「疯狂大脑」:DARPA过去20年都憋出了啥黑科技?

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DARPA,五角大楼的大脑,过去20年都搞出了啥「军民同乐」的黑科技?不吹不黑,自动驾驶领先Waymo,脑机接口碾压马斯克。

美国国防部有一个以开发机器人、先进武器和未来科技而闻名的部门——国防高级研究计划局(Defense Advanced Research Projects Agency),简称DARPA。

在官方层面,它负责研发军方的高新科技。

不过,人们更愿意称它为 「五角大楼的魔幻研发部门」。

起初,时任总统艾森豪威尔在1958年创立DARPA时,目的是为美国开发尖端技术。它最初的名称是ARPA,作为对苏联成功发射人造卫星的回应。

不过后来,它的画风逐渐走偏。从这里走出来的机器,似乎唯一目的就是建立一支杀手机器人军队……

现在的人们提到DARPA时,会心照不宣地称之为国防部的「疯狂科学部」。

许多新兴科技的雏形(如现代互联网和GPS的早期前身)在这里诞生、逐渐成熟,随后被私营企业采用,在世界各地生根发芽,惠及越来越多的普通人。

DARPA的发展历史也并不完美,这里曾诞生了许多成功的故事,也留下了许多搞笑的失败(比如曾经的巨型机械山地机器人)。

大约每隔几十年,一项具有开创性意义的技术就会从DARPA诞生,并转化为那个时代具有深刻象征意义的东西。

如果把眼光放到过去20年,从DARPA走出来的黑科技有多少呢?

自动驾驶「祖师爷」:十八年前就办比赛了

坐着自动驾驶汽车,你悠闲地在周一早上通勤的车流中自如穿梭;

饿了的时候,它马上能带你出去买上一口吃的——最近十年里,硅谷总是让我们感觉这样的生活马上就指日可待了。

的确,我们有理由相信,这些画面在2022年可能不再是幻想。

可以说,如今自动驾驶领域的欣欣向荣,某种程度上归功于DARPA18年前在严酷的莫哈韦沙漠中的一连串狼狈的惨败。

18年前,一场自动驾驶汽车大挑战的比赛曾在那里举行,当年有15辆自动驾驶汽车参赛。

比赛规则很简单:哪辆车能够成功地靠自主导航完成142英里的沙漠路线,就能获得100万美元的大奖。

不过最终,15辆车中没有一辆能够完成挑战。成绩最优异的挑战者也只是完成了7.5英里的路程。

出场时间最短的参赛选手

后来,DARPA又在2005年和2007年举行了类似的挑战赛,每个挑战都有多位获胜者。

一个为了战争武器研发新材料的国家级机构,举办了一场看似是游戏节目一样的比赛,这件事怎么看都有点奇怪。

不过,根据DARPA主任Stefanie Tompkins的说法,举办比赛的初衷是加快当时新兴的自动驾驶汽车技术,该技术可以被用于无人驾驶车队,以协助部队通过危险地区。

Tompkins这样评论道:与其他DARPA项目狭隘地专注于特定的军事应用不同,很明显新兴的无人驾驶可能会 「帮助全世界」。

往日与灰头土脸的无人驾驶车辆打交道的工作人员,很多如今已成为各自领域的中坚力量。

某些雄心勃勃的分析师预测:到2030年,新兴自动驾驶行业的一些主要驱动技术可能在全球价值超过 2 万亿美元。

在举办了自动驾驶大挑战之后,DARPA对自动驾驶汽车的兴趣,就已经远远超出了四轮汽车和卡车。

在一些模拟战役中,自主战斗机系统在空战中的表现已经胜过了人类飞行员。

今年2月,DARPA研发出的UH-60A 黑鹰直升机——配备了机组人员驾驶舱内自动化系统 (ALIAS) 系统——能够在没有飞行员的情况下成功试飞30分钟,这标志着空中自动驾驶的一个重要里程碑。

而在地面上,DARPA最近的RACER计划旨在改进高速自动战车,它能能够快速穿越复杂的、具有潜在危险的地形。

回过头来看,曾经的自动驾驶挑战赛,不仅仅代表着自动驾驶汽车的胜利,还重新振兴了DARPA的公众形象。

「自动驾驶大挑战确实拯救了DARPA,」前DARPA 主任Anthony Tether告诉Weinberger。在美国参议员对DARPA的「奥威尔式」监视项目提出反对后,这项挑战「是最大的公关努力之一……立即挽回了DARPA的整体形象。」

现在,类似的现金奖励挑战已成为DARPA的主要内容。

2015 年,该机构还举办了一场机器人挑战赛,许多人第一次看到了现在臭名昭著的波士顿动力公司造出的庞然大物。

2015年6月6日,在加利福尼亚州波莫纳 Fairplex 综合大楼举行的 DARPA 机器人挑战赛决赛中,一只机器人猎豹正在奔跑资助莫德纳,助力RNA疫苗诞生在过去20年中,DARPA有一项成果虽然不太引人注目,但实际意义很大:疫苗开发。

自从全球新冠疫情爆发以来,有许多人声称RNA新冠疫苗的开发是自己搞的,但DARPA主任汤普金斯说,这个领域许多关键的早期技术进步,都来自该机构的「ADEPT」项目。

这个项目最初是为美国海外驻军开发快速疫苗和治疗工具而设立的,但项目的实际影响迅速扩大,又是DARPA熟悉的节奏。

在新冠疫苗领域大名鼎鼎的莫德纳(Moderna)公司大家一定不陌生了。

实际上,在RNA疫苗的早期开发中, 莫德纳就获得了DARPA的资助,RNA疫苗项目实验得以进入首次I期临床试验。实验证明了RNA可以产生抗体,可以起到防止病毒感染的作用。

最初结论就是,可以使用RNA编码来抗病毒,而不仅仅通过病毒抗原。

DARPA生物技术办公室(BTO)的项目经理艾米·詹金斯博士在接受采访时,介绍了DARPA的早期对生物技术投入对新冠防治的影响。

他说,就像上面提到的自动驾驶技术一样,DARPA对RNA疫苗的兴趣也与军方密切相关。

「国防部感兴趣的研究方向,大体与美军的需求高度重合。这里面向的受众,大体上就是18至30岁的健康人,当然,对普通人也会有好处。我们当然明白这一技术民用化的好处,也一直鼓励受DARPA资助的团队这样做。」

DARPA的ADEPT项目是在考虑到大流行病的情况下制定的,但詹金斯表示,新冠疫情之凶猛,破坏性之大,仍然让人震惊。

尽管DARPA在新冠大流行之前几年,就停止了对RNA疫苗研究的资助,但詹金斯表示,目前DARPA仍在积极资助莫德纳公司研究单克隆抗体的研究工作。

现有的疫苗需要接种一段时间后才能产生抗病作用,而单克隆抗体在其最理想状态下,可以在注射后立即生效。

DARPA的资助目的是,在疫苗完全生效所需的间隔时间内保护美军士兵,但目前已经产生不少可供民用的商业化医药产品。

目前,一些人对RNA疫苗持激烈反对态度,猛批莫德纳公司拿了国家的钱,回头自己卖疫苗赚的盆满钵满。

对此,詹金斯回应说,如果没有政府机构资助,完全依靠市场,像RNA疫苗这种又烧钱,潜在市场又很小的新技术可能根本不会出现。只是这次新冠疫情的大爆发让莫德纳「中奖」了。

「没有公司能从传染病大流行威胁中发大财。不少大制药公司传染病药物研发部门都关闭了,因为基本上无利可图。除非像现在这样,出现全球范围的大流行。这属于是中奖了。在此之前,对于这类药物研究来说,来自国家的资助是不可或缺的。」

「如果我们想确实保证美国在时机成熟时能够获得拯救生命的药物,那么我认为确实需要政府资助,才能确保这些技术的开发。」

目前,这类资金是否应该流向营利性公司的问题仍有待讨论,但DARPA坚持认为,这类项目目前最佳的方式仍是「公私合作」。

无人机:能杀人,也能救人

DARPA对无人机的兴趣早在2000年之前就有,在过去20年里,无人驾驶航空器领域的许多军事和民用技术进步,在某种程度上都与DARPA有关。

最近几年,DARPA对 「小型无人机群」的概念表现出了特别浓厚的兴趣,理论上,一个步兵可以部署200甚至1000个小型无人机系统,这些系统之间可以自主互动,彼此协助完成任务。

据报道,DARPA的OFFensive Swarm-Enabled Tactics(OFFSET)研究自2017年以来已经对这些无人机群进行了至少六次实验。有官员表示,美国军方可能在五年内部署这项技术。该机构还在投资新的方法,为大规模无人机群进行无线充电。

另一个方向可能听起来有点吓人,DARPA正在研究更小的、鸟类和昆虫大小的无人机,表面上是为了进行空中监视。

安妮·雅各布森在2015年出版的《五角大楼的大脑》一书中,详细介绍了一个 「机械昆虫」的原型机。一个6英寸、40克、带有摄像头的无人机,被称为 「黑寡妇」。

据报道,这种无人机在返回基地之前可以飞行22分钟,可能被用于监视,还可以携带微型炸药,作为潜在的暗杀装置使用。

除此之外,据说DARPA还设计了类似蜂鸟、蝙蝠、甲虫和苍蝇的无人机,都是其仿生学研究的一部分。雅各布森在她的书中引用了一些令人不安的描述:

2017年,一群在华盛顿特区参加抗议活动的反战人士声称,他们发现一群「奇怪的蜻蜓」在监视他们的行动。

这些人声称,那些蜻蜓明显「不是真的昆虫」。

在民用技术方面,DARPA开始探索如何使用地下无人机来自主导航、绘图和搜索地下区域,如洞穴和隧道。这些进步,有助于营救被困在倒塌的矿井中的人,或在地震后搜寻幸存者。

去年,DARPA举办了一项比赛,向获胜的研究团队颁发了200万美元奖金,以表彰其研发的机器人成功调查了自然结构的地下通道。这些机器人的可以定位和报告目标位置,如果用于灾难获紧急状况救援,可能会非常有用。

挪威科技大学教授、获胜团队成员之一科斯塔斯·亚历克西斯表示:「这是我参与过的最耗费精力的项目。为了获胜,我们不断地提出新想法,才让机器人在多个地理环境下顺利工作。」

脑机接口:马斯克Neuralink都是弟弟

如果说自动驾驶、生物技术和无人机技术都代表了DARPA在过去20年里的巨大进展,那么,还有几十种新技术的潜力目前仍是不确定的。

其中最重要的是DARPA在假肢、脑机接口和神经输入领域的研究。

2016年,经过多年研究,DARPA将其新型假肢「LUKE」成功交付。

尽管简陋的假肢已经存在了一个多世纪,但DARPA的项目被认为是开创性的,因为它能够使用多种抓手和信号输入,而且所用设备与人类手臂重量和大小几乎相同。该设备在2014年就获得了FDA的批准,但到目前为止,还未实现成功商业化。

在过去十年里,DARPA还在研究无创式、可穿戴的脑机接口设备,读取大脑信号并转化为连接设备上的输入。

研究人员认为,这项技术未来可以让人类士兵直接用大脑控制无人机、无人驾驶车、直接激活网络防御系统。

不过以目前情况看,这个未来还很遥远。但DARPA在脑机接口方面的早期工作已经催生出大量初创公司,最著名的如马斯克的Neuralink,都在研究如何将这一技术推向未来。

「意外」的结果

显然,以军事目的为导向的DARPA,其技术在获得突破后带来的结果,是可想而知的。

例如,战争用无人机的引入,虽然可以拯救美国士兵的生命,但它同样也带来了针对平民的「附带损害」,以及无人机飞行员的PTSD问题。

顺便提一句,根据牛津词典的解释,「附带损害」的意思是「有关但属次要的损害」,最早出现在20世纪60年代,目前已经被美军广泛用于「危机公关」各种所谓的「误炸」事件。

众所周知,美国针对平民或非军事目标的「误炸」事件层出不穷,而真相往往并非对外宣传的那样简单。而即便真是「误打误炸」,美方往往只给予受害者一定的「慰问赔偿」,然后就不了了之了。

此外,正如Andrew Cockburn在《杀伤链》中所说,美国军方部署的无人机从根本上改变了「定点清除」的形式。

这里再来解释一下,所谓的「定点清除」,就是在司法程序或战场之外进行「暗杀」的一种现代化及委婉说法。

对此,DARPA的主管Tompkins反驳称,不能指望他们能够「预知未来」。

「我希望我们对所有可能出错的事情有一个更清晰的看法,但这是不可能的。」

Tompkins表示,鉴于这种不确定性,DARPA会与伦理学家、哲学家、法律专家、人类学家、甚至科幻小说家进行磋商,以帮助思考未来可能出现的不确定性。

此外,DARPA作为新技术试验平台的固有角色,也意味着他们的意见在军方最终选择如何实施一项技术方面,起不到多大的作用。

虽说如此,DARPA还是有一少部分的技术带来了积极的影响,并成功地改变了社会和文化的潮流。

就拿ARPANET(现代互联网的前身)这项研究来说吧,它不仅为数字革命奠定了早期基础,而且可以说是间接地在数十年后主导了数十亿人的日常生活。

2022年之后的未来

目前,DARPA正试图从沙漠空气中提取水,其中有两个不同的项目专注于用回收的塑料或空气和水制造食物,还有一个项目试图用极其简单的原材料制造药品。

这些研究都是潜力巨大的 ,但很可能会在2040年之后才被人们所知,就像多年前的隐形轰炸机和互联网一样。

展望未来,Tompkins热情地谈到了材料科学的前景,一个DARPA已经花了几十年时间的领域。

Tompkins表示,在未来,看似平平无奇的日常物品将由目前看来「完全不可能」的材料组成。而且,未来的工程师也可以通过在分子水平上的操作,制造出现在无法想象的材料。

「我们可能会失败,但如果成功了,那必然是一件相当棒的事了。」

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