美国防科研机构努力解决武器成本和复杂性问题

　　中新网7月25日电 据中国国防科技信息网报道，美国国防先期研究计划局(DARPA)下属的微系统技术办公室正在努力解决困扰多个现代化武器装备发展中的成本问题和复杂性问题，同时帮武器装备降低依赖GPS等集中式整体系统。

　　DARPA的设立是美国在20世纪50年代对苏联人造卫星回应的一部分，其研发出了互联网的基础架构——阿帕网。从上世纪80年代起，DARPA也是重要半导体技术的早期推动者，如鳍形场效应晶体管(FinFET)和广泛使用的193纳米光刻技术。今天智能电话中所用的几个关键器件的原型也可直接追溯至DARPA对芯片技术的投资。

　　DARPA的微系统技术办公室(MTO)在过去20年中是多项芯片技术创新的源泉，现在正努力解决困扰多个现代化武器装备发展中的成本问题和复杂性问题。例如6月23日发动机起火后被停飞的F-35战机——其堪称历史上最贵的武器系统，据美国政府问责署(GAO)在2014年3月发布的报告估计，每架F-35的成本达到1.35亿美元。

　　在冷战期间，美国投入巨大的资金来不计成本地建造复杂的集中式整体系统。DARPA局长阿拉蒂·普拉哈卡表示，这项策略“正在杀死我们，这是一个自我造成的伤口”。普拉哈卡在克林顿执政期首次工作于DARPA，并在当时成立了MTO。

　　普拉哈卡表示，MTO正努力让武器装备远离“薄弱点”，如全球定位系统(GPS)这样的集中式整体系统。即使技术发展的步伐在加速，这些大型系统同样难于升级。

　　普拉哈卡在7月18日称，五角大楼必须“打破我们所采用的这种整体、高成本、进展缓慢、不灵活的方式”。MTO正在扮演可为未来武器、卫星和网络提供灵活基础技术的重要角色。

　　此外，MTO也在为自己寻找新角色以适应“微系统”从硬件向软件稳步转变的需求。这种转变已为武器系统带来了巨大的成本和复杂度，在美国军费削减的背景下，这将是DARPA的一个重大挑战。

　　MTO的新主任威廉·查普尔表示， 几个MTO项目在2014年4月移交到新成立的生物技术办公室后，DARPA对MTO投入的研发资金与其它技术办公室“持平”。MTO将继续投资半导体新材料，包括在氮化镓材料上所下的大力气。DARPA去年的一项技术倡议演示了行业首个金刚石基氮化镓晶体管，该晶体管将用于军用射频系统中。氮化镓器件将用于功率电子系统中。

　　MTO已结束了对碳纳米管和石墨烯研究项目的投资，但将继续投资自旋电子学的研究。查普尔说，“没人知道什么将代替硅”，但DARPA将帮助推广任何看起来极具前景的技术。

　　查普尔说，MTO将继续投资器件技术。军方已无法对抗技术复杂性，其中大部分源于软件技术。他承认，MTO的研究已在很大程度上未能利用新兴的“软件定义世界”，其结果是带来武器费用的快速上涨。

　　DARPA的“微型定位、导航和授时技术”(Micro-PNT)项目目标是研究出能降低国防部对GPS依赖的技术，并创造出自包含芯片级惯性导航和精确弹药制导系统，以及实现对士兵的拆装。

　　普拉哈卡在DARPA技术博览会上提到这个问题，鼓励合同商说：“我希望你们搞软件的家伙能解决这个问题”。

　　查普尔补充说，由于MTO的重点将逐渐从硬件转移到软件，他打算在算法研发和电路设计上投入更多的资源。一个例子是对实现“动态频谱分享”所需算法的需求在不断增加，这项能力将使武器装备从日益稀少的电磁频谱资源中实现更多的能力。这种努力的紧迫性不断被提升，因为武器装备正要求腾出“海滩”频谱以更好地满足商用无线通信使用。

　　同时，随着技术全球化的不断发展，DARPA也在注视更远的地方。普拉哈卡解释说：“在过去，我们有点把头埋在沙子中，现在我们打算作出改变，因为我们在好的主意上并未享有专利。”

　　最后，DARPA被认为通过“创造惊喜”来避免技术突袭。MTO在重要芯片技术领域的关键投资帮助确立了数十年来半导体创新的基础。查普尔在新闻发布会上强调，如果不是最早在MTO的支持研发出了鳍形晶体管技术，摩尔定律现在已经“失效”，而“这正是我们一再追求的影响力”。(张倩）