美國國防高級研究計劃局(DARPA)網(wǎng)站2015年11月20日刊文稱，DARPA已經(jīng)啟動“復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)組合和設(shè)計環(huán)境”項目(ComplexAdaptiveSystemCompositionandDesignEnvironment，CASCADE)，該項目的目的是研究創(chuàng)新的數(shù)學(xué)架構(gòu)方案，以更好的理解和表達(dá)跨越多時空和空間的動態(tài)系統(tǒng)間的關(guān)系。
該項目背景：復(fù)雜互聯(lián)系統(tǒng)在軍民用日常生活中變得越來越廣泛，例如在軍用領(lǐng)域由DARPA的SoSITE項目主導(dǎo)開發(fā)的空中支配大系統(tǒng)概念，正在設(shè)想使得有人和無人機通過網(wǎng)絡(luò)鏈接實現(xiàn)數(shù)據(jù)和資源的無縫實時共享。而民用領(lǐng)域的“智慧城市”項目，設(shè)想實現(xiàn)關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施系統(tǒng)包括水、電、交通、通訊和網(wǎng)絡(luò)等在內(nèi)的類似的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)集成。然而，對于這些復(fù)雜系統(tǒng)的集成不是簡簡單單的疊加，且其難點是不能通過當(dāng)今的某些工具實現(xiàn)對跨時空和空間的不斷變化的復(fù)雜任務(wù)系統(tǒng)之間結(jié)構(gòu)和行為的預(yù)測和評估。DARPA的CASCADE項目就是為了克服這一挑戰(zhàn)。
CASCADE項目目標(biāo)是探索和創(chuàng)新可以深入理解系統(tǒng)組件交互行為的數(shù)學(xué)方法，提供獨特的系統(tǒng)行為視角。該項目還計劃開發(fā)一種用于編排和設(shè)計復(fù)雜自適應(yīng)系統(tǒng)的正式語言。DARPA項目經(jīng)理JohnPaschkewitz稱，CASCADE項目旨在從根本上改變系統(tǒng)設(shè)計以實現(xiàn)對動態(tài)、突發(fā)環(huán)境的實時彈性響應(yīng)。該項目也可以通過開發(fā)廣泛的響應(yīng)模型而用于國防部履行如地震、颶風(fēng)等災(zāi)難的人道主義救援角色系統(tǒng)。
CASCADE項目所需專業(yè)知識包括以下幾個方面：
- 應(yīng)用數(shù)學(xué)，尤其是范疇論、代數(shù)幾何和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、層論(sheaftheory);
- 運籌學(xué)，控制理論和規(guī)劃，尤其是隨機和非線性控制;
- 建模和應(yīng)用程序，主要集中于對戰(zhàn)地醫(yī)療后勤和平臺、自適應(yīng)物流、可靠性和維護方面;
- 搜救平臺與建模;
- 自適應(yīng)和彈性城市基礎(chǔ)設(shè)施。
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