作为开展颠覆性创新的典范，DARPA被越来越多的国家、政府部门和大型企业所追随，其争相参照DARPA模式开展颠覆性创新。然而迄今鲜有能与DARPA相匹配的成就，对于如何才能再建一个辉煌的DARPA还没有共识。
DARPA在官方网站上表示，其使命是负责“改变游戏规则”的高风险、高回报技术研发，“避免技术突袭并谋求对对手的技术突袭”，保持美国在最新军事技术方面的领先地位。
工业4.0研究院是国内明确标杆DARPA的独立研究机构，结合到相关实践，笔者谈谈颠覆性创新方法，并结合到DARPA在2009年提出数字孪生体的成因，回顾过去10年的做法，并预测DARPA在未来10年将如何进一步推进数字孪生体。
一、认识颠覆性技术
从本质上来讲，颠覆性技术是采用科学原理进行的创新实践，或者由技术集成创新而产生的具有突破性的融合技术，它对相关技术具有替代性，而且具有广泛的应用价值，并将对产业发展产生革命性影响。按照工业4.0研究院院长胡权的看法，颠覆性技术是驱动工业革命的动力。
引发产业变革的颠覆性技术是以技术取得重大突破为基础和前提，以该项技术为核心的产品对传统运行模式有巨大改变，这意味着巨大的市场，这反过来对产业组织模式、生产制造模式和商业运行模式产生重大影响。
颠覆性技术被称为“改变游戏规则”“重塑未来格局”的革命性力量，对人类社会有广泛且深刻的影响：推动人类文明的演进发展、影响世界强国的更替兴衰、决定一个组织的生死存亡、改变人们的生产生活。
图1 DARPA于2021年征求颠覆性技术的通知
人们迫切希望获得颠覆性技术，然而并无公认的方法主动发现颠覆性技术，对于DARPA的颠覆性技术方法，不少人认为这是一种“艺术”，并没有发现颠覆性技术的制度和流程，至少在现有科层制体系下，基本上找不到孵化DARPA的可能。
中国工程院牵头做了发现颠覆性技术的努力，并形成了《引发产业变革的颠覆性技术内涵与遴选研究》，它采用三个步骤去遴选颠覆性技术，分别为：第一，综合国内外各类颠覆性技术研究报告与技术热点，形成“技术选项清单”（313项技术）；第二，依托院士智慧与专家力量，在“技术选项清单”的基础上，开展问卷调查；第三，根据问卷调查的结果，进行多渠道技术补充，形成“技术备评清单”（165项）。
经过分析，中国工程院确定了26项引发产业变革的颠覆性技术，具体如下：
无人驶交通系统技术、新能源汽车动力技术、区块链技术/数字货币、智能计算与智能化软件、大数据开发与利用、人工智能及脑认知的形式化、生物3D打印先进制造技术和设备、超导材料、面向高效能量转化与存储的纳米材料技术、碳纳米管及石墨烯等碳基材料制备技术、新一代核反应堆技术、能源互联网、天然气水合物大规模安全经济开采关键技术、规模化新型电能存储技术、井下油水分离同井注采技术、数值天气预报、建筑工程的3D打印（建造）技术、现代高效节水灌溉技术、超级高速铁路、纺织全流程智能制造、新型农药、农作物先进育种技术、基因编辑技术、健康医学、生物医药、慢病防控工程与治疗关键技术。
这些技术非常专业，笔者难以对此进行评价，但估计读者也难以对它们进行判定。既然是颠覆性技术，那么恐怕不是常人可以想到的，更不太可能是由拥有几十年“经验”的院士选出来的，这也是DARPA聪明之处，它的正式雇员中没有任何院士。
二、DARPA的组织方式
跟国内研究机构动辄几百上千的庞大组织方式不同，成立于1958年独立于三军的国防部机构，拥有200名雇员，它设立七个技术项目办公室，大致有100名项目经理，每年可以获得30亿美元预算，管理200多个研究项目。
从预算经费比例来看，DARPA的投入仅占国家研发资金不到1%，即便在国防部范围比较，它也只占研发、试验及评估预算的4%。但正是这么少的预算，它提出了全世界为之疯狂的互联网、GPS和数字孪生体等颠覆性技术。
为了避免传统官僚体系的影响，DARPA采用了“专业领域部门–技术项目经理人”的两级决策为核心的组织结构，有常任专职、常任兼职、聘任专职和聘任兼职等4种方式，要求项目经理跟项目捆绑，一旦项目经理离开，项目也就终止了。
图2 DARPA组织架构图（转自中国工程科学）
不管外部环境如何变化，DARPA一直坚持“开发未来武器系统”“保持美国的技术领先地位，防止潜在对手意想不到的超越”的使命定位，对于任何异想天开的技术概念，DARPA也会耐心的听取，如果觉得有必要，就会投入资金进行验证和工程实践。
值得注意的是，DARPA非常强调自己的颠覆性创新定位，避免自己成为另一个NSF或者AFRL。
在20世纪60-70年代初期，不时有专家建议集中管理国防部基础研究，划归DARPA统一管理，但DARPA明确拒绝了这一提高“管辖范围”的建议，因为把自己变成国防部的NSF，显然不是DARPA的定位和价值。
各位读者从数字孪生体概念的发展可以看到，DARPA提出数字孪生体概念之后，通过两三年的验证之后，就移交给AFRL去进一步研发和最终使用了。这种成熟一个项目放手一个的工作模式，避免了DARPA做自己不擅长的工作，继续保持颠覆性创新的活力。
更重要的是，通过自己稳定的定位，坚守组织的独特定位，不唯利是图，盲目扩张，有助于DARPA获得兄弟单位的支持和合作。
三、下一个10年的数字孪生体
工业4.0研究员副院长王明芬写了《DARPA提出数字孪生体并隐身其后之根源》一文，很好分析了DARPA在2009年提出数字孪生体概念之后，就退居二线，思考美国军事革命应该解决的根本问题。经过10年时间的思考，DARPA似乎找到了下一个问题。
数字孪生体作为物理世界和数字空间交互的技术体系，能够发挥颠覆性技术的潜力和价值。
DARPA对此显然有深刻理解，但它在提出数字孪生体概念之后，对于这个概念替代系统工程的价值，似乎有点缺乏自信，因此甘愿作为辅助力量，帮助AFRL、DASD（SE）和NASA等部门探索数字孪生体在国防应用中的价值。
图3 DARPA马赛克作战中的无人设备构想
至2018年美国国防部宣布《数字工程战略》，确定了数字孪生体在数字工程体系中的地位，DARPA开始思考下一个10年的数字孪生体议题了。
第一，数字孪生体对于DARPA提出的马赛克作战有价值。
分布式作战模式太需要直观好用的决策工具，如果可以把各种装备数字孪生化，那么军事参谋人员就可以快速获得各种信息，相关指令还可以及时更新到各种装备系统中去。
根据翼络数字国防工作小组的研究，利用数据链Link16，目前美国军方已经可以实现指控数据的分布式处置，如果辅以无人系统（例如无人机、无人船等），那么在敌方截断了空天通信的情况下，可以迅速建立区域或某个特定范围的战时通信，利用相关中继方式，能够继续指挥作战。
这在DARPA委托给兰德的研究报告中，已经做了说明和验证。
图4学习内省控制项目的展示图
第二，为了解决大国竞争的挑战，针对海洋作战需要，启动了多个数字孪生装备项目，包括水下无人装备（DELTA，Defining and Leveraging digital Twins in Autonomous undersea operations）和学习内省控制（LINC，Learning Introspective Control）。
国内对水下无人装备的分析已经较为充分，对于学习内省控制项目，了解的并不多，这实际上是DARPA把数字孪生体引入到机械系统中去了。它要求完成两项任务：任务一是使用板上传感器和促动器实现学习型控制；任务二是实现环境感知（Situational Awareness）和指引。
DARPA看起来对于数字孪生体工程已经有心得，在下一个10年，它如何推进数字孪生体的颠覆性创新，是一个更值得学者专家探讨的实际案例。
总而言之，从DARPA过去以及现在的颠覆性创新方法来看，本质上没有特别难以理解的地方，如果非要说有什么难以理解和接受，那就是模仿它的机构难以接受不确定性，这才是迄今未出现第二个DARPA的原因。
