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【茅山科幻】7054亿军费都投给了哪些技术？，用ML分析美国1万个国防项目

【茅山科幻】7054亿军费都投给了哪些技术？，用ML分析美国1万个国防项目
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大数据文摘出品
来源：warontherocks
编译：lin、曹培信
2月10日 ， 美国国防部发布了2021财年预算 ， 概述了下一财年国防部的支出重点 ， 总金额达到7054亿美元 。
【茅山科幻】7054亿军费都投给了哪些技术？，用ML分析美国1万个国防项目
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都说财年预算的目的是为下一场战争做准备 ， 早在2018年 ， 国防部就明确指出了为什么新兴技术对于美国军方的长期现代化以及与同等对手竞争的能力至关重要 。
当时的财政预算文件指出 ， “前沿计算、'大数据'分析、人工智能、自主系统、机器人技术、定向能武器 ， 高超音速和生物技术都是至关重要的” ， 以“确保我们能够打赢未来的战争 。 ”
那么在这些方向上 ， 哪些项目是最受重视的（预算最多） ， 哪些项目又会面临资金不足的困境呢？
著名军事评论平台“warontherocks”上刊登了一篇文章 ， 作者另辟蹊径 ， 通过机器学习模型来分析国防部财政预算中超过10000多个研发项目 ， 并给项目进行分类 ， 统计各个项目的预算情况 。 他们发现：
高超音速滑翔武器独占鳌头 ， 总预算金额达33.6亿美元；生物技术的研制增加到10亿；定向能武器研究略有减少；量子计算大幅增加 ， 但仍需加大投入 。用随机森林对10000个国防项目进行分类统计
作者使用了一个机器学习文本分类模型 ， 来尝试分析2020财年和2021财年预算之间新兴技术的资金变化 ， 同时阐释每个类别的基础项目规划 。
在国防部网站上我们可以看到所有的财政预算子文件：
【茅山科幻】7054亿军费都投给了哪些技术？，用ML分析美国1万个国防项目
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除了这些子文件 ， 还有个各军种的数千页的预算文件 ， 包括20多个单独的PDF 。 其中每个文件包含了各自的项目 ， 每个项目规划的描述都说明了每年取得的进展 ， 并说明了增加或减少预算的理由 。
为了了解每种新兴技术的资金变化情况 ， 研究人员从预算文件中抓取并清理了这些信息 ， 然后将每个研发项目规划进行归类 ， 包括人工智能、生物技术、定向能武器、高超音速武器和车辆、量子技术、自主和集群系统 ， 微电子/5G以及非新兴类技术项目 。
有许多种机器学习模型可用于对数据进行分类 ， 为了选择最能有效地对项目规划数据进行分类的模型 ， 研究人员编写了1200个程序 ， 以测试模型随机森林、k近邻和支持向量机以及模型数据集 。
每个模型都会查看规划说明中所有单词的词频 ， 以决定如何对每个规划进行分类 。 例如 ， 对于陆军的远程高超音速武器规划 ， 该模型可能在描述中看到了“高超音速”、“滑行”和“热”字 ， 并猜测这很可能是一个超音速项目规划 。
随机森林模型的性能略胜于支持向量机模型 ， 并且明显优于k最近邻模型 ， 它也是一种仅在项目规划描述中查找特定关键字的简单方法 ， 因此研究人员选择了随机森林作为最终模型 。
选择了要使用的机器学习模型后 ， 研究人员对现有的10000个项目规划进行分类 。 最终结果是2020年和2021年研发预算中提到的所有项目的一个大型数据集 ， 包括规划的完整描述、预测出的类别和年度的预算资金 。
通过按模型对项目规划进行排序和分类 ， 各个新兴技术之间的预算差异清晰易见 。
高超音速滑翔武器独占鳌头
国防部的官方预算新闻稿和新闻发布会声明了对高超音速武器的研究和开发投资 。 作为美国国防部的“前沿能力推动者”之一 ， 高超音速武器和防御和相关研究在2021财年预算中获得了32亿美元 ， 几乎是新闻稿中提到的其他三个优先规划项（微电子/5G、自主系统和人工智能）的总和 。
在2021年的预算文件中 ， 有96个项目规划（2020年预算中是60个项目规划）被模型分类为与超音速相关的 ， 总预算合计33.6亿美元 ， 比2020年的27.2亿美元大幅增加 。
从军种来看 ， 包括了陆军的远程高超音速武器、海军的常规突击武器和空军的快速反应武器 。
陆军的远程高超音速武器获得了62042万美元的资金加持 ， 用于实施一种“具有剩余作战能力的实验原型” 。
空军的空中快速反应武器增加了1.8066亿美元 ， 这是由于取消了2021财年空军的高超音速常规打击武器的资金——与2020财年相比节省了2.9亿美元 。 这是一个有趣的决定 ， 值得进一步分析 ， 因为两个相互竞争的规划的雄心和技术风险似乎有所不同：空中快速反应武器规划旨在“推动前沿可能性” ， 而常规打击武器则侧重于整合已经成熟的技术 。
海军的常规突击获得了2021年资金预算中的最大一笔10亿美元 ， 比2020年的预算申请增加了4.526亿美元 。 与陆军规划相似 ， 海军常规突击预算的增加来自采购两个规划共享的“通用高超音速滑翔机体”和海军设计的34.5英寸推进器 ， 以及在潜艇上进行的测试和集成 。
可以肯定的是 ， 2021年预算中的高超音速资金增加对于远程武器的现代化至关重要 ， 而与高超音速技术相反 ， 许多其他新兴技术的研发资金在2021年预算中或停止或下降 。 除高超音速技术外的所有新兴技术预算仅仅从2020年的78.9亿美元增加了1亿美元 ， 其中主要是由于人工智能相关规划的增长 。


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