本文來自微信公眾號： 深究科學 ，作者：深究科學

提到美國國防高級研究計劃局（DARPA），很多人首先想到的是互聯(lián)網(wǎng)、GPS、隱身技術，以及人工智能。

事實上，這家成立于冷戰(zhàn)時期的機構，還孕育著美國最激進的生物科技研發(fā)計劃。而承擔這些任務的，正是DARPA旗下最年輕、也是近年來發(fā)展最快的部門——生物技術辦公室（BTO）。

從腦機接口、AI設計蛋白，到合成生物學、生物制造，再到戰(zhàn)場醫(yī)療和農(nóng)業(yè)安全，BTO幾乎覆蓋了現(xiàn)代生物技術的所有前沿方向，也成為美國國防科技戰(zhàn)略的重要組成部分。

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DARPA：美國“高風險、高回報”科研的代表

DARPA成立于1958年，源于蘇聯(lián)發(fā)射第一顆人造衛(wèi)星“斯普特尼克1號”后，美國希望建立一個能夠提前布局顛覆性技術的機構，避免再次遭遇“技術突襲”。

利用光信號在活細胞內(nèi)直接操控DNA與RNA的合成過程概念圖，圖源DARPA官網(wǎng)

與美國國家科學基金會（NSF）或美國國立衛(wèi)生研究院（NIH）不同，DARPA并不建設實驗室，也很少長期資助基礎研究，而是充當“科技總設計師”。其項目聚焦國家安全需求，資助高風險、高回報研究，項目周期通常為3—5年。最大特點是項目經(jīng)理擁有極大自主權，可快速組建跨機構團隊，一旦達到目標，項目即結束，成果轉交軍方、企業(yè)或其他政府機構繼續(xù)發(fā)展。

過去60多年，DARPA推動了一系列改變世界的技術，ARPANET（互聯(lián)網(wǎng)前身）、GPS等只是其中最具代表性的技術之一。此外，還包括自動駕駛、語音識別以及現(xiàn)代人工智能的一系列基礎技術。

DARPA的6大技術辦公室，圖源DARPA官網(wǎng)

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BTO的核心目標與代表性資助項目

如今，DARPA擁有多個技術辦公室，而BTO則負責生命科學方向。長期以來，DARPA的生命科學研究分散在不同部門。隨著基因組學、合成生物學、神經(jīng)科學和人工智能快速發(fā)展，五角大樓意識到，生物學正在成為繼信息技術之后的新一輪戰(zhàn)略技術平臺。

因此，DARPA于2014年正式成立BTO，將分散的生命科學項目統(tǒng)一管理，希望利用生物學、工程學等跨學科融合，開發(fā)具有革命性的技術，解決未來戰(zhàn)爭和國家安全中的重大問題。

成立后的BTO迅速成為DARPA增長最快的技術辦公室之一，其研究范圍早已超越傳統(tǒng)醫(yī)學，而是覆蓋整個生物經(jīng)濟體系。目前，BTO主要圍繞三大研究方向開展工作：

一是構建“生物數(shù)據(jù)工廠”。這是近年來BTO最重要的發(fā)展方向，目標是像訓練大語言模型一樣，讓AI學習生命系統(tǒng)規(guī)律，構建生物基礎模型，實現(xiàn)自動化實驗室與生成大規(guī)模生物數(shù)據(jù)、序列設計與功能預測，甚至構建虛擬細胞。這一方向與當前AI制藥、AI蛋白設計的發(fā)展高度契合，也代表著美國希望建立下一代數(shù)字生物學基礎設施。

二是提升戰(zhàn)場醫(yī)療能力。這是BTO最具國防特色的任務，研究內(nèi)容包括戰(zhàn)場快速診斷、生化威脅檢測、創(chuàng)傷救治、士兵身體與認知能力增強、康復和功能恢復等。例如，目前正在推進的ABC項目，希望研發(fā)適用于戰(zhàn)場環(huán)境的新型麻醉技術；AWARE項目則探索通過藥物和設備，在睡眠不足情況下安全提升士兵警覺性，而不產(chǎn)生明顯副作用或依賴性。

三是建設未來生物制造體系。BTO認為，未來戰(zhàn)爭不僅比拼武器，更比拼供應鏈。因此，其重點發(fā)展分布式生物制造、生物材料、微生物制造平臺等。目標是在偏遠地區(qū)甚至戰(zhàn)場前線，實現(xiàn)藥物、蛋白質、材料等關鍵物資的按需制造，提高后勤保障能力。

BTO正在資助的代表性項目，圖源：DARPA官網(wǎng)

作為DARPA的組成部分，BTO同樣并不從事實驗研究。它更像一家專注于生物領域前沿科技投資的“項目管理機構”。這種“小機構、大網(wǎng)絡”的模式，使DARPA能夠快速整合全美創(chuàng)新資源，并不斷更新研究方向。

成立十余年來，BTO已支持數(shù)十項具有代表性的前沿計劃。包括腦機接口，推動高帶寬神經(jīng)接口研究，為假肢控制、人機協(xié)同和神經(jīng)疾病治療奠定基礎；研發(fā)高度靈活的智能仿生義肢，使截肢患者能夠完成精細動作（Revolutionizing Prosthetics）；利用人工智能自動閱讀海量癌癥文獻，構建疾病機制模型，為科研人員提出新的研究假設（Big Mechanism）；開發(fā)分布式、按需生產(chǎn)蛋白質和生物藥物的新型制造體系，以縮短疫苗、抗體等關鍵生物制品的供應時間（RPM））。

此外，近年來BTO還推出了農(nóng)業(yè)防御（Ag×BTO）、微生物保存（AMPHORA）、材料防護（Arcadia）等新計劃，將研究范圍擴展至農(nóng)業(yè)、生物制造、生態(tài)安全等領域。

雖然DARPA的使命服務于國家安全，但其許多成果最終都會進入民用領域。尤其是在人工智能與生命科學深度融合的背景下，BTO越來越像美國打造未來“生物經(jīng)濟”的戰(zhàn)略引擎：一方面滿足國防需求，另一方面通過高風險投入培育下一代通用生物技術平臺。

成立僅十余年的BTO已經(jīng)成為DARPA最具活力的技術辦公室之一。它正試圖把生物學轉化為一種可編程、可設計、可制造的工程體系。它的布局折射出一個清晰趨勢：未來國家競爭，不僅是芯片和人工智能的競爭，也是生物技術與人工智能深度融合能力的競爭。對于全球科研界而言，BTO既是美國前沿科技創(chuàng)新的重要窗口，也是觀察未來生命科學發(fā)展方向的重要風向標。