美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局（DARPA）自上個(gè)世紀(jì)五十年代成立以來(lái)，其發(fā)明創(chuàng)新改變了數(shù)千萬(wàn)人的生活，例如互聯(lián)網(wǎng)和GPS，而現(xiàn)在其正在推進(jìn)的10個(gè)科研項(xiàng)目，則正在為世界帶來(lái)革命性改變。

美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局（DARPA）成立于1958年，是美方對(duì)于當(dāng)時(shí)蘇聯(lián)成功發(fā)射世界第一顆人造衛(wèi)星“斯帕特尼克1號(hào)”的回應(yīng)。DARPA的目標(biāo)在于確保美國(guó)在與蘇聯(lián)的科技競(jìng)賽中不至于又輸?shù)眠B底褲都不剩，他們也成功實(shí)現(xiàn)了這一目標(biāo)。在過(guò)去幾十年中，D A R P A直接或間接負(fù)責(zé)的無(wú)數(shù)科技創(chuàng)新———從隱形飛機(jī)到G PS再到現(xiàn)代互聯(lián)網(wǎng)的前身A R PA N E T———改變了數(shù)千萬(wàn)人的生活。D A R PA這一美國(guó)“軍—工”混合體目前依然擁有相當(dāng)多的資金投入到科技研發(fā)當(dāng)中，在其當(dāng)前正在研發(fā)的項(xiàng)目中，這里重點(diǎn)介紹10個(gè)能夠?yàn)槭澜鐜?lái)革命性改變的科技創(chuàng)新。

“小魔怪”和“海蛇怪”無(wú)人機(jī)（G re mlin sA ndS ubdrones）

目前無(wú)人機(jī)越來(lái)越小巧、功能越來(lái)越多。有自動(dòng)起飛的、彈射發(fā)射的、士兵手?jǐn)S發(fā)射的等等。D A R PA希望研發(fā)出一種能夠由大型無(wú)人機(jī)攜載和發(fā)射的小型無(wú)人機(jī)，并能夠被收回。D A R P A稱之為“小魔怪”（grem lins）。這種無(wú)人機(jī)將被設(shè)計(jì)成廉價(jià)且可重復(fù)利用型，能夠執(zhí)行偵察、監(jiān)視等任務(wù)。必要的時(shí)候，還能夠?qū)δ繕?biāo)發(fā)動(dòng)襲擊。理論上來(lái)說(shuō)，“小魔怪”采取蜂群戰(zhàn)術(shù)，成群出動(dòng)圍攻敵方戰(zhàn)機(jī)，干擾敵方戰(zhàn)機(jī)通信和雷達(dá)、使敵方戰(zhàn)機(jī)飛行員不知所措，而且，由于“小魔怪”體積太小、數(shù)量太多，根本無(wú)法用導(dǎo)彈或機(jī)槍一一擊落?！靶∧Ч帧辈⒎俏ㄒ灰环ND A R PA正在研發(fā)的新型無(wú)人機(jī)，其2013年啟動(dòng)的“海蛇怪”（H y-dra）項(xiàng)目，就是要研發(fā)出一種類似無(wú)人駕駛潛艇的大型水下無(wú)人機(jī)母艇“海蛇怪”，它可以裝載或掛載多艘潛射型體積較小的無(wú)人機(jī)。由于“海蛇怪”是無(wú)人駕駛，所以其能夠靜靜地在深海潛行多日，悄悄接近目標(biāo)海域，然后發(fā)射出搭載的無(wú)人機(jī)，遙控其執(zhí)行偵察或打擊任務(wù)。或是在敏感海域的海底靜悄悄地潛伏，直到需要的時(shí)候被遠(yuǎn)程激活，再浮上水面，發(fā)射搭載的小型水下無(wú)人機(jī)或無(wú)人飛行器。不論是空中還是水中，“小魔怪”和“海蛇怪”的原理都是由無(wú)人機(jī)再搭載無(wú)人機(jī)，這種子母無(wú)人機(jī)組合一旦成功，將使美軍的戰(zhàn)術(shù)發(fā)生重大改變。

超越GPS （B e yo n dG P S ）

G PS如今廣泛應(yīng)用于各種軍事目的和普通民眾生活，但它的缺點(diǎn)是高度依賴衛(wèi)星以及容易受到干擾和欺騙。美軍的許多軍事行動(dòng)都發(fā)生在G PS不可用或無(wú)法訪問的地區(qū)。而且，部分現(xiàn)代G PS設(shè)備在某些地區(qū)則必須依賴于俄羅斯的G L O N A S S系統(tǒng)。D A R P A正在致力于開發(fā)出

新的技術(shù)以打破對(duì)G PS的高度依賴。其中一個(gè)項(xiàng)目是將現(xiàn)有系統(tǒng)升級(jí)，稱為“量子協(xié)助傳感和讀出”（Q uA SA R）計(jì)劃。G PS依賴于原子鐘，根據(jù)相對(duì)論，時(shí)間在快速移動(dòng)的軌道衛(wèi)星上比在靜止的地面鐘表上要快一點(diǎn)點(diǎn)。原子鐘是目前同步系統(tǒng)保持正常運(yùn)行和精確性最好的選擇，D A RPA則希望改進(jìn)原子鐘，利用納機(jī)電系統(tǒng)諧振器和鉆石中的N V色心制造出接近標(biāo)準(zhǔn)量子極限的、更加精確的電子鐘，這將使得G PS定位更加準(zhǔn)確，且抗干擾能力更強(qiáng)。D A R PA還希望開發(fā)出能夠完全取代G PS的系統(tǒng)。其在今年發(fā)表的一篇文章中概述了目標(biāo)：當(dāng)必須在那些G PS無(wú)法訪問或可能被對(duì)手干擾的地區(qū)，為了有效執(zhí)行任務(wù)，必須有替代方案以滿足對(duì)精密計(jì)時(shí)和導(dǎo)航的需求。這些替代方案包括只有一分錢硬幣大小的脈沖激光器，利用類似商業(yè)衛(wèi)星、廣播信號(hào)燈非常規(guī)參考點(diǎn)進(jìn)行定位。一旦成功，預(yù)計(jì)相應(yīng)技術(shù)很快會(huì)被應(yīng)用于民用通信和導(dǎo)航領(lǐng)域。

X S -1航天飛機(jī)（X S -1）

航天飛機(jī)是基于“可重復(fù)發(fā)射利用”的理念來(lái)設(shè)計(jì)的，但目前的航天飛機(jī)只有部分可重復(fù)利用。D A R PA已經(jīng)攜手諾斯羅普·格魯曼、復(fù)合比例和維珍銀河三大航空公司，正在研發(fā)一種可垂直發(fā)射、水平著陸、重復(fù)利用的X S-1實(shí)驗(yàn)性航天飛機(jī)。這種航天飛機(jī)是無(wú)人駕駛型的，能夠利用最少的基礎(chǔ)設(shè)施來(lái)垂直發(fā)射，可加速到10倍音速或更快速度，抵達(dá)低地軌道，釋放1400千克重的有效負(fù)荷，然后返回地球，降落在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)跑道上。D A RPA希望這種新型航天飛機(jī)是廉價(jià)且高效的，不但能夠在10天內(nèi)10次飛抵指定的太空軌道，而且每次發(fā)射、往返費(fèi)用不超過(guò)500萬(wàn)美元（僅為當(dāng)前費(fèi)用的六分之一）。X S-1實(shí)驗(yàn)性航天飛機(jī)項(xiàng)目目前研發(fā)重點(diǎn)在于改進(jìn)火箭系統(tǒng)，在抵達(dá)低地軌道后，再以超音速把其他航天器送入太空。這一研發(fā)過(guò)程將帶來(lái)新技術(shù)的發(fā)展，使得訪問太空變得越來(lái)越容易，不但在軍事方面潛力巨大，而且擁有廣闊的民用和商業(yè)前景。

爵士樂機(jī)器人（J a z zR obots）

能夠自己創(chuàng)作音樂的人工智能程序已經(jīng)問世好幾年了，它們通過(guò)分析人類作曲家的作品，注意到相似的特征，就能在分析基礎(chǔ)上生產(chǎn)出“偽原創(chuàng)性”的片段。這是很酷的。但D A R PA的計(jì)劃更酷?，F(xiàn)有的人工智能系統(tǒng)要生產(chǎn)出古典音樂并不難，而D A RPA希望開發(fā)出能夠創(chuàng)作真正的爵士樂的機(jī)器人。選擇爵士樂的原因很簡(jiǎn)單：它需要即興創(chuàng)作。這可以幫助科學(xué)家教會(huì)機(jī)器人在面對(duì)結(jié)構(gòu)性問題的時(shí)候如何進(jìn)行分析和“思考”，以便更好地應(yīng)對(duì)緊急情況。D A RPA資助的亞利桑那州立大學(xué)研究團(tuán)隊(duì)正在教人工智能程序如何創(chuàng)作爵士樂，未來(lái)目標(biāo)是這些機(jī)器人能夠毫不費(fèi)力地和人類音樂家一起演奏。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，就需要人工智能們能夠在不斷變化的條件下做出自發(fā)和實(shí)時(shí)的決策。這種技能正是未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)所需要的。開發(fā)出一種能夠自我學(xué)習(xí)、高度自主化的人工智能機(jī)器人并不容易，但其后果將是革命性的。

現(xiàn)代真空管（M o d e rnV acuum T ubes）

真空管自1904年被發(fā)明出來(lái)之后，就廣泛地應(yīng)用于大量電器當(dāng)中，例如收音機(jī)、電視機(jī)、雷達(dá)系統(tǒng)、錄音設(shè)備、電腦等，直到其被更小巧、高效和耐用的半導(dǎo)體所取代。不過(guò)真空管依然應(yīng)用于舊款電視機(jī)和顯示器當(dāng)中，直到等離子顯示屏和LE D崛起。時(shí)至今日，真空管由于其可靠性，依然被應(yīng)用于軌道通信衛(wèi)星和軍用及民用雷達(dá)系統(tǒng)。雖然真空管被認(rèn)為是日漸遭淘汰的舊科技，但D A R PA認(rèn)為，他們的“創(chuàng)新真空電子科學(xué)技術(shù)”（IN V EST ）項(xiàng)目能夠?yàn)橹⑷胄碌幕盍ΑＵ婵展艿膬?yōu)勢(shì)在于，在半導(dǎo)體已經(jīng)無(wú)法工作的溫度條件下，它依然能夠工作。真空管的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)在于，相比固態(tài)電子器件，真空電子器件能夠以更高頻率和更短波長(zhǎng)來(lái)運(yùn)行。這意味著能夠創(chuàng)造更加“響亮”、更抗干擾的無(wú)線電信號(hào)，同時(shí)能夠開發(fā)利用此前未能利用的波段，緩解當(dāng)前無(wú)線電和微波通訊的擁擠狀況。該項(xiàng)目的最終目標(biāo)是能夠開發(fā)出新的真空管制造技術(shù)，希望可以利用3D打印。

捕食病毒的細(xì)菌（Patho-gen P redators，TH oR，A nd Epidem ic Forecasting）

耐藥性細(xì)菌的崛起對(duì)于全世界來(lái)說(shuō)都是一個(gè)威脅，因?yàn)槠洳坏馕吨赡芤l(fā)一場(chǎng)新的疫病流行，而且它還可能被用于軍事或恐怖襲擊。D A RPA已經(jīng)跳出了固有的思維模式，不再僅僅是去思考如何讓細(xì)菌不再侵害人類，而是致力于找出如何讓細(xì)菌為人類所用的辦法。有一種想法是利用捕食性細(xì)菌治療由生物武器或耐抗生素病原體引發(fā)的細(xì)菌感染。一些捕食性細(xì)菌，例如噬菌蛭弧菌和M i ca v i b ri oaeruginosavorus，已經(jīng)被證明能夠捕食超過(guò)100種人類病原體，其中包括一些耐藥性病菌。這為采取“以毒攻毒”的治療方案打開了一道門。但據(jù)D A R PA指出，要研發(fā)出一套可行的“以毒攻毒”治療方案，有三個(gè)問題必須回答：第一、捕食性細(xì)菌是否會(huì)對(duì)宿主（人類）產(chǎn)生危害？第二、這些捕食性細(xì)菌吞噬病原體的效率有多高？第三、病原體是否會(huì)對(duì)捕食性細(xì)菌產(chǎn)生抗性？如果這些問題能夠解決，那么一種比傳統(tǒng)醫(yī)療技術(shù)更加安全、有效的治療技術(shù)就指日可待了。此外，D A R PA還在研究其他方法以幫助人類對(duì)抗病原體。其中有一個(gè)項(xiàng)目叫做“宿主恢復(fù)力科技”（T H oR ），旨在通過(guò)研究人類和動(dòng)物的免疫力和耐藥水平來(lái)探尋宿主的自然免疫能力。依照馬修·赫本上校的說(shuō)法：“了解了耐藥性和傳播的基本機(jī)制，可以降低由耐藥性細(xì)菌導(dǎo)致的死亡率。”D A R PA也致力于發(fā)現(xiàn)更好的途徑去預(yù)測(cè)病原體如何進(jìn)化和傳播，以便研發(fā)出對(duì)抗流行病的更好對(duì)策。2014年，D A R PA推出了C H IK V挑戰(zhàn)賽，每個(gè)參賽團(tuán)隊(duì)都獲得了一些基孔肯雅病毒在美洲傳播的數(shù)據(jù)。結(jié)果，來(lái)自美國(guó)亞利桑那州立大學(xué)的團(tuán)隊(duì)取得了勝利，該團(tuán)隊(duì)的研究人員能夠始終預(yù)估出2014年到2015年之間基孔肯雅病病例在加勒比地區(qū)的數(shù)量、持續(xù)時(shí)間和峰值。赫本上校指出：“我們的目標(biāo)是能夠預(yù)測(cè)出疫病流行趨勢(shì)，就像天氣預(yù)報(bào)員能夠預(yù)報(bào)明天的天氣一樣猜測(cè)出病毒的進(jìn)化和傳播?！?/font>