DARPA、国防、科研项目、管理模式、组织结构、人工智能、网络安全、知识管理、RADICS、AIRA、ASKE

简介

  1. 美国国防高级研究计划局（Defense Advanced Research Projects Agency），简称DARPA，是美国国防部属下的一个行政机构，负责研发用于军事用途的高新科技。成立于1958年，当时的名称是“高等研究计划局”（Advanced Research Projects Agency，简称ARPA），1972年3月改名为DARPA，但在1993年2月改回原名ARPA，至1996年3月再次改名为DARPA。其总部位于弗吉尼亚州阿灵顿县。
  5. 该局成立于1958年2月，隶属于国防研究与工程署。目前工作人员不足200人，多由文职人员组成，其中多为各学科一流专家、学者。采用精干的管理方式，管理层精练，分为局长、业务处长和项目主任三层。该局业务机构分为技术部门和保障部门两类，其中技术部门包括国防科学处、电子技术处、信息系统处、信息技术处、传感器技术处、战术技术处、两用技术计划处、先进信息技术服务联合计划处以及高续航力无人机项目处；保障部门包括：审计处、合同管理处、行政管理和小企业管理处、安全与情报处以及法律顾问处。

项目

快速攻击检测、隔离和特征化系统（RADICS）

快速攻击检测、隔离和特征化系统（RADICS）计划的目标是在美国能源部门关键基础设施遭受网络攻击的情况下，实现电网的黑启动恢复。RADICS research正在开发网络安全人员、电力工程师和急救人员可以利用的技术，以加速受网络影响的电气系统的恢复。采办项目技术将寻求通过保持态势感知、实现网络隔离和快速描述网络攻击来加速恢复：



增强的态势感知可使操作人员挫败攻击或减弱攻击的影响，从而最大限度地减少电气设备的物理损坏，否则需要大量时间进行维修。RADICS技术将通过在攻击之前、期间和之后提供有关电网状态的准确和及时的信息来提高态势感知能力。



攻击者可能会在恢复过程中继续进行基于网络的攻击，以延迟电源恢复。RADICS技术将能够创建隔离的应急网络，从而实现安全的响应者协调和电力系统通信。



RADICS项目涉及的新型防范技术旨在检测网络攻击后数分钟内将未授权的内部和外部用户与本地网络断开，并创建一个由多层加密和用户认证组成的强大混合云数据链路网络。该系统依靠网络流量控制和分析来建立并维护应急通信。同时还可以快速隔离被攻击的系统，并转移至一个替代性安全应急网络（SEN）。



对关键基础设施的网络攻击可以采取多种形式，包括破坏配置文件和引入恶意代码。RADICS技术将安全、自动地映射和评估电力网络的状态和配置，并检测和描述电网恶意软件。



RADICS项目正在开发一个测试平台和练习格式，以便在技术开发过程中对其进行评估和改进。RADICS research与专注于电网网络安全的其他美国政府部门和机构进行协调。

https://www.darpa.mil/program/rapid-attack-detection-isolation-and-characterization-systems

https://www.sohu.com/a/135445444_635792

人工智能研究助理（AIRA）

人工智能研究助理（AIRA）项目是DARPA广泛计划的一部分，该计划旨在开发和应用“第三波”人工智能技术，该技术对稀疏数据和对抗性欺骗具有鲁棒性，并通过生成上下文和解释模型整合领域相关知识。



AIRA项目的愿景是将人工智能提升为科学过程中有见地和值得信赖的合作者。今天的一个关键挑战是，除了最初培训的狭隘问题之外，统计人工智能方法缺乏普遍性，而且他们在培训之外的解释能力很差。克服上述挑战将需要新的想法来产生基于物理、数学和上下文感知的学习表征的“深刻见解”，这些表征能简洁地捕捉研究中复杂系统的相关动力学和行为，并能跨领域概括。



为了促进人工智能在科学过程中的应用，AIRA将向研究界提出挑战，以实现两个主要目标：1）探索和开发新的人工智能架构和方法，以促进发现控制复杂物理现象的物理规律和模型；2） 探索新的方法来评估数据过于稀疏、嘈杂或不足以建立预测模型的地方；提出可检验的假设；确定能够缓解数据不足问题的高价值实验；并量化训练空间之外预测的可信度

https://www.darpa.mil/program/artificial-intelligence-research-associate

自动科学知识提取（ASKE）

自动科学知识提取（ASKE）计划旨在开发技术，使科学知识发现、整理和应用的一些手动过程自动化。ASKE是DARPA人工智能探索（AIE）计划的一部分，该计划是该机构更广泛人工智能投资战略的一个关键组成部分，旨在确保美国在这一关键且快速发展的技术领域保持优势。

ASKE寻求通过解释和揭示现有模型代码和文档中的科学知识和假设，开发方法，使科学家更容易建立、维护和推理复杂系统的丰富模型，包括物理、生物、社会、工程或混合系统，自动识别新的数据和信息资源，从这些资源中提取有用的信息，将这些有用的信息集成到机器管理的专家模型中，并以健壮的方式执行这些模型。

https://www.darpa.mil/program/automating-scientific-knowledge-extraction

管理模式

“小核心、大网络”的扁平化组织结构

DARPA是一个扁平化组织，从上到下只有局长—办公室主管—项目经理３个层级。目前，组织机构包括７个技术办公室和５个职能办公室。其中，技术办公室主要负责遴 选 适 合 的 项 目 进 行 资 助 并 跟 踪 管 理，分别为适应性执行办公室、生物技术办公室、国防科学办公室、信息创新办公室、微系统技术办公室、战略技术办公室和战术技术办公室。  
DARPA是一个“小核心、大网络”的微型机构，目前仅有工作人员200余人，其中项目经理120余人。其所有项目都由外部专家和团队进行研发，内部没有研究实验室。在外包机制的导向和作用下，DARPA成为了一个低成本运作的中枢机构，它并不从事具体研究，却控制着研究进程。这也避免了繁冗人员带来的行政开支庞大、管理困难、官僚主义滋生等问题。



同时，DARPA拥有强大的外脑体系，如由全美最顶尖的20-30位科学家和工程师，外加大约20位项目官员共同组成的国防科学研究委员会（简称DSRC，前身是“材料研究理事会”），以及拥有30-60位化学家、材料学家、生物学家、计算机科学家的精英型组织JASON，这些咨询机构是DARPA与美国精英大学保持联络的重要途径，咨询专家每年７月召开夏季会议，讨论国防技术领域未来的研究主题，为DARPA选择资助项目提供参考。

DARPA - 图1

项目经理负责制

DARPA实行项目经理负责制，在项目经费的管理和安排上，项目经理具有极大的自主性，有助于其提高决策速度，将有限的时间和精力投入到项目跟进和创意发现上。DARPA规定每位项目经理任期3-5年，近年来，DARPA资助的项目大多为短期项目，项目经理选择的项目基本要在自己的任期内完成。一方面，这防止了项目经理的思维定式与个人偏好制约项目选择；另一方面，为他们的权力自由设限，促使项目经理更加专注于业务拓展而非职位晋升，为DARPA营造了去官僚化环境。

项目选择

**项目经理权力大，获取项目渠道多**



在项目选择方面，DARPA直接赋权给项目经理，由项目经理自下而 上地发现项目并进行决策。项目经理可通过多种渠道了解并获得领域内的前沿项目选题，如与军方高级官员联系沟通，获取最符合军事和实际需求的项目选题，通过咨询国防科学研究委员会等外脑体系获得前瞻性选题，然后在全国范围内进行项目公开招标。多数情况下，项目经理会将同一课题领域不同方案的优点集合起来，形成一个资助项目安排经费。另外，项目经理也会不断会见全国各知名研究共同体成员，了解他们的最新研究项目并进行资助。项目经理选择资助项目的基本准则就是在具备前瞻性的同时还要具备巨大潜在收益。



**互补性技术方案**



为了能够发现改变的重大项目，项目经理们并不只是挑选技术的“赢者”，而是在这些人身上进行赌注。因此，为了降低项目选择风险、促进研究团队之间的竞争，他们往往选择资助互补性技术方案，同时资助没有关联的不同研究者从事同一个项目。例如，在使用生物燃料制造低成本航空燃油这一项目上，DARPA挑选了三家机构同时开展研究，北达科 他大学能源和环境研究中心、通用电气公司及环球油品公司霍尼韦尔分部。最终能源和环境研究中心首先研制成功，并进入大规模验证生产阶段。



**中期“继续/停止”检查**



此外，DARPA每年有20%的资金用于新项目，在项目中期进行“继续／停止”检查，淘汰没有发展潜力的项目是检验技术可行性与提高项目产出效率的保障。例如，20世纪90年代，DARPA投资700万美元用于研究一种可以释放强大伽马射线，却不会释放放射性尘埃的杀伤性炸弹—铪弹。由于没有任何科学证据显示这一设想能够实现，DARPA立即终结了这一项目。

科研成果产业化

DARPA起初以资助大学的基础研究为主，随后越来越关注具有应用导向的基础研究及应用研究，同时逐渐将项目管理向后期开发及产业化扩展。DARPA意识到，必须协调打通基础研究、应用研究、验证试验到产业化各环节，实现从科研成果到产业化的成功跨越。



实现这一跨越的主要途径是采取多种手段促进技术成果的转化应用。一是说服军方采用新技术，直接将研发成果应用于军事需求。如果各军种都不愿接受新产品或技术，DARPA可借助国防部的权威，强力推行新技术产品进入政府采办程序，从而促进新产品的推广应用。例如，在DARPA的资助 下，洛克希德·马丁公司研制出了世界上第一种实用“隐身飞机”，之后DARPA说服美国空军与洛克希德公司签订了一个5架试验飞机的采购协议，为将来批量生产打下了基础。随着技术的不断成熟，目前隐身飞机制造已经成为发展潜力巨大的新兴产业；二是将研发成果推向民用商业市场。根据企业需求改进技术或产品，使成熟企业或者初创 公司意识到新产品或技术可以为其带来利润，从而愿意将创新产品转化为商品投入市场。

参考

[1] https://www.darpa.mil/program/rapid-attack-detection-isolation-and-characterization-systems

[2] https://www.sohu.com/a/135445444_635792

[3] https://www.darpa.mil/program/artificial-intelligence-research-associate

[4] https://www.darpa.mil/program/automating-scientific-knowledge-extraction

[5] 郝君超,王海燕,李哲.DARPA科研项目组织模式及其对中国的启示[J].科技进步与对策,2015,32(09):6-9.