DARPA
L'icona dell'innovazione a 60 anni
dalla fondazione
Di Richard H. Van Atta(1)
L'Agenzia per la difesa avanzata dei progetti di ricerca (DARPA) è un'icona dell'innovazione. Ha creato molte tecnologie rivoluzionarie che hanno rivoluzionato la difesa, tra cui la segretezza, i sistemi aerei senza equipaggio e le munizioni guidate con precisione. Molte tecnologie sviluppate dalla DARPA hanno avuto impatti sociali ed economici tra cui ricevitori GPS portatili, nuovi tipi di chip per computer, software di riconoscimento vocale, computer interattivi e personali e, soprattutto, ARPANET e il suo successore, Internet. L'attuale ricerca DARPA potrebbe anche avere un impatto drammatico sul futuro, compresi i veicoli a guida autonoma, i robot e gli esoscheletri e il calcolo cognitivo: computer che emulano l'elaborazione simile al cervello. Inoltre, DARPA ha promosso la creazione di importanti comunità tecniche, tra cui i campi della scienza dei materiali, delle reti di computer e della biologia ingegneristica.
L'Agenzia per la difesa avanzata dei progetti di ricerca (DARPA) è un'icona dell'innovazione. Ha creato molte tecnologie rivoluzionarie che hanno rivoluzionato la difesa, tra cui la segretezza, i sistemi aerei senza equipaggio e le munizioni guidate con precisione. Molte tecnologie sviluppate dalla DARPA hanno avuto impatti sociali ed economici tra cui ricevitori GPS portatili, nuovi tipi di chip per computer, software di riconoscimento vocale, computer interattivi e personali e, soprattutto, ARPANET e il suo successore, Internet. L'attuale ricerca DARPA potrebbe anche avere un impatto drammatico sul futuro, compresi i veicoli a guida autonoma, i robot e gli esoscheletri e il calcolo cognitivo: computer che emulano l'elaborazione simile al cervello. Inoltre, DARPA ha promosso la creazione di importanti comunità tecniche, tra cui i campi della scienza dei materiali, delle reti di computer e della biologia ingegneristica.
Quanto è cambiato e perché il successo della DARPA?
Quali caratteristiche del suo funzionamento e dell'ambiente contribuiscono a cambiare il successo tecnologico?(2) Come può avere successo oggi e in futuro in un ambiente tecnologico e di sicurezza ampiamente cambiato?
Questa introduzione si concentra sulle caratteristiche chiave di DARPA - la sua missione, l'organizzazione, i collegamenti con altre organizzazioni e il "design politico" - e come questi hanno contribuito al suo successo.
Esaminerà i focolai in evoluzione della ricerca DARPA e concluderà con alcune lezioni per l'agenzia in quanto si sforza di continuare a fornire tecnologie di trasformazione nei prossimi anni.
Quali caratteristiche del suo funzionamento e dell'ambiente contribuiscono a cambiare il successo tecnologico?(2) Come può avere successo oggi e in futuro in un ambiente tecnologico e di sicurezza ampiamente cambiato?
Questa introduzione si concentra sulle caratteristiche chiave di DARPA - la sua missione, l'organizzazione, i collegamenti con altre organizzazioni e il "design politico" - e come questi hanno contribuito al suo successo.
Esaminerà i focolai in evoluzione della ricerca DARPA e concluderà con alcune lezioni per l'agenzia in quanto si sforza di continuare a fornire tecnologie di trasformazione nei prossimi anni.
Durante i suoi 60 anni, DARPA si è evoluta e, in un paio di occasioni, si è avvicinata ad essere disciolta. La sua struttura organizzativa, così come alcuni importanti meccanismi operativi, sono cambiati. Non esiste una rappresentazione singolare e accurata della DARPA perché si è adattata in base a come è cambiato il mondo, in particolare l'ambiente della sicurezza nazionale. Ad un certo punto nel tempo, è possibile discernere diverse DARPA poiché le diverse parti dell'organizzazione hanno abbracciato tecnologie e approcci di sviluppo differenti. La storia della DARPA è stata turbata dalle dinamiche politiche e dalle dinamiche delle tecnologie che ha perseguito. Forse il segno più importante della DARPA è stata la sua adattabilità e flessibilità nel rispondere, a volte estremamente rapidamente, alle mutevoli circostanze.
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| Il 4 ottobre 1957, lo Sputnik 1 fu lanciato con successo ed entrò nell'orbita terrestre. Inizia così l'era spaziale. Il lancio di successo ha scioccato il mondo, dando all'ex Unione Sovietica la distinzione di mettere nello spazio il primo oggetto creato dall'uomo. L'avanzata a sorpresa della nemesi della guerra fredda degli Stati Uniti contribuì a catalizzare la creazione dell'ARPA nel febbraio del 1958. |
DARPA's Origins - 1958-1970
Nell'ottobre del 1957, l'Unione Sovietica lanciò il primo satellite artificiale, Sputnik I, un evento che scioccò gli Stati Uniti. Molti americani temevano che il paese stesse perdendo la leadership tecnologica per il suo avversario della Guerra Fredda. Dopo il lancio del primo Sputnik, il presidente Dwight D. Eisenhower ha seguito il consiglio del segretario alla Difesa Neil McElroy e ha guidato scienziati per proporre la creazione dell'Agenzia di ricerca avanzata (ARPA).(3) Inizialmente l'agenzia si è concentrata su tre incarichi del presidente: spazio, difesa missilistica e rilevamento di test di armi nucleari. Tuttavia, Eisenhower ha sottolineato che lo spazio doveva essere il regno di un'agenzia civile. Verso quella fine, più tardi nel 1958, il Congresso e il presidente istituirono la National Aeronautics and Space Administration (NASA), un'agenzia civile responsabile dei principali programmi spaziali del paese. Come tale, la NASA ha assorbito gran parte del programma spaziale di DARPA. Gli altri due incarichi presidenziali per ARPA, difesa missilistica e rilevamento di test nucleari, hanno continuato a essere i punti focali dominanti per circa 15 anni.
Subito dopo la sua fondazione, ARPA ha assunto Project AGILE - un programma decennale e altamente qualificato a supporto degli sforzi degli Stati Uniti in Vietnam proposto dal suo vicedirettore, William Godel. In retrospettiva, gran parte di AGILE era ingenua, mal gestita e piena di dilettantismo. AGILE è stato gestito con poca sorveglianza; non era scientifico e si concentrava su soluzioni a breve termine. Quindi, ora serve come lezione su cosa DARPA non dovrebbe essere.
Con il trasferimento del programma spaziale alla NASA, l'ARPA ha dedicato gli anni '60 alla difesa missilistica, al rilevamento dei test nucleari e all'AGILE.
Nei primi anni '60, tuttavia, l'ARPA iniziò a perseguire una serie di programmi più piccoli e tecnicamente mirati per "prevenire la sorpresa tecnologica".
I programmi iniziali riguardavano la scienza dei materiali, l'informatica e la scienza comportamentale. Probabilmente, l'ARPA "ha inventato" questi come aree di ricerca tecnologica. Ad esempio, nel 1961, il direttore dell'ARPA, Jack Ruina, assunse J.C.R. Licklider è stato il primo direttore dell'ITTO (Information Processing Techniques Office), che ha svolto un ruolo fondamentale nella creazione del personal computing e di ARPANET, la base per il futuro di Internet.
Nell'ottobre del 1957, l'Unione Sovietica lanciò il primo satellite artificiale, Sputnik I, un evento che scioccò gli Stati Uniti. Molti americani temevano che il paese stesse perdendo la leadership tecnologica per il suo avversario della Guerra Fredda. Dopo il lancio del primo Sputnik, il presidente Dwight D. Eisenhower ha seguito il consiglio del segretario alla Difesa Neil McElroy e ha guidato scienziati per proporre la creazione dell'Agenzia di ricerca avanzata (ARPA).(3) Inizialmente l'agenzia si è concentrata su tre incarichi del presidente: spazio, difesa missilistica e rilevamento di test di armi nucleari. Tuttavia, Eisenhower ha sottolineato che lo spazio doveva essere il regno di un'agenzia civile. Verso quella fine, più tardi nel 1958, il Congresso e il presidente istituirono la National Aeronautics and Space Administration (NASA), un'agenzia civile responsabile dei principali programmi spaziali del paese. Come tale, la NASA ha assorbito gran parte del programma spaziale di DARPA. Gli altri due incarichi presidenziali per ARPA, difesa missilistica e rilevamento di test nucleari, hanno continuato a essere i punti focali dominanti per circa 15 anni.
Subito dopo la sua fondazione, ARPA ha assunto Project AGILE - un programma decennale e altamente qualificato a supporto degli sforzi degli Stati Uniti in Vietnam proposto dal suo vicedirettore, William Godel. In retrospettiva, gran parte di AGILE era ingenua, mal gestita e piena di dilettantismo. AGILE è stato gestito con poca sorveglianza; non era scientifico e si concentrava su soluzioni a breve termine. Quindi, ora serve come lezione su cosa DARPA non dovrebbe essere.
Con il trasferimento del programma spaziale alla NASA, l'ARPA ha dedicato gli anni '60 alla difesa missilistica, al rilevamento dei test nucleari e all'AGILE.
Nei primi anni '60, tuttavia, l'ARPA iniziò a perseguire una serie di programmi più piccoli e tecnicamente mirati per "prevenire la sorpresa tecnologica".
I programmi iniziali riguardavano la scienza dei materiali, l'informatica e la scienza comportamentale. Probabilmente, l'ARPA "ha inventato" questi come aree di ricerca tecnologica. Ad esempio, nel 1961, il direttore dell'ARPA, Jack Ruina, assunse J.C.R. Licklider è stato il primo direttore dell'ITTO (Information Processing Techniques Office), che ha svolto un ruolo fondamentale nella creazione del personal computing e di ARPANET, la base per il futuro di Internet.
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| SOPRA: Il 7 febbraio 1958, il Segretario alla Difesa Neil McElroy ha emanato la direttiva DOD 5105.15 che istituisce l'Agenzia per i progetti di ricerca avanzata (ARPA), in seguito ribattezzata Agenzia per la ricerca avanzata sulla difesa (DARPA). Le prime tre linee di ricerca principali dell'agenzia si sono concentrate sulla tecnologia spaziale, sulla difesa contro i missili balistici e sul rilevamento di test di armi nucleari. SOTTO: la ricerca finanziata dall'ARPA ha alimentato i primi sforzi della nazione nella Space Race, incluso lo sviluppo del veicolo di lancio Saturn. Le innovazioni nel Saturno che ho mostrato qui hanno portato al Saturno V che ha lanciato gli astronauti sulla luna. |
La rianimazione della DARPA negli anni '70
Mentre c'erano successi in queste prime ricerche, alla metà degli anni '60 il DARPA era un'agenzia in difficoltà - una vittima del malessere del Vietnam, tagli alle risorse che colpivano tutto il Dipartimento della Difesa (DOD) e il fatto che il suo programma post-spazio spinte - difesa missilistica (Defender) e rilevamento di test nucleari (Vela), così come AGILE - avevano essenzialmente eseguito i rispettivi corsi.
Infatti, nel 1965, il vicesegretario della Difesa Cyrus Vance "è venuto a sostenere l'abolizione dell'agenzia"(4). Tuttavia, DARPA si è evoluta dal punto di vista organizzativo e programmatico da questa crisi sotto la guida del direttore della ricerca e ingegneria della difesa (DDR & E) John Foster.
Verso la metà degli anni '70, DARPA aveva gettato a mare AGILE e sostituito il Defender nell'esercito. DARPA ha cercato dapprima nuove direzioni sotto la direzione del direttore Eberhart Rechtin, che ha creato un ufficio per le tecnologie strategiche, e il suo successore Steven Lukasik, che ha chiuso per lo più AGILE, ma recuperandone alcune parti all'interno di un nuovo Tactical Technology Office. Così, verso la metà degli anni '70, la dirigenza della DARPA aveva sostanzialmente ristrutturato l'agenzia attorno agli uffici della tecnologia piuttosto che i compiti incentrati sulle missioni.
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| SOPRA: Pfc. Michael J. Mendoza spara il suo fucile M16 in una sospetta area occupata dai Viet Cong l'8 settembre 1967. Tra i sotto-progetti del Progetto AGILE c'era lo sviluppo del fucile M16, che ancora oggi serve le forze armate degli Stati Uniti. SOTTO: Il programma ARPA Vela ha sviluppato sensori per rilevare esplosioni nucleari nello spazio, nell'atmosfera superiore e sott'acqua per sostenere il trattato del 1963 per il test del divieto nucleare limitato, in base al quale Stati Uniti, Gran Bretagna e Unione Sovietica hanno vietato i test atmosferici delle armi nucleari. |
DARPA è stato ringiovanito quando ha assunto il compito di cercare alternative tecnologiche alle armi nucleari per rispondere alla postura delle forze dell'Unione Sovietica in Europa. Questa iniziativa fu molto importante per il presidente Richard M. Nixon e il suo consigliere per la sicurezza nazionale Henry Kissinger, e continuò sotto il presidente Gerald R. Ford e il suo segretario alla difesa James Schlesinger.
Sotto Lukasik, la DARPA ha formulato nel 1973 un programma di pianificazione della ricerca a lungo raggio che ha guidato i programmi di ricerca DARPA per i futuri 20 anni. Tra questi c'erano la guerra basata sulla rete, la tecnologia stealth, i sistemi di precisione e autonomi e le difese dei missili di teatro. Nel 1975, il direttore della DARPA George Heilmeier - il più famoso per il suo "catechismo" di domande che chiedeva ai direttori dei programmi di aiutare a determinare la dignità dei programmi che proponevano - aumentò gli sforzi in velivoli invisibili, laser spaziali, tecnologia a infrarossi basata sullo spazio e intelligenza artificiale (AI).
DARPA negli anni '80 - Trasformazione
Sviluppo e transizione della tecnologia Negli anni '80, DARPA ha sviluppato e dimostrato nuove capacità tattiche attraverso programmi di furtività, attacco di precisione in stallo e sorveglianza tattica tramite UAV (Unmanned Aerial Vehicle). Attraverso sforzi persistenti, lavorando con la DDR & E e il Segretario della Difesa, la DARPA ha lavorato per trasferire queste capacità ai militari, creando ciò che il Sottosegretario alla Difesa William Perry e il Segretario alla Difesa Harold Brown (sotto la presidenza Jimmy Carter) chiamerebbero la "Strategia Offset". Questi programmi DARPA sono tra i suoi programmi più importanti in termini di impatto dell'agenzia sulle capacità di difesa e sono pubblicizzati come l'impatto della DARPA nell'introdurre una "rivoluzione negli affari militari" che compensa le capacità militari sovietiche trasformando la guerra tattica.(5)
Parallelamente ai programmi militari trasformativi della DARPA negli anni '70 e '80 c'erano programmi che rivoluzionavano la tecnologia dell'informazione, basandosi sulla visione di Licklider della "simbiosi uomo-computer". La ricerca della DARPA era fondamentale per l'informatica. ARPANET era un elemento di un programma molto più ampio e coerente, basato sul futuro tecnologico immaginato da Licklider. Lui ei suoi colleghi dell'IPTO hanno concepito uno sviluppo su più fronti delle tecnologie alla base della trasformazione dell'elaborazione delle informazioni da macchine mainframe goffe, ingombranti, inaccessibili ad una rete onnipresente di capacità informatiche interattive e personali.(6) Questa trasformazione continua oggi nella ricerca di DARPA di intelligenza artificiale, calcolo cognitivo (cervello) e robotica.
DARPA negli anni '90 - The Cold War Ends
All'inizio degli anni '90, DOD, e con esso DARPA, si adattò al fatto che l'avversario principale degli Stati Uniti, l'URSS, era collassato.
Con questo cambiamento epocale nell'ordine mondiale, l'attenzione della ricerca sulle armi della DARPA era scomparsa. Inoltre, gli Stati Uniti erano in una crisi di bilancio, in parte a causa delle ingenti spese per la difesa degli anni '80. L'amministrazione Clinton impiegava la rubrica "doppio uso" - tecnologie che avrebbero sia i profitti della difesa sia quelli dell'economia civile - mirando a rendere l'economia più competitiva, pur mantenendo la leadership nelle tecnologie di difesa. Con questo approccio, la DOD ha cercato di sfruttare il settore civile per tagliare i costi per lo sviluppo di nuove tecnologie. Questi programmi a duplice uso sono stati un importante reindirizzamento del DARPA (ribattezzato ARPA nel 1993 per enfatizzare il duplice uso), un cambiamento che è diventato molto controverso con elementi del Congresso.
Il Technology Reinvestment Program (TRP) è stato creato per promuovere collaborazioni tra sviluppatori di tecnologie di difesa, aziende commerciali e università. Nonostante la mancanza di un avversario alla pari, l'Ufficio del Segretario della Difesa (OSD) e la DARPA hanno lavorato con la Casa Bianca per continuare l'esplorazione e lo sviluppo delle tecnologie "rivoluzionarie" della DARPA. I programmi nei sistemi senza pilota e le capacità di precisione hanno continuato con gli UAV Predator e Global Hawk e l'agenzia ha promosso nuove tecnologie nel campo dell'informazione e dell'elettronica, del rilevamento avanzato e della sorveglianza sul campo di battaglia. Sono stati avviati programmi in biotecnologia. DARPA ha chiuso gli anni '90 assumendo un programma con l'esercito per un approccio radicale al combattimento a terra usando la robotica in rete - il Future Combat System - che si è rivelato infruttuoso. Era eccessivamente ambizioso, affrettato all'acquisizione da parte dell'Esercito e infine cancellato dal Segretario alla Difesa.
Sotto Lukasik, la DARPA ha formulato nel 1973 un programma di pianificazione della ricerca a lungo raggio che ha guidato i programmi di ricerca DARPA per i futuri 20 anni. Tra questi c'erano la guerra basata sulla rete, la tecnologia stealth, i sistemi di precisione e autonomi e le difese dei missili di teatro. Nel 1975, il direttore della DARPA George Heilmeier - il più famoso per il suo "catechismo" di domande che chiedeva ai direttori dei programmi di aiutare a determinare la dignità dei programmi che proponevano - aumentò gli sforzi in velivoli invisibili, laser spaziali, tecnologia a infrarossi basata sullo spazio e intelligenza artificiale (AI).
DARPA negli anni '80 - Trasformazione
Sviluppo e transizione della tecnologia Negli anni '80, DARPA ha sviluppato e dimostrato nuove capacità tattiche attraverso programmi di furtività, attacco di precisione in stallo e sorveglianza tattica tramite UAV (Unmanned Aerial Vehicle). Attraverso sforzi persistenti, lavorando con la DDR & E e il Segretario della Difesa, la DARPA ha lavorato per trasferire queste capacità ai militari, creando ciò che il Sottosegretario alla Difesa William Perry e il Segretario alla Difesa Harold Brown (sotto la presidenza Jimmy Carter) chiamerebbero la "Strategia Offset". Questi programmi DARPA sono tra i suoi programmi più importanti in termini di impatto dell'agenzia sulle capacità di difesa e sono pubblicizzati come l'impatto della DARPA nell'introdurre una "rivoluzione negli affari militari" che compensa le capacità militari sovietiche trasformando la guerra tattica.(5)
Parallelamente ai programmi militari trasformativi della DARPA negli anni '70 e '80 c'erano programmi che rivoluzionavano la tecnologia dell'informazione, basandosi sulla visione di Licklider della "simbiosi uomo-computer". La ricerca della DARPA era fondamentale per l'informatica. ARPANET era un elemento di un programma molto più ampio e coerente, basato sul futuro tecnologico immaginato da Licklider. Lui ei suoi colleghi dell'IPTO hanno concepito uno sviluppo su più fronti delle tecnologie alla base della trasformazione dell'elaborazione delle informazioni da macchine mainframe goffe, ingombranti, inaccessibili ad una rete onnipresente di capacità informatiche interattive e personali.(6) Questa trasformazione continua oggi nella ricerca di DARPA di intelligenza artificiale, calcolo cognitivo (cervello) e robotica.
DARPA negli anni '90 - The Cold War Ends
All'inizio degli anni '90, DOD, e con esso DARPA, si adattò al fatto che l'avversario principale degli Stati Uniti, l'URSS, era collassato.
Con questo cambiamento epocale nell'ordine mondiale, l'attenzione della ricerca sulle armi della DARPA era scomparsa. Inoltre, gli Stati Uniti erano in una crisi di bilancio, in parte a causa delle ingenti spese per la difesa degli anni '80. L'amministrazione Clinton impiegava la rubrica "doppio uso" - tecnologie che avrebbero sia i profitti della difesa sia quelli dell'economia civile - mirando a rendere l'economia più competitiva, pur mantenendo la leadership nelle tecnologie di difesa. Con questo approccio, la DOD ha cercato di sfruttare il settore civile per tagliare i costi per lo sviluppo di nuove tecnologie. Questi programmi a duplice uso sono stati un importante reindirizzamento del DARPA (ribattezzato ARPA nel 1993 per enfatizzare il duplice uso), un cambiamento che è diventato molto controverso con elementi del Congresso.
Il Technology Reinvestment Program (TRP) è stato creato per promuovere collaborazioni tra sviluppatori di tecnologie di difesa, aziende commerciali e università. Nonostante la mancanza di un avversario alla pari, l'Ufficio del Segretario della Difesa (OSD) e la DARPA hanno lavorato con la Casa Bianca per continuare l'esplorazione e lo sviluppo delle tecnologie "rivoluzionarie" della DARPA. I programmi nei sistemi senza pilota e le capacità di precisione hanno continuato con gli UAV Predator e Global Hawk e l'agenzia ha promosso nuove tecnologie nel campo dell'informazione e dell'elettronica, del rilevamento avanzato e della sorveglianza sul campo di battaglia. Sono stati avviati programmi in biotecnologia. DARPA ha chiuso gli anni '90 assumendo un programma con l'esercito per un approccio radicale al combattimento a terra usando la robotica in rete - il Future Combat System - che si è rivelato infruttuoso. Era eccessivamente ambizioso, affrettato all'acquisizione da parte dell'Esercito e infine cancellato dal Segretario alla Difesa.
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| La voce di registro per IMP (Interface Message Processor) presso UCLA, che registra il primo messaggio ARPANET. È stato inviato il 29 ottobre 1969 alle 22:30 Pacific Time da Boelter Hall 3420. |
DARPA negli anni 2000 - Guerra al Terrore
All'inizio degli anni 2000, DARPA ha continuato ad abbracciare i principali temi tecnologici di precisione di attacco, messa in rete di operazioni, sensori avanzati e sistemi senza pilota. Tuttavia, nel giro di pochi mesi di Anthony "Tony" Tether, diventato direttore, gli attacchi terroristici di settembre.
11, 2001, si è verificato e DARPA è diventata invischiata nella "Guerra al terrore".
Il programma Total Information Awareness (TIA) è diventato la risposta DARPA più notevole. Si è trattato di un programma molto controverso, poiché l'uso delle tecnologie informatiche per identificare possibili terroristi e attacchi terroristici ha sollevato problemi di privacy, e si è concluso in mezzo a questa controversia. DARPA ha anche sviluppato programmi di risposta rapida per supportare i bisogni di combattimento in Iraq e Afghanistan, inclusi robot tattici e sistemi di sensori. Anche le reti di sensori e comunicazioni sicure, robuste e autonome sono diventate una priorità. Due nuovi uffici - l'Ufficio di sensibilizzazione dell'informazione e l'Ufficio di sfruttamento delle informazioni - sono stati creati per affrontare la minaccia del terrorismo. L'agenzia ha perseguito una serie di programmi di robotica e sforzi correlati nell'interazione uomo-macchina, come la tecnologia dell'esoscheletro e le protesi avanzate. Durante questo periodo, DARPA ha anche enfatizzato i programmi di intelligenza artificiale, calcolo cognitivo, calcolo quantistico e sistemi autonomi. Le "Sfide DARPA" per le auto a guida autonoma nel 2004, 2005 e 2007 sono state dimostrazioni altamente visibili di capacità autonome e hanno avuto successo nel creare interesse e incentivare team di ricercatori. C'è stata una rinnovata enfasi su "l'uso sicuro dello spazio" illustrato dall'ambizioso programma Orbital Express per il rifornimento robotico in orbita e la riconfigurazione dei satelliti.
All'inizio degli anni 2000, DARPA ha continuato ad abbracciare i principali temi tecnologici di precisione di attacco, messa in rete di operazioni, sensori avanzati e sistemi senza pilota. Tuttavia, nel giro di pochi mesi di Anthony "Tony" Tether, diventato direttore, gli attacchi terroristici di settembre.
11, 2001, si è verificato e DARPA è diventata invischiata nella "Guerra al terrore".
Il programma Total Information Awareness (TIA) è diventato la risposta DARPA più notevole. Si è trattato di un programma molto controverso, poiché l'uso delle tecnologie informatiche per identificare possibili terroristi e attacchi terroristici ha sollevato problemi di privacy, e si è concluso in mezzo a questa controversia. DARPA ha anche sviluppato programmi di risposta rapida per supportare i bisogni di combattimento in Iraq e Afghanistan, inclusi robot tattici e sistemi di sensori. Anche le reti di sensori e comunicazioni sicure, robuste e autonome sono diventate una priorità. Due nuovi uffici - l'Ufficio di sensibilizzazione dell'informazione e l'Ufficio di sfruttamento delle informazioni - sono stati creati per affrontare la minaccia del terrorismo. L'agenzia ha perseguito una serie di programmi di robotica e sforzi correlati nell'interazione uomo-macchina, come la tecnologia dell'esoscheletro e le protesi avanzate. Durante questo periodo, DARPA ha anche enfatizzato i programmi di intelligenza artificiale, calcolo cognitivo, calcolo quantistico e sistemi autonomi. Le "Sfide DARPA" per le auto a guida autonoma nel 2004, 2005 e 2007 sono state dimostrazioni altamente visibili di capacità autonome e hanno avuto successo nel creare interesse e incentivare team di ricercatori. C'è stata una rinnovata enfasi su "l'uso sicuro dello spazio" illustrato dall'ambizioso programma Orbital Express per il rifornimento robotico in orbita e la riconfigurazione dei satelliti.
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| Il programma Orbital Express ha dimostrato il concetto di riparazione robotizzata di satelliti, rifornimento di carburante e manutenzione in orbita. |
DARPA negli anni 2010 - Tecnologia per sicurezza in un mondo globalizzato
Nel decennio in corso, DARPA ha riconosciuto che la tecnologia ha diventare globalizzato. In passato, gli Stati Uniti e il DOD hanno guidato lo sviluppo tecnologico; ora i concorrenti globali perseguono molti degli stessi tecnologie che DARPA ha aperto la strada. Con la crescente concorrenza tra pari nel campo della sicurezza, e il terrorismo una preoccupazione costante, la missione di DARPA di evitando la sorpresa tecnologica e creando sorpresa tecnologica per gli avversari sono più scoraggianti e pressanti che mai.
Un'area di maggiore attenzione al DARPA è le "scienze della vita".
Mentre DARPA aveva condotto la ricerca biotecnologica per qualche tempo, nel 2014 ha creato un nuovo ufficio di tecnologie biologiche con uno dei suoi spinte centrato sulla biologia sintetica, una forma di ingegneria genetica che apre nuove opportunità per tali applicazioni come sensing pericolosi composti e la bio-produzione efficiente di nuovi rivestimenti, carburanti, e droghe. Un altro driver per le tecnologie biologiche era proprio quello di DOD enormi preoccupazioni per la salute come soldati feriti da due guerre richieste nuove risposte mediche. La flessibilità di DARPA ha permesso di farlo perseguire un approccio di "convergenza" che combini la biologia con l'ingegneria, scienze fisiche e computazionali per cercare nuovi tipi di terapie, comprese le tecnologie protesiche avanzate.
Nel campo delle informazioni, DARPA si concentra sull'intelligenza artificiale, minacce informatiche e approcci per far progredire la microelettronica, compresi gli sforzi in informatica quantistica e processori neuro-sinaptici basato su come il cervello elabora le informazioni. Con una base su precedente ricerca in aeronautica e propulsione, la DARPA sta avviando un'importante spinta nei sistemi ipersonici. Nel frattempo, cresce il cyber le minacce hanno stimolato numerosi ambiziosi programmi DARPA in materia di sicurezza informatica.
Questa recensione mostra che i punti focali tecnici e di sicurezza di DARPA hanno cambiato con i tempi, anche se la sua missione - garantendo tecnologico leadership per gli Stati Uniti - è rimasta sostanzialmente la stessa.
Per svolgere questa missione oggi, tuttavia, l'agenzia deve concentrarsi su creazione e dimostrazione di tecnologie innovative per il settore nazionale sicurezza anche se molti giocatori molto capaci entrano nella tecnologia concorrenza e come la tecnologia si diffonde globalmente più rapidamente che mai.
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| In base a un contratto DARPA, il Rochester Institute of Technology ha sviluppato il Blast Gauge, un piccolo dispositivo indossato dai guerrieri per misurare l'esplosione e le medaglie per la risposta iniziale. Questa fase del progetto ha richiesto solo 11 mesi con un costo totale di sviluppo di circa $ 1 milione. |
Organizzazione e approccio della DARPA
Per raggiungere la sua missione, DARPA è stata un'organizzazione altamente reattiva e reattiva. Il segno distintivo di DARPA è l'agilità. DARPA è organizzata in uffici tecnologici, il cui numero e ruoli specifici sono cambiati nel tempo. Oggi DARPA ha sei uffici tecnici:
I responsabili dei programmi godono di grande autonomia: propongono i loro programmi, cercano l'approvazione e i finanziamenti da alti funzionari della DARPA, scrivono le sollecitazioni di finanziamento, selezionano gli esecutori di R & S, supervisionano e assistono questi esecutori. Un programma tipico avrà obiettivi tecnici specifici, un budget di decine di milioni di dollari e durerà dai tre ai cinque anni. Spesso un singolo programma finanzi vari progetti di ricerca e sviluppo condotti da esecutori diversi in modo da confrontare e testare diverse idee tecniche.
Ogni ufficio tecnologico DARPA può anche finanziare piccoli programmi "seme", che forniscono ai manager dei programmi un modo per generare e testare nuove idee. Negli ultimi anni, ogni ufficio ha anche organizzato un concorso annuale "aperto" in cui i candidati possono proporre lavori in settori tecnologici non coperti dagli attuali programmi dell'ufficio.
DARPA utilizza un approccio "portfolio": finanzia una vasta gamma di programmi di ricerca e sviluppo e spesso finanzia più progetti all'interno di un singolo programma.
Dal momento che l'obiettivo di DARPA è rappresentato dai programmi ad alto rischio per ottenere risultati "high payoff", l'agenzia ei suoi gestori di programmi investono in una gamma di tecnologie promettenti per aumentare le possibilità di successo accettando il rischio intrinseco che alcune ricerche potrebbero non avere successo.
Per raggiungere la sua missione, DARPA è stata un'organizzazione altamente reattiva e reattiva. Il segno distintivo di DARPA è l'agilità. DARPA è organizzata in uffici tecnologici, il cui numero e ruoli specifici sono cambiati nel tempo. Oggi DARPA ha sei uffici tecnici:
• Ufficio Tecnologie Biologiche (BTO)DARPA è un'agenzia di finanziamento; non ha laboratori o personale di ricerca a parte. Al centro di DARPA ci sono circa 100 direttori di programma (PM) e direttori di uffici, direttori di vice-direttore e direttore di agenzia e vicedirettore che li supervisionano. Questi sono tutti dipendenti del governo, la maggior parte assunti utilizzando le autorità di assunzione speciali a termine - di solito da tre a cinque anni. È importante sottolineare che nessuno di questi è uno staff permanente - tutti sono, in sostanza, temporanei.(7) Il budget dell'agenzia è di circa 3 miliardi $ all'anno.
• Ufficio per le scienze della difesa (DSO)
• Ufficio per l'innovazione dell'informazione (I2O)
• Microsystems Technology Office (MTO)
• Ufficio strategico tecnologico (STO)
• Tactical Technology Office (TTO)
I responsabili dei programmi godono di grande autonomia: propongono i loro programmi, cercano l'approvazione e i finanziamenti da alti funzionari della DARPA, scrivono le sollecitazioni di finanziamento, selezionano gli esecutori di R & S, supervisionano e assistono questi esecutori. Un programma tipico avrà obiettivi tecnici specifici, un budget di decine di milioni di dollari e durerà dai tre ai cinque anni. Spesso un singolo programma finanzi vari progetti di ricerca e sviluppo condotti da esecutori diversi in modo da confrontare e testare diverse idee tecniche.
Ogni ufficio tecnologico DARPA può anche finanziare piccoli programmi "seme", che forniscono ai manager dei programmi un modo per generare e testare nuove idee. Negli ultimi anni, ogni ufficio ha anche organizzato un concorso annuale "aperto" in cui i candidati possono proporre lavori in settori tecnologici non coperti dagli attuali programmi dell'ufficio.
DARPA utilizza un approccio "portfolio": finanzia una vasta gamma di programmi di ricerca e sviluppo e spesso finanzia più progetti all'interno di un singolo programma.
Dal momento che l'obiettivo di DARPA è rappresentato dai programmi ad alto rischio per ottenere risultati "high payoff", l'agenzia ei suoi gestori di programmi investono in una gamma di tecnologie promettenti per aumentare le possibilità di successo accettando il rischio intrinseco che alcune ricerche potrebbero non avere successo.
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| I ricercatori che lavorano nel programma dei Sistemi Microfisiologici della DARPA hanno ideato "organi su un chip", che si basano su labirinti microfluidici foderati di cellule per test rapidi, efficienti e senza animali di contromisure biomediche a minacce naturali e provocate dall'uomo, tra cui malattie infettive emergenti e armi biologiche. |
Come DARPA trasferisce le sue tecnologie
In quanto organizzazione di ricerca avanzata, DARPA non finanzia la costruzione di sistemi operativi reali; riesce sviluppando e dimostrando prototipi di "proof-of-concept" che altri nella difesa e/o nel mondo commerciale possono ulteriormente sviluppare, modificare e implementare - un processo che DARPA chiama "transizione tecnologica".(8) DARPA ha successo quando altre organizzazioni nel governo e nel mondo aziendale si sviluppano ulteriormente, quindi commercializzano e acquistano le nuove tecnologie potenzialmente trasformative che ha promosso.(9) DARPA riesce anche quando i suoi sforzi portano a capire se qualcosa può essere fatto, quanto bene può essere fatto, o se non può essere fatto. Quali caratteristiche del modello DARPA e del sistema generale di innovazione nazionale aiutano la transizione tecnologica?(10) La volontà di DARPA di sfidare le tecnologie incombenti. DARPA è disposta a sfidare le tecnologie esistenti e le organizzazioni che le producono e le usano - vede il suo lavoro come un cambiamento nel pensiero di ciò che è possibile. Ad esempio, ha dimostrato che una rete di computer che utilizza standard aperti potrebbe sostituire i sistemi di rete proprietari.
Ha creato e poi, con il sostegno dell'Ufficio del Segretario della Difesa (OSD), ha spinto per l'adozione di sistemi invisibili, sistemi aerei senza equipaggio, colpi di precisione e visione notturna. Utilizza conferenze, concorsi a premi, "progetti di inserimento tecnologico" (dimostrazioni di nuove tecnologie in sistemi militari reali) e altre tecniche per dimostrare e pubblicizzare nuove capacità tecniche.
Una comunità di sostenitori della tecnologia.
DARPA e i suoi artisti hanno creato nuove comunità tecniche. Oltre ad aiutare DARPA a intraprendere nuove ricerche, gli investigatori in queste nuove comunità spesso diventano anche sostenitori consapevoli ed entusiasti. Alcuni di questi esperti lavorano nel governo, alcuni nelle università, altri in aziende di grandi dimensioni e alcuni iniziano nuove imprese imprenditoriali. Condividono una visione generale di ciò che può essere fatto e spesso diventano "comunità di difensori dello stato di cambiamento" - persone che sono disposte e in grado di cambiare il mondo della tecnologia. Questa è una delle ragioni per cui DARPA è stato così influente.
Stretti legami con i leader del DOD.
DARPA lavora su problemi importanti per la leadership di alto livello. Gli stretti legami dell'agenzia con il Segretario alla Difesa e altri alti funzionari non solo aiutano la DARPA a mantenere la sua indipendenza, ma anche questi funzionari possono diventare "campioni" che desiderano sviluppare ulteriormente le tecnologie e vederle trasformate e schierate. Ad esempio, alti funzionari del Dipartimento di Difesa hanno spinto l'U.S.Air Force ad adottare sia velivoli invisibili che veicoli aerei senza equipaggio, che i programmi DARPA avevano sviluppato e dimostrato.
Connessione a clienti tecnicamente sofisticati.
Trasformare le nuove tecnologie radicali in nuove capacità operative è solitamente rischioso, difficile e costoso. DARPA e il Dipartimento della Difesa si occupano di questo in due modi. In primo luogo, il DOD stesso può trasformare le nuove tecnologie prototipo in prodotti reali. I senior leader del dipartimento possono volere tecnologie avanzate e, attraverso i suoi laboratori, appaltatori e sistemi di acquisizione, possono perfezionare e acquistare questi nuovi prodotti. Tuttavia, la "transizione" delle nuove tecnologie da DARPA ai servizi militari è spesso difficile perché le funzionalità sviluppate da DARPA sono spesso "dirompenti", mettendo in discussione le attuali modalità di conduzione delle operazioni. Di conseguenza, la transizione verso una capacità militare di successo è solitamente preceduta da un notevole dispendio di tempo e di impegno da parte dei gestori DARPA. Un secondo percorso per la transizione è quando l'agenzia lavora con il settore privato nella commercializzazione delle tecnologie dimostrate da DARPA.
DARPA ha lavorato ripetutamente con il settore dei semiconduttori per adottare tecnologie avanzate di chip, ad esempio, la tecnologia silicon-on-insulator e i chip di elaborazione del segnale Monolithic Microwave Integrated Circuit. La nuova frontiera commerciale dei veicoli a guida autonoma è un altro esempio di un'industria che adotta e fa affidamento sulla ricerca finanziata dal DARPA.
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| SOPRA: L'ex direttore della DARPA Arati Prabhakar parla durante la cerimonia di premiazione dopo il primo torneo al mondo di hacking di tutte le macchine a Las Vegas il 4 agosto 2016. Sette squadre hanno gareggiato nell'evento di cattura-bandiera e tre di loro hanno vinto premi in denaro. SOTTO: il robot Running Man del Team IHMC Robotics di Pensacola, in Florida, apre una porta durante la DARPA Robotics Challenge. Venticinque squadre provenienti da tutto il mondo hanno gareggiato nel 2015 per $ 3,5 milioni in premi mentre navigavano in un simulato corso di risposta alle catastrofi. |
Sostenere la visione DARPA
L'agenda di ricerca e sviluppo a più lungo termine e DARPA a più alto rischio la distingue dalle altre organizzazioni di ricerca e sviluppo nel settore della difesa. Forse l'effetto più importante del lavoro della DARPA è quello di cambiare le menti delle persone su ciò che è possibile.
La storia di 60 anni della DARPA rivela un'istituzione guidata dall'imperativo costante di creare nuove capacità di alto profitto spingendo le frontiere della conoscenza. DARPA ha molte delle stesse caratteristiche della sua ricerca. La DARPA è nata come un esperimento volto a superare i consueti processi incrementali di sviluppo tecnologico. Come la ricerca che è stata sviluppata per lo sviluppo, DARPA è stata intenzionalmente "dirompente" e "trasformazionale". Nel corso dei decenni, ci sono stati vari sforzi per attenuare il DARPA, rendere la sua ricerca più compatibile e integrata nel resto della ricerca e sviluppo DOD, e si concentrano maggiormente su applicazioni a più breve termine, più incrementali - cioè, per spostare l'attenzione lontano da possibilità dirompenti. Inoltre, ci sono stati sforzi per ampliare la sua carta in sistemi di prototipazione oltre le dimostrazioni di proof-of-concept che DARPA ha tradizionalmente portato avanti.
Tuttavia, con una forte leadership interna, sia all'interno di DARPA e nell'OSD, sia con il supporto del Congresso, DARPA è stata in grado di svolgere un ruolo davvero unico per sei decenni. È stata e continua ad essere la "Chief Innovation Agency" di DOD, spingendo le frontiere di ciò che è possibile per il beneficio della sicurezza nazionale e della nazione.
DARPA rimane un'impressionante "fattoria delle opportunità". Ad esempio, DARPA ha contribuito a spostare l'intelligenza artificiale da una nozione poco convincente con quasi nessuna base tecnologica in capacità pervasive che influenzano la nostra vita quotidiana e supportando il processo decisionale operativo in tempo reale. Ora sta perseguendo progressi simili nell'elettronica e nelle tecnologie autonome. Sta perseguendo progressi fondamentali nei materiali, come i biomateriali e lo sviluppo accelerato dei materiali. L'agenzia ha rivoluzionato il regno del rilevamento distribuito. Tra gli attuali temi di ricerca DARPA che popolano la fattoria delle opportunità vi sono l'elettronica eterogenea, la biologia ingegneristica, l'accesso agile allo spazio e i sistemi ipersonici.
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| L'ex segretario alla Difesa Ash Carter, al centro, parla con un gruppo di "astri nascenti" della prima infanzia a pranzo il 9 settembre 2015, mentre partecipa alla DARPA Wait, What? forum tecnologico futuro a St. Louis, nel Missouri. |
Guardando al futuro, la questione non è se la DARPA possa ancora perseguire nuove prospettive di cambiamento-stato. La domanda è questa: come può DARPA e il Dipartimento della Difesa identificare e concentrarsi su ciò che dovrebbero essere nei mutevoli ambienti geopolitici e tecnologici? DARPA è stato abile nell'affrontare le prospettive tecnologiche emergenti - ma nel mondo di oggi, deve essere ancora più focalizzato su dove può avere un effetto leva mentre altri stanno investendo, spesso in modo massiccio, proprio nelle tecnologie che inizialmente DARPA ha sostenuto.
Con investimenti globali in robotica, intelligenza artificiale, biologia sintetica, calcolo quantistico e materiali avanzati, su cosa dovrebbe concentrarsi la DARPA? Dal punto di vista delle applicazioni militari, cosa dovrebbe fare la DARPA per sfruttare e promuovere l'uso potenziale di tali tecnologie emergenti negli usi della difesa? A quali esigenze, al contrario dei requisiti definiti oggi, la DARPA dovrebbe cercare di utilizzare queste tecnologie? Fondamentalmente, come dovrebbe il DOD raggiungere il raggiungimento di questi sforzi?
Oggi DARPA affronta nuove sfide che sollevano un problema chiave riguardo al suo successo futuro: la capacità di attingere a talenti tecnici straordinari per i responsabili del programma. Il settore commerciale ad alta tecnologia, in particolare in settori come la tecnologia dell'informazione, i sistemi autonomi, la biologia avanzata - aree in cui è focalizzata la DARPA - sta spendendo in modo aggressivo somme ingenti e assumendo il meglio. Queste aziende attirano questo talento con alti stipendi e ambienti di lavoro relativamente liberi in luoghi lontani da Washington, D.C. I cittadini stranieri costituiscono una percentuale crescente delle assunzioni. Inoltre, molte delle principali società tecnologiche sono ora al di fuori degli Stati Uniti, in Asia e in Europa. Quindi, c'è una maggiore competizione per il talento tecnico e una maggiore competizione in tutto il mondo nelle tecnologie avanzate. Anche se DARPA ora deve confrontarsi con un contesto di reclutamento più duro di quanto non sia stato necessario in passato, presenta ai potenziali gestori di programmi opportunità uniche per influenzare il futuro che poche altre organizzazioni possono offrire. Queste dinamiche di talenti sono fondamentali per la comprensione di oggi.
DARPA e la sua missione in corso per identificare, dimostrare e sviluppare le tecnologie del futuro.
Queste domande sottolineano un punto cruciale: la DARPA non ha successo da sola. Il suo successo risiede nelle opportunità che crea e che gli altri portano a compimento. Pertanto, il suo successo deve basarsi sulla più ampia infrastruttura di innovazione degli Stati Uniti. Questo ecosistema dell'innovazione è cambiato radicalmente negli ultimi 25 anni. Perché la ricerca DARPA abbia successo, alla fine deve culminare nella transizione, sia in una capacità operativa militare che in un nuovo campo tecnologico che espande le frontiere da decenni. DARPA non è responsabile per l'esecuzione delle transizioni, ma dipende da effettivi percorsi di transizione. Questi percorsi devono essere meglio compresi e le parti interessate, oltre alla DARPA, devono sostenere le misure quella transizione di incoraggiamento - sia all'interno di DOD o all'interno dell'industria.
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| La ricerca e lo sviluppo di DARPA nella tecnologia stealth durante gli anni '70 e '80 hanno portato all'aviazione radar più avanzata del mondo, Vantaggi strategici per la sicurezza nazionale negli Stati Uniti. Oggi, le tecnologie ipersoniche hanno il potenziale per fornire il dominio, una volta offerto dalla furtività, per supportare una serie di future missioni di sicurezza nazionale. |
Alcuni temono che i meccanismi di transizione militare all'interno del DOD hanno eroso. Nella più ampia economia commerciale, percorsi di transizione sono diventati più incerti e diffusi. Perché la DARPA continui ad avere impatti trasformativi, deve esistere all'interno di un contesto economico e politico che ne incoraggia l'implementazione. Si tratta di preoccupazioni strategiche di politica tecnologica che gli Stati Uniti devono affrontare per garantire che DARPA possa continuare a fornire tecnologie innovative nei decenni a venire.
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1. Questo articolo attinge la collaborazione dell'autore nel corso degli anni con molti altri, in particolare William Bonvillian, Seymour Deitchman, Michael Lippitz, Sidney Reed e Patrick Windham, oltre a numerose discussioni con molti DARPA e Dipartimento dei funzionari della Difesa.
2. Le caratteristiche principali del "modello DARPA" sono state esposte in Richard Van Atta, "Cinquant'anni di innovazione e scoperta", DARPA: 50 anni di Bridging the Gap, DARPA 2008, l'introduzione alla pubblicazione del 50° anniversario della DARPA.
3. L'ARPA è stata costituita dal segretario McElroy il 7 febbraio 1958, attraverso la direttiva DOD 5105.15.
4. Il Congresso, attraverso un emendamento del senatore Mike Mansfield, ribattezzato "ARPA" come "DARPA" nel 1972, aggiungendo la parola "Difesa". Il Congresso, attraverso il senatore Jeff Bingaman, lo ribattezzò "ARPA" di nuovo nel febbraio 1993 a causa della sua "duplice" utilizzare" il ruolo nella creazione di tecnologie con applicazioni commerciali e militari. Il nome è tornato a "DARPA" nel marzo 1996.
5. Richard J. Barber Associates, Inc., The Advanced Research Projects Agency, 1958-1974, dicembre 1975. p. VII-3.
Richard H. Van Atta e Michael J. Lippitz, con Jasper C. Lupo, Rob Mahoney e Jack H. Nunn, "Trasformazione e transizione: il ruolo della DARPA nella promozione di una rivoluzione emergente negli affari militari, Volume 1 - Valutazione generale", Alessandria , Virginia: Istituto per le analisi della difesa, documento IDA P-3698, aprile 2003.
6. Questa trasformazione è descritta in M. Mitchell Waldrop, The Dream Machine, New York: Viking 2001.
7. L'agenzia ha anche circa 100 impiegati governativi che forniscono servizi importanti, come appalti, servizi legali, risorse umane e sicurezza, e in qualsiasi momento ha anche diversi legami militari. Inoltre, gli appaltatori supportano questi impiegati governativi. Alcuni di questi appaltatori sono scienziati e ingegneri dottorati altamente qualificati che forniscono assistenza tecnica preziosa ai responsabili del programma, mentre altri sono lo staff di supporto.
8. C'è stata un'eccezione significativa. DARPA ha sviluppato tecnologia operativa per il rilevamento sismico di test nucleari sovietici sotterranei. DARPA è stato in grado di trasferire questa rete di rilevamento sismico all'Aeronautica solo dopo averla eseguita per circa 20 anni.
9. Bisogna fare attenzione a differenziare tra la transizione di tali tecnologie radicali, "ad alto rischio e alto rendimento" e il passaggio a miglioramenti incrementali nelle tecnologie esistenti.
DARPA esplora molte tecnologie e concetti avanzati e spesso i suoi progetti dimostreranno che molti di questi non funzioneranno in base alle conoscenze attuali e allo stato dell'arte. Uno degli aspetti più importanti della gestione DARPA - dal responsabile del programma al direttore dell'ufficio al direttore dell'agenzia - è determinare se il concetto debba essere ulteriormente perseguito e in che modo, se un particolare programma non sta dando i suoi frutti. Un'altra importante responsabilità di gestione è determinare il modo migliore per spostare i progetti in transizione e utilizzare quando mostrano risultati promettenti.
10. Questa sezione si ispira in gran parte a Bonvillian e Van Atta, "ARPA-E e DARPA: applicare il modello DARPA all'innovazione energetica", pubblicato nel 2011.
Articolo tratto dalla brochure della DARPA del 2018 per il sessantennale dalla sua fondazione; documento in PDF che puoi scaricare qui sotto.
Defense advanced research projects agency 1958-2018
Megachirottera
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