情报科技风向标：IARPA近十年研究趋势浅析

作者丨 宫学源

自2006年成立以来，美国情报高级研究计划局（IARPA）整合多个情报机构力量，超前布局人工智能、生物技术和量子信息科学等前沿科技，广泛吸引全球范围内的高端智力为其所用，持续引领世界情报科技的研究方向。作为未来科技情报的风向标，IARPA部署的研究项目极具参考价值。本文选取IARPA近十年（2009-2019年）公布的研究项目，浅析其近年来情报科技研究的趋势。

短小精悍的IARPA：“小核心、大网络”

为适应情报科技领域愈发激烈的竞争态势，满足美国情报界对于先进技术的需求，美国政府打破了长期以来情报界各机构在情报科技研发工作上各自为战的分散局面，通过借鉴美国防高级研究计划局（DARPA）的成功模式，于 2006 年设立了服务于整个美国情报界的情报高级研究计划局（IARPA）。IARPA隶属于美国国家情报主任办公室（ODNI），主要整合了前国家安全局颠覆性技术办公室、中央情报局情报科技研发中心和国家地理空间情报局国家科技联盟3个机构的科研力量，其服务对象包括中央情报局、国家安全局和国土安全部等众多部门。

图1 IARPA服务的政府部门

IARPA依靠“小核心、大网络”的组织方式，充分汇聚和利用所有研究资源与能力， 定向开展“高风险、高收益”类型的中长期情报科技项目研究，已成为美国情报界最高级别的中长期项目科技研发指导、管理和实施机构。 在项目实施上，IARPA采用项目经理全权负责制，所有工作均依靠项目经理展开，其平均任期为3-5年。目前，IARPA共有24名项目经理管理36个在研项目。在管理方式上，IARPA高度扁平化，共下辖4个子办公室，分别是: 意外预判办公室（OAS）、深入分析办公室（IA）、安保操作办公室（SSO）和智能收集办公室（OSC），每个办公室配有负责人和项目经理。

引领未来的IARPA：高度聚焦前沿科技

自2009年以来，IARPA共发布研究项目62项（见附表1），分别隶属于数据分析、预测性情报、数据采集和计算技术四大领域。

数据分析（Analysis）领域16项，主要关注自然语言处理、计算机视觉、图像识别、生物识别、语音识别和人类行为学等方向；

预测性情报（Anticipatory Intelligence）领域12项，主要关注网络安全预测、人工智能安全、政治与社会危机、流行病和生物安全等方向；

数据采集（Collection）领域18项，主要关注传感器技术、地理定位技术、通信系统、生物监测等方向；

计算技术（Computing）领域16项，主要关注超导电子学、量子计算、计算神经科学、机器学习和网络安全等方向。

从历年分布情况上看，IARPA在四大领域的研究项目无明显分布特征，这表明IARPA对四大领域的关注程度基本一致，无特别倾向。但从具体项目上看，近年来IARPA情报科技研发的重点愈加突出，项目资源加速向人工智能、生物技术和高性能计算等前沿科技领域倾斜。

图2 IARPA研究项目历年分布情况

（一）All-in-AI：人工智能技术全面渗透

在IARPA所有已公开的项目中，直接涉及人工智能技术的研究项目多达30个，占比接近50%。根据人工智能技术的实际用途，这些研究项目可以分为四类： 一是 旨在利用机器学习技术快速处理海量数据、减轻情报人员负担的项目，如“深层多媒体视频分析” （DIVA）、“阿拉丁视频”（AladdinVideo）和“巴别塔语音识别” （Babel）等项目； 二是 旨在利用机器学习技术提升情报收集、信息识别的速度及准确度的项目，如“生物识别开发科技” （BEST）、“生物识别安全系统”（Odin）等项目； 三是 旨在利用机器学习技术对重大全球事件进行精准预测的项目，如“网络攻击自动化非常规传感器环境” （CAUSE）、“地缘政治预测系统” （HFC）等项目； 四是 旨在通过对脑科学或神经科学的研究来改善人工智能系统的鲁棒性，如“神经系统中的知识表示” （ICArUS）、“大脑皮层网络机器智能”（MICrONS）等项目。目前，人工智能技术几乎全面渗透进IARPA四大领域的研究项目中，已成为IARPA情报研究的支撑性、引领性技术。

图3 MICrONS项目概要

（二）Bio-Tech：高度重视生物技术研究

2017年9月，IARPA副总监斯泰西˙狄克逊（Stacey Dixon）明确表示，人工智能和生物技术将是IARPA未来几年关注的两个关键领域。狄克逊认为，合成生物学、基因组学等前沿技术将会对世界和人类造成重大影响，美国需要“更多投资”来了解相关技术，避免落后于敌对国家。截至目前，IARPA与生物技术相关的项目数量为7个，占比超过10%，这些项目分别隶属于数据采集和计算技术领域。近年来，IARPA密集推出多项与生物技术相关的研究项目， 一方面 旨在开发新型生物传感器，扩展数据采集的来源，如2017年发布（2019年启动）的“查找基因工程指标”（FELIX）项目，目的是开发一套能够快速检测生物样品是否经过生物工程改造的廉价探测器； 另一方面 旨在构建基于生物技术的新型计算系统，提升数据分析的效率及可靠性等，如2018年发布的“分子信息存储”（MIST）项目，目的是在DNA等序列控制的聚合物上储存大量数据。

图4 MIST项目概要

（三）Adv-Comput： 持续布局高性能计算技术

高性能计算技术是美国情报科技引领全球的重要保障，一直以来都受到IARPA的高度关注。截至目前，IARPA与高性能计算技术相关的项目数量为17个，占比超过25%。这些项目主要聚焦于先进计算技术、量子信息科学和信息安全保障3个方向。其中，涉及量子信息科学的研究项目均是在2015年及之前发布的，在研项目为“逻辑量子位”（LOGIQ）和“量子增强优化”（QEO），主要目的是利用量子效应来解决数据量迅猛增长的问题。

近年来，IARPA涉及先进计算技术的研究项目较多，研究内容包括超导电子学、光子学等，在研项目包括“超级电缆”（SuperCables）、“超级工具”（SuperTools）等，主要目的是降低系统计算能耗、提升计算效率。此外，IARPA长期关注信息安全保障方向，2016年以来相继发布了“良好的用户环境” （VirtUE）和“同台加密计算技术”（HECTOR）项目，主要目的是减少系统漏洞、保障系统安全性。

广纳人才的IARPA：不断加深国际合作

除少数机密项目外，IARPA绝大部分研究项目是非机密的。在这些研究项目上，IARPA与高校、研究机构和企业保持了广泛的联系，甚至将合作扩展到了其他科技强国。据Webof Knowledge数据显示，2009-2019年IARPA资助发表的SCI检索科技论文，约半数来自美国本土以外。其中，加拿大、澳大利亚、德国、英国和中国位于第一梯队，发表的SCI论文超过90篇；日本、瑞士、奥地利和法国处于第二梯队，发表的SCI论文超过40篇。

图5 IARPA资助发表SCI论文的来源国

由于SCI论文偏向于理论研究，上述结果仅代表IARPA在基础科研领域的合作情况。从具体机构上看，与IARPA合作最多的研究机构是马里兰大学、麻省理工学院、密歇根大学和美国标准技术研究院等。这些机构均是美国军民融合的桥头堡，除IARPA外还与DARPA及其他军事研究机构保持密切合作。在美国本土以外，澳大利亚悉尼大学、中国清华大学和加拿大滑铁卢大学也是IARPA的重要合作机构，出于国家安全考虑，双方合作限于基础科学研究。IARPA能够吸引全球范围内的最高智力参与研究项目，是其能够引领世界情报科技的关键原因之一。

图6 IARPA资助发表SCI论文的来源机构

IARPA带来的启示

IARPA短小精悍的组织形式、广泛延伸的合作网络和超前的研究项目，为建设新时代情报科技能力带来重要启示：

一是从战略上高度重视情报科技研发。通过整合美国主要情报机构的能力，IARPA能够统筹布局情报科技项目，最大程度上避免了资源浪费，同时又可以加速情报科技探索。 二是 超前布局，引领颠覆性技术发展。IARPA通过广泛征集外界建议，明确情报需求，以此来确定未来发展方向。其发布的研究项目，均具有高度的前瞻性和战略价值。 三是 广纳全球情报科技人才为其所用。在基础科研领域不设限，IARPA广泛吸引世界科技强国的顶级智力，加速突破情报科技发展的瓶颈问题。

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