DARPA如何建设“数字孪生战场”？

熟悉战场环境建设的读者，应对常规的工程内容比较熟悉。不过，当前大部分运作模式停留在几十年的做法，可以笼统称为信息时代的战场建设方式。

早在越南战争期间，DARPA启动了麦克纳马拉线（McNamara Line）的建设，其关于利用传感器建立战场环境态势感知的举措被称为“电子围栏”（Electronic Fence），该计划凝聚了DARPA在战场环境工程上的众多努力。

虽然电子围栏谈不上成功，但它为美军提供了宝贵的经验。

DARPA总结发现，微电子技术的发展，直接影响大规模电子围栏的建设，软件技术的进步，会影响对战场环境数据处理的能力。

借助数字孪生体跟新型微电子技术及先进软件技术的融合应用，DARPA最近几年提出了多个数字孪生战场建设项目，包括海洋物联网（Ocean of Things）、“围栏”（FENCE，Fast Event-based Neuromorphic Camera and Electronics）、“流体”（FLUID，FLexible networking Using Intelligent Dialecting）等项目。

本文上图展示的即为海洋物联网，这是为了应对太平洋战场的态势感知问题，避免大国对手设置的拒止障碍。本期数字孪生战场公众号分享了几个项目的视频和播客，有兴趣的读者可以参考。

海洋物联网计划旨在部署数千个低成本、环保、智能的浮子，作为分布式传感器网络漂移。

每个漂流者都管理着一套商用传感器，用于收集环境数据，如海洋温度、海况和位置，以及关于商船、飞机甚至穿越海洋的海洋哺乳动物的活动数据。

浮标在需要时通过卫星将处理后的报告传输到政府所有的云网络进行存储和实时分析。来自这个浮动分布式网络的数据将支持国防部的任务以及公共海洋学研究和商业应用。

利用微电子技术的新进展，DARPA最近提出了新的围栏（FENCE）计划。结合到越战时期的电子围栏，读者应能感受到DARPA的企图。

利用新型传感器和软件处理技术，DARPA可以解决定时精度和数据稀疏性的问题，生产出符合军事要求的基于红外事件的神经形态成像仪。

该项目将包括一个低延迟、高精度的基于事件的读出装置，与低功耗嵌入式神经形态处理相匹配，能够执行使用空间和时间（时空）组合信息的算法，为国防部战术应用生产一种新的智能传感器。

新围栏采用基于事件的成像器，由于它们异步运行，只传输来自已更改像素的数据，因此与传统的焦平面阵列（FPA）相比，它们在稀疏场景中产生的数据减少了100多倍。这直接导致延迟降低100倍，功耗降低100倍。

DARPA正在寻求创新方法来应对以下技术领域的挑战：使C5ISRT应用程序和网络服务在1Mbps至1Kbps的网络容量下大规模运行而不牺牲应用程序或网络效用的技术。

FLUID旨在降低C5ISRT应用程序和网络服务的负载，使其在可用网络容量的范围内运行。FLUID并不试图取代或改变现有的C5ISRT系统。

相反，FLUID试图动态无缝地集成到C5ISRT系统中，可以自由地拦截、推理和操纵控制平面和数据平面消息，包括任何相关的开销，以减少它们的负载（消耗的容量），同时不影响系统效用。

据数字孪生战场实验室观察，DARPA为了给大国对手造成更多的复杂，并希望在颠覆性技术上储备更多的“意外”。

DARPA虽然公布了部分项目信息，但它有意的做了技术保护处理，这导致行业人士对DARPA的战略意图和关键技术进展了解不多。

数字孪生战场实验室在先进技术的基本原理上的投入，对理解DARPA相关项目背后的逻辑有清晰的认识，从而成为为数不多的颠覆性技术引领者。

本文相关资料将提供给数字孪生国防系列报告专业版客户，相关情况请咨询您的客户经理了解。