【一文看懂】現實中的「神盾局」--解析美國國防先進研究計畫署（DARPA）

準總統賴清德將在520就職，3月底賴清德就曾以副總統身份與副總統當選人蕭美琴視察中科院，強調要提升國防科技與自主能量。隨後也傳出，新政府將仿效美國的「國防先進研究計畫署」（DARPA），設立台灣的「先進國防事務辦公室」，負責推動新一代武器建構，並推動民間廠商參與，這使得曾在2017年規劃的「台版DARPA」復活的話題，成為軍事圈甚至民間軍工產業討論焦點。



蕭美琴更於5/01透過預錄影片，在美國「國會山莊與矽谷論壇」（Hill & Valley Forum）中，表達台灣將學習美國的做法，在國防部創設「國防創新小組」（Defense Innovation Unit, DIU），以便能用更快速、更具成本效益的方式，將尖端科技應用於軍事領域，各種跡象顯示台灣版DARPA即將成形，蕭美琴這一席談話，更被視為是賴清德國防軍工自主政策的具體方向。「國防先進研究計畫署」（DARPA）這個單位究竟有何神通廣大的能力？



DARPA被許多漫威（Marvel）「復仇者聯盟」系列科幻迷們，稱為現實中的「神盾局」（S.H.I.E.L.D.），而真實世界的DARPA誕生於「冷戰」（Cold War）時期。當時美國主導的北約集團與前蘇聯為首的華沙公約集團激烈競爭，蘇聯於1957年10月4日成功發射世界上第一顆人造衛星「史普尼克1號」，震撼美國全國上下，原本認為能領先太空技術的美國總統艾森豪，對於蘇聯搶先發射人造衛星繞行地球軌道，非常不悅，艾森豪問：「美國的教育出了什麼問題？」，全面檢討美國各級學校的數學、物理等基礎科學教學。

事實上，艾森豪在檯面下有更重大的動作，艾森豪總統與美國政府高層們下定決心，未來美國要成為戰略科技的發動者（initiator），而不要成為在戰略科技上被突襲的受害者（victim）。於是當時艾森豪下令建構前瞻性的國防科技科研單位。美國國防部在4個月後、隔年1958年2月7日，由當時的國防部長
尼爾・麥可羅伊（Neil H. McElroy）發出命令，成立「先進研究計畫署」（Advanced Research Projects Agency, ARPA），隨後改名為「國防先進研究計畫署」（Defense Advanced Research Projects Agency, DARPA）。



DARPA初期主要任務聚焦在太空技術、彈道飛彈防禦以及固體推進劑，此後擴展到各種研究課題。DAPPA成立60多年來在前瞻性的國防科技研發成果斐然，從與蘇聯進行太空競賽開始，最近30年的研發成果中，外界比較熟悉的包括近期在烏克蘭戰場上痛宰俄羅斯戰車大軍的「標槍」（JAVELIN）反戰車飛彈、世界上首架匿蹤戰機F-117的前身「擁藍計畫」，還有徹底改變人類生活的網際網路（INTERNET）前身ARPENET（先進研究計畫署網路） 、無人機等劃時代軍事科技。



甚至連現在最紅的人工智慧（Artificial Intelligence, A.I.）技術，DARPA早在1980年代中期就投入研發，連自動駕駛無人車、mRNA疫苗的早期研發都是DARPA投入的領域。

這幾天軍事相關網路上瘋傳的AI操控的、名為「VISTA」的改裝後F-16戰鬥機，與另一架人類飛行員駕駛的F-16戰鬥機進行空戰，把2005年的科幻電影「機戰未來」（Stealth）人工智慧自主操控的戰鬥機與人類駕駛的戰機空中纏鬥（Dog Fight），真實呈現，搬到現實世界的眼前。其實這項計畫就是2020年由 DARPA推動的「空中戰鬥演進」（Air Combat Evolution, ACE）技術實驗，目標是研究AI運用於最新的空戰技術。



由於DAPRA不只與學術界及軍工產業界合作研發出領先全世界的尖端科技，並能夠結合各項資源落實成為美軍致勝的關鍵，因此，前美國國防部長裴利（William James Perry）曾以「皇冠上的珍寶」來形容，強調DARPA在美國軍事行動「以資訊為中心的戰略」中的重要性（The agency has been the crown jewel in the U.S. military's move to an information-centric strategy.）

裴利是誰？1996年台海危機時，美國總統柯林頓下令派出2個航空母艦戰鬥群到台海保衛台灣安全，裴利就是時任美國國防部長。儘管裴利沒有直接擔任DARPA署長，但具有數學博士學位的裴利，在1970年代曾擔任負責監督 DARPA 的美國國防部國防研究與工程次長（Under Secretary of Defense for Research and Engineering, USD (R&E)），對於DARPA的能耐非常清楚，尤其與學術界以及軍工產業界的合作關係，是能夠達成「先進科技」研究發展不斷領先的關鍵。裴利的傳奇可以說是神盾局長福瑞（Nick Fury）的更成功版本。

今年高齡96歲的裴利，也曾於2017年訪問台灣，與蔡英文總統暢談其倡議的預防性防禦。友台的裴利不僅與台灣很有緣，也與DARPA淵源極深，裴利在史丹佛大學主修數學，拿到學士、碩士學位之後，在賓夕法尼亞州立大學（The Pennsylvania State University）取得數學博士學位，自己在矽谷創業研發數位技術，最著名的在古巴飛彈危機時，裴利率領技術團隊投入緊急任務，協助美國軍方分析當時最先進的U-2偵察機所拍攝的照片，以找出前蘇聯在古巴部署的核彈頭飛彈，裴利團隊合作的對象也是DARPA為主的國防科研團隊。



根據現任DARPA署長（Director of DARPA）史蒂芬妮・湯普金斯（Dr. Stefanie Tompkins）博士提交給國會的2023財政年度預算報告指出，現行DARPA的使命是保持美國軍方的技術優勢，並通過贊助革命性的、高回報的研究來防止「技術上的奇襲」（technological surprise）損害美國的國家安全，這些研究彌合了「基礎發現」（basic discovery）和最終/軍事應用（ultimately, military application）之間的差距。

所謂的「技術上的奇襲」（technological surprise）也就是像當年前蘇聯發射「史普尼克1號」超車美國等同樣的情況，到現在不論是俄羅斯、中國搶先研發成功，並被俄羅斯使用在侵略烏克蘭戰場上的極音速（Hypersonic Weapon）之類的先進技術，凡是試圖領先美國的軍事或是非軍事技術，發展成功到最終應用時，會影響到國家安全的技術，都是DARPA必須要突破領先的領域。



史蒂芬妮署長也表示，為了完成這一使命，DARPA依靠不同的專業人員應用多重學科方法，通過基礎研究先進知識，並通過應用研究創造解決當前實際問題的創新技術。DARPA的科學研究涵蓋了從實驗室到生物學、醫學、計算機科學、化學、物理學、工程學、數學、材料科學、社會科學、神經科學等領域的全面技術展現。作為國防部的主要創新引擎（primary innovation engine），DARPA承接的專案持續時間有限，但能帶來持久的革命性變革。

史蒂芬妮署長這段話，再度確立DARPA在美國國防部中的重要性，也就是說，DARPA是發動創新的主要力量來源。不過，要注意的是，DARPA並不是包辦到武器生產線，也不擁有所有的實驗室、研發單位，而是要妥善運用包括重點大學、科學研究學術單位以及軍工產業界的能量。因此，用軍事術語來比喻，DARPA是一支菁英特種部隊，而不是大兵團，這從其編制員額與預算就可以看出來。

事實上，在龐大的美國國防預算中，美國總統能給DARPA的只是大餅中的一小塊，以2024財政年度（FY2024），美國國會通過的國防預算（國防授權法案NDAA 2024）是8860億餘美元，但是DARPA「只有」41.22億美元，約佔整體國防預算的0.46%，還不到0.5%。可是這不到0.5%的國防預算，卻能發揮大衛擊敗巨人哥利亞的效果，仰賴的是DARPA內約220名政府僱用的人員，其中有近100位創新、充滿動能的專案經理（Program Managers），分別在6個技術辦公室（technical offices）內，分管250個研究發展計畫（research and development project）。



目前DARPA的技術辦公室共有生物科技辦公室（Biological Technologies Office, BTO）、防衛科學辦公室（Defense Sciences Office, DSO）、資訊創新辦公室（Information Innovation Office, I2O）、微系統技術辦公室（Microsystems Technology Office, MTO）、戰略科技辦公室（Strategic Technology Office, STO）與戰術科技辦公室（Tactical Technology Office, TTO）等，分別研究不同領域。

DARPA的生物科技辦公室（BTO），負責的研究發展項目包括維持武裝部隊的戰備狀態、戰術作戰人員的照顧與功能復原、作戰韌性與後勤安全以及生物感測器與創新的方法與材料。

防衛科學辦公室（DSO）其主要研究發展項目為：創新的材料與結構、感應與測量、計算與處理、促進作戰能力、集體智慧（collective intelligence）以及新出現的威脅（emerging threats）。

在「資訊創新辦公室」（I2O），當前主要任務在於研發高效能人工智慧 Proficiency AI、維持美國軍方在網路空間作戰的領先、在資訊領域的信心，還有發展韌性、適應力與安全系統。



微系統技術辦公室（Microsystems Technology Office, MTO）近期則負責發展顛覆性微系（Disruptive Microsystems）、邊緣處理（Edge Processing）與微系統製造。



在戰略方面，DARPA的「戰略科技辦公室」（STO），主要負責研發先進感測器與處理、戰場效率，以及指揮、管制與通訊（C3)、自主系統，還有賦能下的人類決策（Empowered Human Decision Making）。

至於戰術方面，DARPA的「戰術科技辦公室」（TTO）專注在研究發展戰術系統、促成新型態作戰架構的平台、系統與科技，更重要的是要重新構想海上、陸上、空中與太空領域的任務（Reimagination of missions across maritime, land, air and space domains)

儘管不同科技辦公室分工研究不同領域，但是畢竟DARPA編制並不像美國太空總署那麼龐大，有限的預算資源也必須善用，因此，署內的整合資源與相互支援是相當重要的工作DARPA的任務是將研究和報告作為一個綜合計劃進行。DARPA的技術辦公室各自專注於不同的職能來支援這一使命。DARPA的每個技術辦公室能相互支援機構任務中的作用。

曾在2008年前後出任DARPA署長的泰瑟博士泰瑟博士（Anthony J. Tether）曾表示，要在 DARPA 掌舵的關鍵，在於僱用有創造力，「能夠想出點子，偶爾能夠不受硬梆梆的資料束縛」的計畫主持人（專案經理），來主導研究計畫。

由於DARPA的目的是提供國防部革命性戰略優勢的高風險性研究計畫，DARPA 的計畫既不像其他軍事部門那樣，必須要跟某個特定的需求綁在一起，也不像獨立機構--美國國家科學基金會（National Science Foundation, NSF）是發放補助金的機構，因此DARPA的研發計劃不需要通過同儕審查過程，就能將資金挹注於高風險的點子。

當然，DARPA非常重視美國學術界的研究能力，在1990年代DARPA著力探索電腦以及材料科學等領域，藉由長期挹注資金給各大學的研究計畫，

不僅如此，為了在國家安全政策上能取得制高點，DARPA過去也贊助由大學科學家為主、長期提出國家安全建議的科學家組織「傑森」（The JASONS），與學術界建立起關係。「傑森」過去在二次大戰後、越戰爆發時，都幫助DARPA解決許多極機密的技術難題，例如要如何對付越共的錯綜複雜的地道系統等。

不過，可能由於DARPA涉入太深，2000年左右，爆發了倒底誰有權選擇「傑森」組織成員的糾爭之後DARPA於2002年終止贊助「傑森」，改由國防部的國防工程研究主任來決定如何給予「傑森」組織贊助經費。

如同前面提到的，DARPA的歷任署長跟各大學與產業界的合作關係。DARPA署長全都是工程師或物理學家，許多人與學術界關係密切。對於是否要挹注某一特定計畫，署長一般來說都有單獨決定權，因此他們對於 DARPA 的走向，擁有極大的影響力。

對於美國強大的軍工複合體，DARPA也有其獨特的方法來處理合作關係，因為並不只是要有堪用的武器而已，不能僅止於給兩到三家軍工巨擘去競爭合約，真正要獲得的是戰略上的領先技術，因此，包括舉辦高額獎金的技術競賽也是一招。

像是以研發機器人與機器狗著名的新創公司「波士頓動力」（Boston Dynamics）公司就參與DARPA舉辦的獎金高達2百萬美元的「DARPA機器人競賽」（DARPA Robotics Challenge），推出名為「阿特拉斯」（Atlas）救災機器人參賽。



「DARPA機器人競賽」的目的在於加速先進機器人硬體、軟體、感測器和控制介面的開發，以便機器人可以幫助人類應對未來的自然和人為災難。7個Atlas機器人平臺從早期的基於類比的DRC回合中向合格團隊展示，2013年的競賽回合專注於軟體開發。在首次亮相時，ATLAS是有史以來最先進的人形機器人之一。

雖然最終這項大獎由大韓民國的團隊Team Kaist of Daejeon獲勝，波士頓動力的並未擠入前三名，但DARPA這項機器人競賽獲得寶貴的創新技術經驗與激發研發團隊的競爭力，並且融合了軍工產業界、學術研究單位與政府部門合作，這也是DARPA誕生後一直在推動的精神，才能讓美國持續在國家安全領域，獲得絕對的領先。