARPA多次与半导体行业合作采用先进的芯片技术，例如绝缘衬底上的硅（硅技术）和单片微波集成电路信号处理芯片。自动驾驶汽车的新商业前沿就是采用工业界采用和建立在DARPA资助研究的另一个例子。

DARPA的高风险、长期的研发议程将其与其他国防研发组织区分开来。也许DARPA工作最重要的作用就是改变人们对可能性的看法。DARPA的60年历史揭示了一个由紧迫性驱动的不断推动知识前沿以创造新颖、高回报能力的机构。DARPA具有许多与其研究相同的特征。其最初是一项旨在克服通常技术发展渐进过程的实验。就像其被特许开发的研究一样，DARPA一直有目的地进行“颠覆”和“转型”。

几十年来，人们已经做了各种努力来中和DARPA，使其研究更加兼容并融入国防部研发的其他部分，让它更专注于近期、更多的增量应用，即将其重点从颠覆性可能转移开来。此外，除了DARPA传统上已经开展的概念演示验证之外，它还努力将其特性扩展到原型系统。然而，在DARPA和国防部长办公室内部强有力的领导下，以及在国会的支持下，DARPA60年来一直能够发挥真正独特的作用。它已经并将继续成为国防部的“首席创新机构”，推动国家安全和国家利益的前沿方向。

DARPA仍然是一个令人印象深刻的“机会农场”。例如，DARPA帮助人工智能从几乎没有技术基础的早期概念转变为影响我们日常生活和支持实时军事行动决策的普遍能力。它现在正在追求电子和自动化技术的类似进步。它正在追求材料的基本进步，例如生物材料和加速材料开发。DARPA彻底改变了分布式传感领域。当前DARPA研究课题中充斥着“机会农场”的异构电子学、工程生物学、敏捷进入太空和高超声速系统。

展望未来，问题不在于DARPA是否仍能追求新的变革型前景。问题是：DARPA和国防部如何确定并关注在不断变化的地缘政治和技术环境中应该采取的措施？DARPA一直致力于应对新兴技术前景，但在当今世界，它必须更加专注于它可以利用的地方，因为其他国家和组织通常会大量投资于DARPA最初支持的技术。

随着全球对机器人技术、人工智能、合成生物学、量子计算和先进材料的投资，DARPA应该关注什么？从军事应用的角度来看，DARPA应该如何利用和促进这些新兴技术在国防用途中的潜在应用？DARPA是否应该寻求使用这些技术，而不是当前定义的需求？至关重要的是，国防部应如何实现这些努力的成果？

当前，DARPA面临着新的挑战，这些挑战引发了一个关于其未来成功的关键问题——能够为项目经理吸引非凡的技术人才。在商业高科技领域，特别是在信息技术、自主系统、先进生物学这些DARPA所关注的领域，正积极地投入大量资金并雇佣最好的人才。这些公司以高薪和相对无拘无束的工作环境在远离华盛顿特区的地方吸引人才。外国人占雇佣人数的比例越来越大。此外，许多领先的科技公司现在都在美国以外、在亚洲和欧洲之外。因此，技术人才的竞争越来越激烈，全球先进技术的竞争越来越激烈。尽管DARPA现在必须面对比过去更加艰难的招聘环境，但它仍然为潜在的项目经理提供了影响未来的独特机会，而很少有其他组织可以提供这些机会。这些人才的活力对于了解当今的DARPA及其识别、验证和开发未来技术的持续使命至关重要。

上述这些问题强调了一个关键点——DARPA本身并不成功。它的成功存在于它创造的机会里，而其他人则可以藉此机会创造成果。因此，它的成功必须建立在更大的美国创新基础设施之上。在过去的25年里，创新生态系统发生了根本性的变化。为了使DARPA研究取得成功，它最终必须在转型中达到顶峰，无论是在作战军事能力还是在数十年边界不断扩展的新技术领域。DARPA本身不负责执行转化，但它取决于有效的现存转换路径。需要更好地理解这些路径，而DARPA之外的其他利益相关者需要支持促进转化的措施——无论是在国防部内还是在工业界内。有些人担心国防部内部的军事转化机制受到侵蚀。在更广泛的商业经济中，转化路径变得更加不确定和分散。对于DARPA继续产生变革性影响，它必须存在于鼓励实施的经济和政策环境中。这些是美国必须解决的关键技术政策问题，以确保DARPA能够在未来几十年内继续提供突破性技术。

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 | 科研管理 | 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 | 5G | 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 | 传感器
先进武器：中国武器 | 无人机 | 轰炸机 | 预警机 | 运输机 | 直升机 | 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 | 太空战 | 反卫星
领先国家：美国 | 俄罗斯 | 英国 | 德国 | 法国 | 日本 | 以色列 | 印度
前沿机构：战略能力办公室 | DARPA | 快响小组 | Gartner | 硅谷 | 谷歌 | 华为 | 阿里 | 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
专家专栏：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：2018文章全收录 | 2017文章全收录 | 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……