美军全域联合指挥与控制（JADC2）概念、背景与问题

01 JADC2概况

《2018年美国国防战略》强调了大国竞争时代美国军事战略的新方向。美国国防部及所有军种已经形成共识，在面对高端对等对手时，美军需要在陆、海、空、天和网络空间等所有作战域展开新型的协同作战，而美军现有的指挥控制架构不足以满足这一要求。为此，美国国防部正在对军队指挥方法实施现代化改造，希望利用人工智能和网络技术、军事协议以及无缝指挥控制来应对大国对抗的新威胁。联合全域指挥控制（JADC2）就是美国国防部为此倾力打造的新型联合作战概念。根据美国空军作战综合能力（AFWIC）办公室的定义，JADC2是指将来自全域至所有部队的分布式传感器，射手和数据相连接，通过在规模、速度和各层级的分布式任务指挥实现指挥官的意图。

美国国防部将其对JADC2期望的最终状态描述为“优步（Uber）”拼车服务。优步结合了两种不同应用——一种是针对乘客，另一种针对司机。Uber算法则使用相应用户的位置，根据距离、行程时间和乘客（以及其他变量），确定最佳匹配。对于JADC2而言，该逻辑将找到攻击给定目标的最佳平台，或者找到能针对新出现威胁提供最佳解决方案的部队。为了使JADC2有效工作，美国国防部正在追求两种新兴技术：自动化和人工智能，以及新通信方法。

美国国防部内的多个机构和组织参与了JADC2相关工作，包括：

• 美国国防部首席信息官：第五代（5G）信息通信技术。

• 美国国防部长办公室（研究与工程）：全网络化指挥控制与通信（FNC3）。

• 美国国防高级研究计划局：马赛克战。

• 美国空军：先进战斗管理系统（ABMS）。

• 美国陆军：融合项目（Project Convergence）。

• 美国海军：超越项目（Project Overmatch）。

在JADC2发展中，一些潜在问题可能会影响其前景，包括：

• 在验证需求或成本估算之前，美国国会如何考虑JADC2相关活动？

• 美国国防部如何确保各军种与盟国通信系统之间的互操作性？

• 美国国防部应该如何为其未来网络确定各种竞争通信需求的优先级？

• 人工智能在未来指挥控制决策系统中会起到什么作用？

• 为了满足JADC2的要求，需要哪些潜在的部队结构变化？

• 美国国防部应该如何管理JADC2相关工作？

02 JADC2高层作战视图OV-1

联合全域指挥控制（JADC2）是美国国防部旨在将所有军种（空军、陆军、海军陆战队、海军和太空军）传感器连接到一个统一网络中的概念。传统上，美军各军种都发展了自己的战术网络，而且与其他军种的战术网络不兼容（例如，陆军网络无法与海军或空军网络接口）。通过JADC2，美国国防部设想创建一种“物联网”网络，将大量传感器与武器系统连接起来，使用人工智能算法帮助改进决策。

美国国防部官员认为，未来冲突需要领导人在几小时、几分钟甚至几秒钟内做出决定，而目前分析作战环境和发布命令的过程要耗费多日。美国国防战略委员会报告的非密摘要指出，与潜在竞争对手相比，目前（美军）的指挥控制系统已经“恶化”。美国国防战略已经将指挥控制系统确定为军队现代化优先事项。JADC2概念正被用来开发多个引人注目的采办项目，美国国会已经对此显示出极大关注。

图1 JADC2概念图

JADC2设想提供一个“云状”环境，供联合部队共享情报、监视和侦察数据，通过多个通信网络传输，以实现更快的决策（见图1）。JADC2可以帮助指挥官做出更好的决策：从众多传感器中收集数据，使用人工智能算法处理数据并识别目标，然后推荐最佳武器——包括动能和非动能武器（如网络或电子武器）—打击目标。

在2020年春天，本着在各军种全面整合《美国国防战略》的精神，美军联合参谋部发布了《联合全域指挥控制（JADC2）高级作战视图（OV-1）》。它是美军各作战司令部、军种、国防机构和联合参谋部合作七个月的产物。OV-1很繁琐，但也表达了很多内容，尽量简明地描述JADC2这样一种“提升（elevated）”概念。

作为一个起点，JADC2定义为一种决策艺术和科学，以及将决策转化为行动的能力，利用全域能力与任务合作伙伴一起在竞争和冲突中实现作战优势。

而在最基本层面上，一个对联合全域环境有效的指挥控制系统，必须跨越陆地、海洋、空中、太空和网络，并做到三件事：全域感知、一种能够提供一体化部队指示的指挥控制架构，以及及时、可扩展的致胜能力。概念上，JADC2面临着诸多历史上一直存在的、同样的军事挑战，但它提供了一种作战设计，以一种及时及作战相关方式解决了问题。

为了在具有安全和韧性连接的快速决策环境中约束JADC2概念——所有形式的指挥和控制，指挥官必须考虑四个基本问题：（1）谁在会议（conference）/决策循环中？（2）他们在决定什么？（3）决定针对谁？（4）期望的最终状态是什么？

要探讨OV-1，需要将之进行分解并尝试理解其中每个部分试图传达的内容。如果剔除那些最基本部分，图中描绘了如下内容：JADC2能力；战略、作战和战术C2结构；跨域、联合功能和C2层级的融合；全球一体化行动；竞争连续体中对手的行为；使能技术。这种JADC2 OV-1作战概念将所有这些过程和能力集合在一起，旨在跨所有域、对任何/所有对手，达成一种同步的、全球一体化的效果。

图2 JADC2高层作战视图OV-1

在许多情况下，JADC2的革命始于控制平面上的数据聚集，通过现有系统的融合感知栅格获取并提供多域感知。经过设计，这些系统可以通过传感器栅格/边缘云（韧性）系统的云数据聚合来解决跨域感知的不足，这将提升实现实时预测数据分析、机器学习和深度学习的可能性。这样，一幅多域公共作战图不仅成为建立共享态势感知的工具，也成为跨域及时实施战略效果的部队指示工具。正如美国空军副参谋长斯蒂芬•威尔逊将军指所言，“战争的总体性质不会改变，但连接的速度会改变。空军必须……以对手永远无法跟上的速度为他们制造困境。”

当然，有分析师对JADC2持更怀疑态度。他们提出了关于其技术成熟度和可承受性问题，以及是否有可能在一个致命的、充满电子战的环境中部署一个能够安全可靠地将传感器连接到射手并支持指挥控制的网络。分析师还质疑谁将拥有跨域决策权，因为传统上，是在每个域内授予指挥权，而不是从整个战役的角度授权。还有些人质疑JADC2多大程度上需要人实时做出决策，以及减少人类参与军事相关决策的数量是否合适。

03 当前C2结构面临的挑战

美国国防部目前使用作战空间的不同部分执行C2任务——主要按照那些确定的军事域：陆、海、空、天、和网络空间。采用这种结构是因为传统威胁往往来自某个单一系统，如飞机和坦克编队。为此，美军开发了高度复杂但昂贵的传感器监视战场，向中央指挥中心（如空中作战中心或陆军指挥所）提供信息。E-3高级预警与指挥系统（AWACS）和E-8联合监视目标攻击雷达系统（JSTARS）等系统都进行了优化，让处于中央前哨基地的指挥官可以获得态势感知能力，并指挥部队。

《美国国家战略》以及多种渠道都提出了“未来作战环境”——《美国国家战略》委员会甚至对此进行了审查，阐述了潜在对手如何开发复杂的反介入/区域拒止（A2/AD）能力（见图3）。这些能力包括电子战、网络武器、远程导弹和先进防空系统等。美国的竞争对手一直在追求发展A2/AD能力，从而对抗美国传统军事优势（如力量投放能力）并提高其赢得快速、决定性交战能力的手段。

图3 A2/D2环境视觉效果图

美国国防部高级领导人已声明，在未来作战环境中，获取信息至关重要。而要挑战潜在对等对手，就需要一种多域方法（在这种方法中，美军将使用陆、还、空、天和网络力量来挑战对手的目标瞄准计算体系。联合全域作战概念可为指挥官提供信息访问能力，利用突然性实现支持同时和顺序作战，并快速、持续整合所有域的能力，从而获得物理和心理优势以及对作战环境的影响和控制。

自“空地作战”——这一作战概念源于20世纪80年代，美军计划将其空军和陆军的工作组合到一个统一计划中，以对抗前苏联——以来，技术进步已经可以支持美国国防部为联合全域作战持续开发各种概念。这类重要的技术进步包括与目标交战方法数量的增加（包括电子和网络手段）、相对低成本传感器的扩散，以及将传感器数据转换成信息的处理能力的增强。复杂性增加从根本上还是为了向指挥官提供更多选择，同时也令对手决策趋于复杂。但美军对全域作战保持控制的一大挑战是，美军的指挥控制机构组织方式无法支持做出这些类型的决策，而所采用技术的复杂性和速度也可能超过了人类的认知能力。

04 JADC2使能技术

在美国国防部开发的JADC2概念中，两种技术不可或缺：自动化和通信。

（1）自动化与人工智能

已有多位美国国防部高级领导人明确表示，JADC2是一种概念（或者是一个愿景），而不是任何具体计划。2021年1月，联合人工智能中心主任Michael Groen少将发文称，“JADC2不是一个信息技术系统……它是一个作战系统。Groen的文章还描述了人工智能（AI）的作用。而美军联合参谋部指挥、控制、通信和计算机主任/网络首席信息官（JS J6）Dennis Crall少将也表示，人工智能和机器学习对于实现JADC2至关重要。JADC2是关于所有的自动化，包括：利用富传感器环境、考虑数据标准、确保信息转移至能够得到正确处理的区域、引入云、引入人工智能/预测分析，然后用一个可以处理这一切、所有域和伙伴的网络来支撑。

（2）通信

根据美国国防部的说法，开发JADC2需要新通信方法。美国国防部目前的通信网络已经针对中东地区作战进行了优化。卫星是美国国防部与海外部队通信的主要方法。但卫星系统面临延迟问题，并且也未针对在电子战环境下有效运行而专门设计。美军的旧有架构依赖地球同步轨道卫星，轨道高度约35800千米。人工智能这样的新应用所需要的数据速率可能是当前通信网络无法支持的，特别是当美国国防部不断增加传感器数量以提供额外数据来改进算法时。而自主系统的引入，如美国海军的大型无人水面和水下航行器以及美国陆军日益增长的机器人车辆，都需要安全通信和低延迟来保持系统控制。

05 当前的JADC2工作

联合参谋部是美国国防部负责制定JADC2概念战略的机构。此外，各军种（陆军、海军、空军）以及美国国防部机构，如国防高级研究计划局（DARPA）与美国国防部负责研究与工程的副部长办公室，也在开发相关技术和概念。

（1）联合参谋部J6：JADC2战略

联合参谋部J6局（负责指挥、控制、通信和计算机/网络）已被确定为美国国防部内制定JADC2战略的主管机构。该战略的目的是开发通用数据标准，支持联合作战。除了制定战略，J6还组织了一支JADC2跨职能团队，主要负责协调各军种和美国国防部机构的各实验和计划。

（2）美国国防部首席信息官：5G技术

美国国防部指出，5G无线技术的进步带来了更大数据吞吐量和更低延迟。美国国防部需要这些能力来应对众多传感器（如卫星、飞机、船只、地面雷达）带来的数据量激增，并在“边缘”（与无线电接收机共址）处理这些信息。5G技术的动态频谱共享，也可以实现新的指挥控制概念。随着电磁频谱变得更加拥挤，美国政府已经开始允许多个用户在同一频带上工作（称为频谱共享）。美国国防部首席信息官认为，频谱共享技术允许通信系统在存在干扰的情况下发送和接收数据。2020年9月，美国国防部首席信息官向工业界发布了一项关于如何实现动态频谱共享的信息征询书（RFI）。截止2021年1月21日，已收到67条回复。

（3）美国国防部负责研究与工程的副部长办公室：全网络化指挥控制和通信（FNC3）

美国国防部负责研究与工程的副部长办公室已经讨论了通过其FNC3概念提供受保护超视距通信来实现JADC2的研究工作。FNC3主任助理Michael Zatman在2019年7月的一次会议上指出：美国陆军和空军已经为未来作战采用了“多域作战”概念。二者都依赖跨不同域的武器系统能够在竞争环境中进行通信和互操作。然而，美军目前的C3（指挥控制与通信）能力是分散的，各军种都独立开发和采办系统。

前负责研究和工程的美国国防部副部长Michael Griffin表示，“FNC3代表了JADC2的中长期愿景，其正在开发的技术将在三年后成为JADC2不可分割的一部分。2020年3月，美国国防部负责研究与工程的副部长办公室发布了一份广泛机构公告，从业界寻求关于三个组件的信息，以支持FNC3：（1）受保护射频超视距通信，（2）多用户/多点高数据速率激光通信，以及（3）与水下资产通信。这些活动是与美国太空发展局（SDA）的“传输层”研究工作合作进行的——SDA计划在低地球轨道建立一个通信网络（传输层），提供快速（低延迟）韧性（抗干扰）通信。

（4）DARPA：马赛克战

“马赛克战”代表了美国国防高级研究计划局（DARPA）资助的一系列项目，这些项目旨在使用人工智能来组合传统上并未专门设计为互操作的系统和网络。从概念上说（见图4），这些项目能够获得卫星收集的原始情报，并将这些数据转化为可瞄准信息传递给“射手”——可以是网络武器、电子干扰机、导弹、飞机或任何其他可能影响预期目标的武器。这种方法的第二个方面是使用人工智能生成的软件，让不同无线电设备能在一个小时内相互通信。第三个方面则是一项致力于消除空域冲突的项目。DARPA软件不用依靠专业人员人工识别航空资产位置和状态，而是自动跟踪这些信息并将其转发给指挥官。正如哈德逊研究所的分析师布莱恩•克拉克和丹•帕特解释的那样，马赛克战争“试图将多重重叠困境强加给敌军，扰乱他们的行动，从而阻止他们及时达到目标”。

图4 DARPA“马赛克战”愿景

（5）美国空军部：先进作战管理系统（ABMS）

先进战斗管理系统（ABMS）最初设想用来取代E-8“联合监视和目标攻击雷达系统（JSTARS）”。美国空军在2019年将ABMS计划从开发飞机或雷达等“物”转变为“一种数字网络环境，将所有域和每个梯队的作战能力连接起来，实现全球决策优势”。换句话说，美国空军从建立一个支持指挥官和决策的平台（如E-8 JSTARS）转向建立一个安全的类云环境，使用人工智能和预测分析为指挥官提供近实时数据。美国空军称，ABMS计划沿六条产品线开发能力：传感器集成、数据、安全处理、连接、应用和效果集成。

目前，美国空军已举行了三次“演示”（On-ramp），展示其ABMS开发途径。第一次于2019年12月举行，展示了将F-22使用的安全通信数据传输到陆军和海军系统的能力。第二次使用陆军榴弹炮能够击落一枚替代巡航导弹。此外，美国空军向美国北方司令部提供了这种云”零信任平板电脑——一种设备不存储敏感数据的安全功能，帮助其应对2020年春季的新冠病毒大流行。

2020年11月，美国空军部确定总架构师办公室负责评估架构演示并整合企业数字架构。同时，美国空军将“空军快速能力办公室”确定为“ABMS综合计划执行办公室”。快速能力办公室专注于快速交付项目列装，其参与可能被看做ABMS从实验转向系统开发。

（6）美国陆军部：融合计划

据美国陆军称，“融合计划”是美国陆军围绕一系列连续、结构化演示和实验的组织新型学习活动”，旨在应对JADC2带来的挑战。融合计划包括五部分：

• 确保美国陆军有合适的人和人才；

• 将当前陆军现代化工作与陆军未来司令部跨职能团队联系起来，与陆军现代化六大优先事项保持一致；

• 拥有正确的指挥控制能力来应对日益加快的威胁；

• 使用人工智能对信息进行分析和分类，并通过陆军网络进行传输；

• 在“最严酷领域”测试能力。

“融合计划2020”涉及了三个军事设施、大约750名士兵、平民和承包商，并在亚利桑那州尤马试验场进行了两次现场尖端演示。演习中，美国陆军展示了几项技术，包括人工智能、自主性和机器人，测试指挥控制那些地理分散部队的新方法。美国陆军计划将空军和海军系统整合为“融合计划2021”的一部分，并打算将外国军队纳入“融合计划2022”。

（7）美国海军部：超越计划

“超越计划”是美国海军创建“海军作战体系结构”的工作，旨在将舰船与陆军和空军资产连接起来。2020年10月1日，美国海军作战部长Gilday海军上将指派一名二星将军领导海军“超越计划”。在备忘录中，Gilday海军上将指示“超越计划”采取类似于美国海军发展核能和“宙斯盾”系统的工程和开发方法，主要目标是“使海军能够在海上集结，从远近、每条轴线和每个域提供同步的杀伤和非杀伤效果。与此同时，Gilday还责成负责作战需求和能力的海军作战部副部长Kilby中将制定一项计划，将包括船只和飞机在内的无人系统纳入海军作战架构。据透露，美国海军打算在2023年达到初始作战能力（即能够装备初始系统）。

06 潜在问题

JADC2开发中一些突出的潜在问题包括：需求和成本估算、互操作性挑战、如何在降级环境中平衡通信能力、人工智能在决策中的作用，以及实现JADC2所需的潜在部队结构变化等。

（1）需求和成本估算

美国国防部已经要求在多个财政年度为各种JADC2相关工作提供资金，特别是在该概念的早期开发阶段。美国国防部正在积极开发JADC2战略，预计将于2021年春季发布。但美国国会中的一些人担心，美国国防部没有像传统采购计划那样提供成本估算或验证需求。因此，武装部队委员会和拨款委员会已经减少了对这些工作的申请拨款，特别是对ABMS和5G研发。2021财年国防授权法案（NDAA）要求美国国防部在2021年4月前提出对JADC2的需求。

（2）互操作性挑战

美国国防部希望使用JADC2同时指挥多个域中的部队，这也意味着连接不同类型部队的需求将不断增加。美国国防部拥有并运行着多种通信系统，每个系统使用不同的无线电频率、标准和数据链。这些系统通常无法相互“对话”，因此需要采用一种网关将一种无线电协议“翻译”成另一种协议。美国的盟友和合作伙伴的加入更增加了互操作性挑战。美国前国防部副部长Michael Griffin在2020年3月对众议院武装部队情报、新威胁和能力小组委员会的证词中指出，解决这一问题需要继续大力推进美国负责研究和工程的国防部长办公室的FNC3工作。

要解决美国国防部共享来自不同军种和部队信息的问题，可以考虑三种互操作性路线：

• 采购网关。通信网关可以接收多种协议、安全级别等信息，并将这些信息转发给部队其他人员。ABMS计划已经开发了这样的网关（见图5）来实现通信。这种方法允许信息共享，可潜在降低了开发成本（因为网关可以是飞机/船只/地面系统的子系统），也能够相对快速部署。这种方法的挑战在于，网关可能没有使用最先进的受保护波形。

图5 E-11战场机载通信节点（BACN）

• 采购新通信设备。这种方法使用“自顶向下”的方法（即，由作战部或联合参谋部确定解决方案，然后要求军种采用）。使用与联合战术无线电系统（JTRS）开发类似的模型，该选项将采购一种侧重于互操作性的新通信架构。FNC3似乎使用了此方法。这种方法可以确保联合部队开发能够无缝共享信息的通信系统，并可能以安全的方式共享信息，但它需要大量投资，可能会遇到计划拖期。此方法的另一个可能的缺点是，随着系统的部署，它们可能无法有效对抗对手的技术。

• 开发软件来创建网络。第三种方法使用软件让用户创建定制网络。“马赛克战”与ABMS计划的某些方面就是这种方法的例子。与其他互操作性解决方案相比，这种方法更加模块化，使针对特定行动定制的部队和系统能够相互通信。这种方法的主要风险是技术不成熟，特别是用于创建网络的软件的进步。另一个风险则涉及与不同密级系统共享信息的数量和密级。

美国国防部和国会可能选择这些路线中的一种或多种。某一路线可能提供短期优势，而美国国防部更看重追求一种长期路线来解决互操作性挑战。

（3）在降级环境中平衡通信能力

美国国防部开发通信网络以满足JADC2要求的方法包括三种相互竞争的能力：

• 数据吞吐量（即数据传输的速率）；

• 延迟（即接收消息/数据的时间延迟）；

• 韧性（在发生自然或有意中断的情况下保持通信信号的能力）。

军事行动新技术的兴起，如人工智能、战术数据链（如Link 16和多功能先进数据链（MADL））、以及敌方电子战能力，为未来通信系统（如5G和FNC3）平衡这些能力带来了前所未有的挑战。人工智能和信息作战可能需要大量数据来支持各种预测性分析，并为指挥官提供作战空间的准确图像。与所有可用用户共享数据的数据链不一定需要高数据率，但的确需要低延迟，如此才能确保传感器能够证实“目标级数据”，特别是对于快速移动系统——如巡航导弹和飞机。随着电子干扰机的扩散，美军需要更强韧性（或抗干扰性能）以在受到主动干扰时保持通信。如何平衡这三项相互竞争的要求并开发新波形（无论民用还是军用），是一个重要问题。无线电信号能够提供每种能力；然而，让一项要求优先意味着其他两项要求可能会受到影响，这可能会给政策制定者造成一个两难局面，即在采购中优先考虑哪些能力。

美国国防部正推进其通信系统现代化工作，可能会考虑技术特征和各种限制，以选择相关需求，在保护其网络安全的同时推进任务目标。例如，5G等技术可以提供高数据容量和低延迟，但尚不清楚这些信号如何受到敌方干扰的影响。另一方面，FNC3似乎旨在提供具有高数据率的韧性；然而，它更依赖卫星，会增加延迟。

（4）人工智能在决策中的作用

人工智能是实现JADC2的一个关键组件。随着人工智能被引入军事决策，也出现了一些潜在问题。第一，人工智能在决策中应该发挥多大的作用？在使用致命武器时，需要何种程度上的人类判断？第二，美国国防部如何确保用于人工智能算法辅助决策的数据的安全性？尽管美国国防部关注的是数据结构，但它没有讨论如何具体确保JADC2的数据有效性和安全性。错误的数据可能导致指挥官选择有损任务目标的选项（如算法推荐的目标可能浪费高价值弹药）。与此相关的是，美国国防部打算如何在云环境中保护这些数据，并防止对手操纵它们？相关安全计划足以防止对手操纵吗？这些问题仍将困扰美国国防部。

（5）潜在部队结构变化

因为JADC2可能需要不同类型的部队和武器系统，各军种都可能会改变其部队的训练、组织和装备方式。例如，美国海军陆战队在其部队重新设计中宣布，将淘汰其确定不符合美国国防战略指南的部队，并将把资金再投资到更适合未来作战环境的其他项目中。类似地，美国海军的“超越计划”则有望改变该军种列装的舰船数量和类型。

现役和预备役部队的能力平衡是部队结构变化的另一方面。例如，美国陆军此前已决定将后勤能力从现役部队转移到预备役部队。因此，如果美国要开战，美国陆军大概需要激活预备役部队实现作战。这也带来了新问题，随着美国国防部和军种准备迎接JADC2带来的挑战，他们又将如何选择平衡现役和预备役部队之间的能力和部队结构呢？

（6）JADC2工作的管理

联合参谋部J6是美国国防部JADC2工作的主要协调者，而各军种和美国国防部机构则负责执行各种活动。过去，美国国会中的一些人表示有兴趣建立美国国防部范围内的项目办公室（如F-35联合项目办公室），以集中管理大规模工作。随着时间的推移，美国国防部的研发工作不断增加，管理这些工作也变得更具挑战性。未来，美国国会可能会寻求确定或创建一个负责项目管理、网络架构开发和财务管理的机构。

07 结语

未来作战节奏将更快，联合部队将拥有更多传感器，以及更多射手，而且比以前分散更广。在JADC2概念中，美军各军种都可在连接传感器、射手及指挥节点，作战指挥官可以有更多选择，并更快速采取行动。JADC2构想可将美军联合作战能力提升至新水平。美军将结合陆、海、空、天、网络等各作战域，以及全域指挥控制能力，将各域无缝接轨，提升联合作战能力，确保其作战优势最大化。

美国防部调整关键技术领域研发布局

国防部首席技术官员扩展了研究和工程的关键领域清单，从“驱动创新”到可再生能源发电等新领域。这一举措推动美国军事技术开发组合的扩大化。2月1日，负责研究和工程的国防部副部长徐若冰发布了一份六页备忘录，确定了14个“对维护美国国家安全至关重要”的关键技术领域。

一、 背景情况

二、 主要调整情况

14个战略优先领域没有按数字进行排名，而是基于投资、开发和应用技术的环境多样化和复杂性分成三类，这样的分组表明推进这些技术所需的广泛和不同的方法。美国防部加强14个关键技术领域研发，加速在战略重点领域形成绝对领先优势。随着部门技术战略的发展和技术的变化，国防部将更新其关键技术优先事项。

1.生物技术

生物技术是一门新兴的工程学科，它利用生命系统产生广泛的技术和能力。从抗击全球流行病和避免意外到降低和维持成本以及提高能源效率，生物技术为作战人员提供支持。

2.量子科学

量子科学是在小尺度，甚至原子尺度上研究物理性质的科学。国防应用包括原子钟、量子传感器、量子计算和量子网络。量子计算前所未有的运算速度可以帮助解决部门最困难的分析问题。量子传感器能够在定位、导航和授时方面提供无与伦比的精度。量子科学具有的尖端技术可以提供准确信息以加快决策速度，可以使加密能力显著增强。

3.未来一代无线技术(FutureG)

未来一代无线技术是一种新兴的无线网络技术，由国防部和商企合作，以支持军事行动并确保互联网的自由开放。随着第五代(5G)无线技术的采用并提供构建模块，国防部还将寻求超前技术，以引领未来标准的制定。国防部将投资未来一代无线技术开发，为美国在信息技术领域的持续领导地位奠定基础。

4.先进材料

先进材料旨在探索新材料和全新材料制造技术的创新。强度更高、重量更轻、效率更高、能够应对更极端温度的材料将有可能更好地保护作战人员，并提高他们完成任务的能力。

该类别的关键领域与商业合作较为密切，美国防部依托商企拥有的尖端技术，加速军事装备迭代更新进程，引领未来国际力量格局走向。

5.可信人工智能与自主

人工智能是一门软件工程学科，旨在扩展软件应用程序的能力，执行当前需要人类智能的任务。机器学习是人工智能的一个工程子领域，它使用示例数据、模拟或真实世界的经验而不是通过直接编程或编码来训练软件模型。自主性是一门工程学科，它扩展了机器人执行任务的能力，同时限制了人类交互的需求。具有可信自主系统的人工智能是支配未来冲突的必要条件。随着人工智能、机器学习和自主运营的不断成熟，国防部将专注于人工智能保障和提高运营效率。

6.集成网络系统

集成网络系统包括通信能力，跨军种、跨战域获取、处理和分发信息以及在复杂的电磁环境中进行有效指挥控制的能力。集成网络系统必须具有可以支持任何传感器和射手，集成不同系统的能力。可互操作的网络利用电磁频谱中的新兴能力，如5G、软件定义的网络和无线电以及现代信息交换技术，使国防部更好地集成多种任务系统，并提供完全联网的指挥控制和通信。

7.微电子

微电子学是充当人造电子功能系统“大脑”的电路和组件。几乎所有的军事和商业系统都依赖于微电子技术。美国微电子制造业的衰落和供应链问题凸显了国家经济和安全风险。国防部正与工业界、学术界和整个政府密切合作，解决对微电子资源的需求。

8.太空技术

太空技术包括太空飞行、太空通信和维持太空运行所需的其他技术。随着太空领域威胁的增加和对天基系统的日益依赖，国防部的太空战略必须从卫星转向更广阔的太空体系架构。新的太空技术对于实现弹性跨域作战是必要的。太空战略必须包含能够增强国防部在太空态势感知、太空控制、通信路径多样性、在轨处理和自主性方面的适应性等技术。

9.可再生能源发电和储能

可再生能源发电和储能包括太阳能、风能、生物基和地热技术、先进的能源储存、电子引擎和电网集成。对于可再生能源发电以及存储能源技术研究有望改变作战人员的弱势，提供新的作战能力。从更高效的电池到多样化的能源和降低燃料运输风险，可再生能源的发电和储能为竞争激烈的后勤运输环境增加弹性和灵活性。

10.先进计算和软件

先进计算和软件技术包括超级计算、云计算、数据存储、计算架构和数据处理。国防部必须迅速更新其遗留软件系统，采用弹性好、价格合理、有保障的新软件，这些软件的设计、开发和测试过程对其性能建立了信心。国防部在软件开发中必须采用开发-安全-运营(DevSecOps)方法，并演变为持续开发、持续测试和持续交付的模型。国防部必须利用模块化开放系统架构方法将硬件与软件隔离开来，实现对安全处理器的快速升级。

11.人机界面

人机界面是指与人机协作以及增强和虚拟现实相关的技术。这项技术的快速发展将为作战人员带来诸多好处。高度沉浸式的真实训练环境提供实时反馈，可以增强作战人员能力。直观的人机交互界面为区域分布的作战行动提供了通用的作战画面，从而实现快速的任务规划和任务指挥。

12.定向能

定向能武器利用激光、高功率微波和高能粒子束对远程军事目标进行精确破坏或摧毁。定向能系统将使国防部能够快速响应和参与应对当前局势以及新出现的各种威胁。高功率激光器和高功率微波技术都提供了应对的新方法。

13.高超声速

高超声速是指来流速度大于马赫数5。高超声速飞行器是指以速度大于马赫数5进行机动的装备，高超声速飞行显著缩短了打击目标的时间并增加了不可预测性。

14.集成传感和网络

为了在竞争激烈的环境中为联合部队提供优势，国防部必须开发宽带传感器，可以在网络空间、电子战、雷达和通信的交汇处作战。传感器不能只具有单一通路，其必须能够应对高级威胁。

美国国防研究与工程部副部长办公室将开发关键技术，快速制作原型，并开展持续的联合试验活动，以改进这些技术。将这些技术从发明转变为成功部署需要整体的变革，美国国防研究与工程部将支持各方资源分配流程的改革，并将寻求新的机制和替代途径。国防部将与各方合作，努力开发适当的途径来部署支持所需联合作战能力的相关技术。

免责声明： 本文转自国防科技要闻，原作者陈晶晶 方勇。文章内容系原作者个人观点，本公众号编译/转载仅为分享、传达不同观点，如有任何异议，欢迎联系我们！

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转自丨国防科技要闻

作者丨陈晶晶 方勇

编辑丨郑实

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国际技术经济研究所（IITE）成立于1985年11月，是隶属于国务院发展研究中心的非营利性研究机构，主要职能是研究我国经济、科技社会发展中的重大政策性、战略性、前瞻性问题，跟踪和分析世界科技、经济发展态势，为中央和有关部委提供决策咨询服务。“全球技术地图”为国际技术经济研究所官方微信账号，致力于向公众传递前沿技术资讯和科技创新洞见。

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