【精彩书摘】《DARPA 创新计划》：DARPA机构设置与重点领域 | 评论赠书
本文摘自李强主编的《DARPA 创新计划》，由国防工业出版社授权转载。
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一、 DARPA的由来
1957年苏联卫星发射成功后，美国在太空技术领域落后于苏联。为了确保拥有最先进的技术并应用于军事，美国于1958年2月成立了高级研究计划局（Advanced Research Projects Agency，ARPA），1972年3月更名为国防高级研究计划局（Defense Advanced Research Projects Agency，DARPA）。成立50多年来，DARPA始终是一个完全独立的机构，人员始终保持在240人左右，其中技术人员约140名，直接管理的年度预算超过40亿美元。DARPA是美国军事科研机构的领头羊，不仅为提升美国的军事能力作出了重大贡献，而且今天进入千家万户的计算机、软件、通信、因特网和网络技术，多数都来源于DARPA，个人计算机操作系统UNIX、激光器、全球定位系统（GPS）等许多重大科技成果也都可以追溯到DARPA资助的计划。
DARPA是美军下设的17个国防局之一，是美军的核心研究与开发机构。在美军的领导下管理和指导基础研究、应用研究和先期技术开发，主要关注高风险、高回报、对各军种联合作战有巨大促进作用、对推动军事发展有重大影响的技术领域。
DARPA虽然不是统管美国三军预研工作的职能机构，但对美国保持军事技术世界领先地位功不可没。DARPA负责牵头组织多军种联合科研计划，安排、协调和管理跨军、兵种科研项目，节省科研力量和科研经费，有效缩短了研究周期。DARPA是推动美军转型的技术引擎，被美国国防部称作王冠上的宝石，同时也被外界称为疯狂科学家大本营。
二、DARPA的使命任务
DARPA专注于科技引领未来，开拓新的国防科研领域。为解决中、远期国家安全问题提供高技术储备，研究分析具有潜在军事价值、风险高的高新技术在军事上应用的可能性，通过具有前瞻性的关键技术研究和创新来保持美军在军事技术方面的领先地位，并防止其他国家技术优势对美国国家安全产生威胁。在国家军事需求驱动下，DARPA、国防部部长、国防部部长办公室或高等院校、工业部门等提出创新计划，DARPA按下达的计划目的和要求，对国防部部长批准的跨军种的重大预研项目进行技术管理与指导。
三、DARPA的机构设置
DARPA一直采用扁平化组织架构，主要由技术项目办公室、职能办公室组成。作为国防部的技术引擎和原创性军事发明的来源，DARPA技术办公室和职能办公室也根据需求和时代变化而有所调整。目前，DARPA下设7个技术办公室和5个职能办公室，如下图所示。
DARPA工作人员多为各学科的一流专家和学者，管理层精练，分为局长、技术办公室主任和项目经理三层。局长直接面对一线科研人员，根据项目可行性报告直接任命新项目的项目经理。项目经理可直接向总顾问办公室或局长申请项目资金支持。
7个技术办公室的情况概述如下。
（一）适应性执行办公室
适应性执行办公室（Adaptive Execution Office，AEO）主要负责准备、协调所有DARPA负责执行的先进技术战场试验。DARPA拥有从最初概念设想到最终系统集成的相关先进技术的战场试验资料。AEO与作战司令部和军兵种建立了深入的合作关系，可以将先进技术快速转化到军事行动、军事训练中，提高美军的作战能力。
在执行过程中，DARPA的项目经理会直接收到有关这些原型技术工作性能的反馈意见，他们有权调用实际技术数据，以提高对战场上这些技术性能的认知程度。作战司令部和军兵种较早接触DARPA的这些技术，可以更好地把新能力开发转化成作战系统。通过这些反馈和联系可改善DARPA单项计划的研发与实施，提高DARPA的战略规划和指导能力。这种合作关系同样有利于作战司令部和军兵种。DARPA对新兴技术、技术发展趋势及其在军事训练中的潜在机遇等方面具有超乎寻常的远见，并将这些技术进行快速转化，装备军队。
（二）国防科学办公室
国防科学办公室（Defense Sciences Office，DSO）主要寻求生物学、材料学、数学等科学和工程研究领域最有前景的创意，支持其转换成新的国防能力，制订和监督项目研究计划，缩小从基础科学到应用的差距。DSO重点关注物理学、神经系统科学、材料科学、数学和生物学等领域的发展。
1、物理学
DSO在物理学领域重点关注三个方面：基础物理、基于非常规物理现象的设和应用、能源。通过初期的概念研究和发展指导，提供完善的基础，解决重要军事问题。
1）基础物理
DSO一直关注基础物理，研究新的方法，解决长期存在的重大问题，如光与物质相互作用的研究、量子力学特性研究、物质基本构成研究。从历史上看，这些领域的研究促进了技术的巨大进步，如应用于分子筛选装置和磁共振成像的激光、原子钟和光谱技术。目前，DSO的研究重点是光脉冲通过材料时光速变慢的原理，单光子的产生和测量，相干原子干涉测量和其他基础物理的技术研究，同时还开展利用激光与物质相互作用产生高质量粒子束和可调谐单色Ｘ射线的技术研究。“光栅仿真计划”旨在设计一种关键材料，作为新物态的早期平台。通过这些研究，为下一代的国防应用奠定基础。
2）基于非常规物理现象的设备和应用
这一重点领域是基于前沿物理科学的设备和应用，通过解决与具体应用相关的问题，推动科研成果直接从实验室转化到具体应用。该领域的目标是不断深入理解物理过程，研究利用和控制物理过程的技术。例如“精确惯性导航系统计划”，致力于构建一个完全由基于原子干涉的传感器组成的导航系统。紧密联系科学探索，深入理解物理相互作用，重点关注特定应用，是该领域中所有计划的共同特点。
3）能源
能源是战场后勤最迫切的需求。该领域重点开发减少后勤负担的新型发电技术，包括单兵便携电源、军用平台能源高效获取、转换、新材料和新想法的研究。
2、神经科学
DSO开发和利用神经生理传感器、神经影像学和认知科学，为士兵提供支持、保护和战术优势。DSO探索和应用神经系统科学，帮助士兵对压力的适应，提高学习和培训的速度和质量，预防伤害，提高士兵的作战能力。DSO在神经科学领域的进展，促进了高性能传感器和计算、机器人技术和信息集成领域的新型神经形态系统架构的发展，为突出问题提供了解决方案。通过利用神经科学的能力，把神经科学和尖端电子学、社会科学融合，带来了全新的效率和态势感知，为士兵提供执行任务所需的可靠信息、培训和工具。
3、材料科学
20世纪60年代初，DARPA开始通过跨学科研究实验室（后变更为美国国家科学基金会材料研究实验室）参与材料科学研究，之后DSO继续推进前沿材料科学的开发，致力于新兴技术，保持在该领域产生众多突破性的跨学科主题。
DSO材料计划旨在推进先进材料科学的多方面研究，基于物理和化学模型，设计具有性能大幅提高或具有新特性的材料，开发极大降低钛金属及其合金加工成本的工艺。
正在研发的数学和表征工具能够快速设计和开发新的装甲系统。基于拓扑结构的装甲系统所展示的高性能是用传统方法无法实现的。从生物界获取灵感实现材料合成与设计的方法贯穿于DSO的众多计划。DSO材料计划将继续支持前沿材料科学探索、新型材料开发工具、新型能源材料和集水材料、材料的创新机械设计，彻底改变电子领域的电磁材料。这种积极追求开发全新材料和材料系统的眼光正孕育着下一代高性能军用平台的关键技术。
1）新型材料及材料加工
这一重点领域涉及的新材料是指用于飞机、地面车辆和航天器的材料，目标是减轻质量和提高性能。其涉及四个方面：评估和预测技术，通过物理模型和先进的仿真工具，对军用平台和系统的结构材料进行损伤演变评估和性能预测；新的低成本加工和制造技术，用于扩展新材料和新结构的军事应用；电磁材料和材料系统，具有独特的内在或外在性能；数学工具，降低计算复杂性并提高工作效率，发现新型材料、结构以及新的合成方法。
2）多功能材料与材料系统
由于军事系统和任务越来越复杂，所以开发可以动态改变形状和功能的材料变得越来越重要。此外，多种功能相结合（如发电机的防爆能力与结构承重能力相结合）可显著增强多个军事平台的能力。目前这一重点领域的计划包括革命性的新型装甲系统（利用独特的高强度钢/聚合物的复合材料制造的混合结构车辆）、可用于执行室内外任务的超小超轻型（小于7.5cm、不超过10g）飞行器、可迅速布放和撤除的屏障。
3）仿生材料
DSO仿生材料重点研究生物和材料之间的关系，开发能够模拟植物产生大应力的系统，该系统具备强大的结构功能和循环系统，可以使结构体系特征发生重大变化。
4、数学
DSO数学计划是应用现有数学工具，开发在军用领域产生广泛持续影响的数学工具。旨在通过建立数学家和学科专家的综合团队，更好解决国防部的需求。该途径可以利用新的数学方法快速开发新技术，将技术需求转换成数学问题，推动数学界的研究。当前的应用数学和计算研究计划有助于形成最新的尖端优势，而基础数学研究计划能够为未来先进科学和技术计划奠定稳固基础。
1）应用和计算数学
DSO数学科学计划贯穿国防部的所有关键应用领域，包括信号和图像处理、生物、材料、传感、复杂系统设计等。
2）基础数学
DSO的基础数学领域包括开发具有应用潜力的理论。主题包括拓扑和几何方法，从数据中挖掘信息，重点探索关键数学领域间的基本相互关系，这些方面的重大发现将会产生新的数学理论和创新应用。
5、生物学
保护军队免受生物战攻击和传染病侵害是一项明确且迫切的军事安全需求。自20世纪90年代中期以来，DSO率先探索全谱生物战防御技术，包括先进的排查（如例行邮件检查）、净化（如二氧化氯）、积极对抗全谱传染性病原体的药物治疗等。
DSO致力于生物科学的利用，在维持人员作战能力、战术性和恢复性生物医学技术、仿生平台和系统等方面的计划不断增加，通过促进生物学、物理、数学和工程学等不同领域专家之间的相互合作，了解基本的生物学过程。
1）战术性生物医学技术
开发能够彻底改变战场医疗服务的技术，通过遥控机器人和机器人提高稳定创伤的机动能力，发现控制疼痛和其他战场疾病的新疗法，生成和存储血液制品的新技术等。
2）恢复性生物医学技术
DSO制订了一套计划，即使在士兵遭受严重外伤后，也能完全恢复其生理和认知功能。重点研究遭受外伤后组织（如肌肉、神经、皮肤等）的恢复技术，着重开发基于神经控制的具有自然肢体运动和感觉功能的上肢义肢。
3）作战能力维持
开发能够使士兵在苛刻的战斗环境中保持最佳生理和认知状态的技术。影响士兵最佳作战状态的条件有急性和慢性睡眠障碍、摄入热量和质量不足、不适的温度、肌肉疲劳和超负荷等。
4）仿生平台和系统
自然进化的非凡能力在于可以创造新的防御能力。DSO重点关注和模仿动物独特的运动、化学、视觉和听觉感知能力，开发类似鱼类和水鸟翅膀摆动的高效游泳设备，了解整个视觉通路的精确转换，描述大脑视觉场景处理的机理。
（三）信息创新办公室
信息创新办公室（Information Innovation Office，I2O）希望利用各个领域的信息获取决定性的军事优势，既包括传统防务领域，也包括新兴信息技术和应用领域。在传统的防务领域，信息已经带动了一系列军事革命：情报、监视、侦察、指挥、控制、通信、计算、网络、决策、规划、训练、任务演习以及作战支援。新兴信息技术和应用领域包括：人文、社会、文化和行为建模；社交网络和以人群为基础的开发模式；自然语言处理、知识管理及机器学习和推理；医疗/生物信息科学；信息安全保障和网络安全。I2O通过提出概念和研究，确保美国在这些领域的技术优势，开发和展示新兴科技和各学科间的交叉和进化技术，改变当前的游戏规则，使士兵更好地了解战场、盟军和敌军的能力、意图和活动，制订有效的策略和计划；安全地进行信息交换。I2O重点关注信息感知、信息处理、网络通信安全等领域的发展。
1、信息感知
变化普遍存在于整个人类、世界和军事事务各个方面，且变化速度正在加快，它既带来了机会，也带来了威胁。威胁的例子包括新的竞争对手、恐怖国家及地区、叛乱团体、好战/激进人群、跨国恐怖组织和犯罪活动，以及新的网络—人类—物理威胁。若要取得任务成功，需要了解对手的能力、意图和活动，以及当地人、社会、文化和行为因素。I2O旨在通过计算和分析技术，处理、获取由传感器、信息和通信系统所产生的大量数据，并将这些技术运用到情报、监视和侦察（ISR）开发及语言处理系统中，实现行为分类、事件关联、趋势确定、异常发现及自动警报。
2、信息处理
随着世界形势日趋复杂，军事行动也变得越来越复杂。在高动态、不确定和危险状态下，复杂的军事行动需要精确地分配任务，协调和控制陆、海和空军ＩＳＲ装备、武器系统、通信资源和后勤资源。I2O的任务就是为了保障各个层次的士兵能够应对这些挑战。I2O通过开发建模、仿真、可视化、知识管理、地理信息系统、语义网、社交网络、Web-2.0/3.0等先进的计算技术，将这些技术应用于指挥系统，提高信息在军事决策、规划、训练、任务演习和作战支援中的应用。
3、网络通信安全
现代战争依赖可靠的连通性访问战区和国家传感器数据，协调分布广泛的部队行动。这种连通性正受到日益复杂的网络攻击和计算资源的挑战。I2O的目的是通过开发更具可恢复性的计算和通信技术，创建全新的方法确保网络和计算机系统的安全，确保这种连通性。这些技术将有助于更快地检测、分析和抵御网络威胁，更有效地利用网络资源监测和控制计算和
通信基础设施。
（四）微系统技术办公室
微系统技术办公室（Microsystems Technology Office，MTO）的研究涉及MEMS、电子学、计算、光子学、生物技术等领域。近年来，商用器件和生产流程的快速发展使得先进技术唾手可得，拉近了所有人的竞争起点。MTO致力于利用、抵制和超越这些商业货架产品，通过资源整合和系统集成，倍增这些产品的性能以更好地应用于军事领域。MTO也寻求应对商业技术进步所带来的威胁（包括有意和无意的威胁）的方法。MTO在商业项目以外会开发一些高风险、高回报的技术项目，以保持美军的技术优势。通过持续的革命性创新，MTO寻找具有优势的发展领域。MTO重点关注生物平台，计算技术，电子战，制造业，新概念，光子学，定位、导航和授时及热管理等领域的开发。
1、生物平台
生物平台重点探索、开发生物学和工程学交叉领域的技术突破，主要包括从军用医学到新型材料开发等方面的基础研究。
2、计算技术
支持科学研究和实验涉及的计算模型和体制研究，以及推理计算和通信。MTO目前正在探索提高嵌入式计算系统电源效率的方法，开发下一代片上通信链路和能够解决非常规计算模型的新方法，使功耗、处理时间和指令复杂度达到最小。
3、电子战
日益复杂的电磁频谱环境不利于军事行动的开展，对军队来说，无阻碍地利用电磁环境可以为电子战创造突破口和机会。该领域重点关注增加电子系统工作带宽、线性度和效率的技术途径，开发自适应和可重构无线电体系构架，以及毫米波、亚毫米波等波段频谱的使用技术。
4、制造业
安全有效的制造工艺仍然是美军优先发展的领域。伴随着电子产业的逐步全球化，市场上的仿制芯片日益增多，恶意设计的电路存在的潜在风险也逐渐引起关注。MTO寻求开发一种技术，它能为系统开发者提供一种不破坏集成电路即可进行电路（包括模拟集成电路、数字集成电路和混合型集成电路）检查的工具。此外，MTO还关注创新电路设计方法，利用光刻工具提供成本更低、叠层更少的专用集成电路（ASIC）。
5、新概念
新概念专题主要探索非传统研究课题，以应对国防部遇到的一些特殊问题。该专题根据任务的性质，对其计划进行分类，涉及DARPA创新性和前沿性技术研究。
6、光子学
光子学专题主要涉及高灵敏度、宽带宽光子元件开发，光学信号传输能力提高，感知和通信能力增强等。该专题主要研究光子集成问题，驱动面积日益减小，复杂性与日剧增的集成电路技术开发，并致力于新型光子器件的基础开发，提高器件的性能，扩展器件的能力。重点是开发必要的框架和器件，制造便于设计、加工和升级的光子系统。
7、定位、导航和授时
ＧＰＳ技术对武器系统的制导和导航至关重要，为数众多的武器系统都要依赖ＧＰＳ数据提供飞行中精确的位置、方向、运动和时间信息。在ＧＰＳ信号受干扰地区，这种依赖性是武器系统的致命弱点。通过该研究专题，MTO寻求开发一种独立的芯片级惯性导航和精确制导技术。
8、热管理
器件的材料、技术和系统集成的飞跃发展，使得武器系统的总功耗迅速增加。多数情况下尺寸虽然减小了，但其功耗却增大了，由此导致更为严重的表面散热率问题。武器系统的热管理问题对其性能的提高有着决定性的影响。该专题专注于热管理系统的新材料和新结构研究。
（五）战略技术办公室
战略技术办公室（Strategic Technology Office，STO）重点研究和开发通信、网络和电子战，环境改造，困难目标探测以及基础战略技术。
1、通信、网络和电子战
军事行动的成功取决于安全可靠、确实有效的实时态势感知，以及从本土到前线部署各军事梯队的指挥控制。STO致力于系统概念设计和赋能技术，可随时随地使用民用通信基础设施，为军事行动提供高带宽的无线移动通信能力。目标是在压制对手通信能力的同时，为美军提供有效通信，将相关实时信息随时随地传送至士兵。为了达到这个目标，需要研发新的系统体系架构和网络技术，提高网络容量和等级，在日益拥挤的频谱内提高频谱效率，增强抗网络打击能力，缓解人为或者自然电磁干扰，对抗网络侦察和监视，反拒绝服务。
STO对利用商用基础设施颇感兴趣，主要是因为其性能和效费比，但需要考虑民用基础设施、设备和应用在军事环境中的可靠性、强度和安全性。同时，STO也关注在复杂电磁环境下控制敌人并开展有效的军事行动的能力。
除此之外，在存在干扰的情况下有效利用频谱、空间/时间的动态及高效应用、新形式（如高频无线电和光学偏振）、内置或交叉属性的（雷达、通信、感知）频谱利用技术、通过更高频率实现空间的再利用、避免和容忍干涉、复杂射频大规模环境试验都是STO重点关注的领域。
2、环境改造
在美国军事优势日益减弱的形势下，对手获得了越来越多的不对称优势。STO寻求系统方案和技术逆转这种不对称，使士兵更广泛地了解行动环境，在危急条件下（即通信、航空、机动性、后勤补给等受限时）进行不间断军事行动。
STO尤其感兴趣的是能够在极端环境中（如北极圈内）毫无损失地展开军事行动的新技术，能以最小损失进行及时打击，提高在该区域内对抗敌方简易武器的能力。
3、困难目标探测
对于许多ISR任务来说，任务重点已经由数据收集转为数据处理。可是，被探测的目标和信号已经渐渐适应了传统的探测方式，可以有效躲避探测，难以被发现。例如，对水下、普通建筑内部和深藏地下目标的探测，其他情况诸如对生化武器原料的远程探测，很难从自然环境中甄别出特征信号。STO探索困难目标探测的新方法，包括集成传感器、开发新的运算法则、系统概念和处理技术、进行有/无源二次信号测量等。STO对于低成本自适应商业探测器技术较为感兴趣，这种商业技术开发过程减少了开发时间和成本，提高了传感器系统的适应性和更新速度。
4、基础战略技术
STO致力于研究战略技术关注的交叉学科领域，以及具有重大潜力的创新概念和突破性技术。
（六）战术技术办公室
战术技术办公室（Tactical Technology Office，TTO）致力于寻求开发高风险、高回报的战术技术，开发快速机动打击能力，将其转化为先进武器、平台
和太空系统未来的战斗力。通过以下途径实现：
（1）打造具有强大功能的系统，使军事能力在日新月异的科技领域能够实现数量级的发展；
（2）在研究和技术开发方面投入资金，保持TTO研究领域的战术优势；
（3）开发能够解决各类武装冲突的技术与系统；
（4）了解并解决关键任务领域中的主要缺陷，包括在复杂政治—军事冲突中执行非常规作战，有效应对非对称威胁，提高太空作战能力，保持常规战场优势（部队防护、兵力投送、反介入、后勤保障），检测、预防和消除大规模杀伤性武器，实现无缝联合作战，生成并保持态势感知能力，收集全球监视信息；
（5）为有效、非致命和低成本军事系统的先进技术和理念进行概念研究、验证和转化。
1、先进平台
本领域的研究涉及精确投送兵力，以最小的代价打击时间敏感目标，对各类武装冲突果断作出反应等内容。重点关注先进的自主、远程操作，载人的陆、海、空、天平台系统，主要计划有：
（1）无人系统，提高在动态条件下的导航能力，扩大航程与续航力，增加自适应自主行动，使士兵从肮脏、枯燥和危险的任务中解脱出来，提供对重要目标的ISR和作战能力，减少高危任务中对人力的需求；
（2）X飞机，优化多任务和行动条件的设计，改进飞机、飞机子系统、推进技术、航空电子设备和飞行控制技术的系统与概念，实现全球快速响应，增加可使用武力的作战条件，提高复杂环境中的导航能力；
（3）载人平台，提高平台机动性、响应性、生存能力、可靠性和保障性，提高载人陆、海、空平台的效率和效能，提高单兵能力，支持各类作战行动，为士兵提供更多保护。
2、先进太空系统
TTO寻求创新的太空技术和概念，保证太空行动的快速响应、生存能力、监视、态势感知、支持性、持续性、保护、跟踪、通信、导航、预警、发射、在轨转移、控制和效率。
（1）太空行动的适应力，提高太空制造工艺效率，开发先进的纳米与微小卫星技术；部署支持地球同步轨道外维修操作的平台；开发太空能源收集、存储和空间推进技术概念；
（2）军事应用，支持现有的装备体系与作战概念，防止太空运行能力的中断或降低；提高自主应用，推动太空系统防护、最大适应性、减少后勤保障、快速展开与拆卸，控制多任务类型的最大灵活性；
（3）有保障地进入太空，开发新型发射系统和必要的技术，保证并支持未来能够可靠、有效进入太空；对太空系统的响应能力和适应性进行革新，采用“类似于飞机”的快速、持久的途径；提供一种有效、可靠、低成本进入太空的创新途径；
（4）稳定性，研究太空通信系统和全球定位系统的抗干扰技术，研究推进太空行动的安全性与响应性；提高信息收集、通信和太空数据共享能力。
3、先进武器系统
改进和提高目标探测、识别、定位、跟踪和打击效果评估的概念、途径和技术。
（1）灵活作战，通过战场上武器系统的响应性、有效性和后勤支援，应对多种威胁进行协同作战和机动响应；
（2）精确打击，提高武器系统的命中率；减少后勤覆盖、提高发射率及打击多地区的多目标的能力；
（3）动能/非动能效应，提高作战的精确度，提高弹药和电磁、等离子、大气、声、智能火箭/导弹和可变当量的系统集成性能，改进结构、技术、控制、探测、传感器攻击和自防护能力，具有可调整、自适应和致命/非致命的能力。
（七）生物技术办公室
生物技术办公室（Biological Technologies Office，BTO）负责在整合生物学、工程学以及计算机科学的基础上，开展涉及国家安全的基础性研究并进
行开发和应用，加快技术成果转化和突破。BTO致力于建立和资助传统和新兴的交叉性科学领域，研究范围广泛，从单个细胞到复杂的生物系统，再到这些生物体存在的宏观和微观环境，不局限于生命科学中的医学领域，还包括影响人们生活的一些复杂生物课题。
1、恢复和保持士兵的作战能力
士兵的健康体魄和良好状态是决定军队战斗力的重要因素。BTO的其中一项任务便是开展研究，帮助士兵恢复并维持最佳战斗力。这一领域的主要研究目标是当前出现的新威胁和治疗途径，不仅涉及医疗应用，还有复杂生物问题的探索，如能够影响个人能力的因素，以及生物和物理的相互作用。具体包括推动人脑认知的神经系统科学、大脑如何使人体与外界交流、如何指导和调整行为、在正确的时间做出决策等。
BTO不仅研究人体科学，还涉及生理学、生物化学、心理学和社会学，还有新兴科学领域，如生物工程学、生物信息学和微型仿生学等。
2、管理生物系统
生物系统中的进化和合成功能能够用于开发新型国防产品和系统，其性能会超越最先进的常规化学方法和制造技术。由于基因工程、基因数据库、新型分析能力、生物工程的共同发展，使得这一领域的探索越发切实可行。BTO旨在建立自然过程的基本认知，管理生物系统的内在规律，并将其概念应用于新型产品和系统。为了支持这项工作，BTO开始研究自动化、计算机科学和生物三门学科的交叉领域，探索生物大数据。
3、将生物系统的复杂性延伸到空间、时间和物质
一些有机体发展为单细胞，而另外大部分有机体，如人类，会被大量外来细胞控制，它们对新陈代谢、心理状态和健康有着微妙且神秘的影响。疾病媒介有时在全球范围内缓慢、悄悄地迁移，有时又以破坏性的浪潮快速席卷整个国家。由于它们很难从较大的生物和生态现象中分解出来，所以很难分析其对与农业和食品安全的影响。BTO希望从生物复杂性和生命系统的研究中开发一些能够促进全球稳定性和人类健康的应用。
四、DARPA的项目管理
DARPA秉承“思考—建议—讨论—决策—修改”的管理理念，其工作实际上是在远期基本原理探索和近期军事应用之间架设桥梁，推动基础技术研究向军事应用转化，促进美国国防科学技术的发展。DARPA经常与美国各军种、特种作战司令部开展项目合作，在协助它们解决现实作战需求问题的过程中不断发展。比如与特种作战司令部合作的无人飞行器项目，与海军陆战队合作的先进战术机动项目，与空军合作开发的对时间敏感目标实施快速精确打击的技术，以及与海军合作的分布式传感器、无人潜航器项目等。
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