近年来,包括日本在内的各国对新兴技术的投资都在增加。对新兴技术的投资是通过投资于研究和开发(R&D)来实现的。根据经合组织的定义,"研究和实验发展(R&D)包括为增加知识储备--包括人类、文化和社会的知识--和设计现有知识的新应用而进行的创造性和系统性工作"。美国总统行政办公室的管理和预算办公室也将研发投资定义为:"在计算净成本时包括的费用,以支持为增加知识储备而开展的创造性和系统性工作,并利用这些知识和实践经验来设计新的或改进的产品和工艺,以期维持或增加国家经济生产能力或产生其他未来利益"。

在私营部门,研发投资正在逐年增加。2018年,仅领导全球创新的前1000家公司就投入了7820亿美元用于研发。这些公司的利润正在增加。这表明,研发投资被定位为未来竞争实力的一个来源。

另一方面,在许多国家,政府研发支出与国内研发总支出的比例一直在逐渐下降,尽管经合组织国家的平均比例约为25%。至于日本,该比例一直稳定在 15%左右。基于此,可以认为政府仍然是研发投资的主要参与者,尽管不是主导者。

在军事手段之外,还有包括政治、经济和军事在内的各种跨国竞争手段。无论是在和平时期还是在战争时期,技术一直在国际政治中发挥着核心作用。对技术的投资导致了军事能力的建设,但对所有技术领域进行平等和全面的投资是不现实的。因此,每个国家必须权衡技术投资的相对重要性。因此,对技术的投资可以被认为是国家意图的一种声明。

本报告澄清日本对新兴技术投资对亚太地区战略环境影响的观点。

日本防卫省对新兴技术的研发投资趋势

研发投资的数额和细目是了解一个国家或组织对新兴技术投资方式的有用线索。因此,本节根据日本防卫省设备政策和技术政策的基本方法,讨论了研发投资的趋势。

图3显示了日本防卫省在过去30年中研发预算的变化。横轴表示1988-2020年,纵轴表示研发预算及其细分。条形图的颜色分别对应于包括应用研究和测试与评估的支出,以及用于原型制造的支出。该图显示,到现在为止,日本防卫省的研发支出与具体的大项目结合在一起,波动很大。

诚然,对具体大项目的投资在实现日本国内生产的优势装备方面发挥了一定的作用。然而,日本将决定,在预算和时间有限的情况下,今后是继续优先投资于具体的平台开发,还是平衡中长期研发投资,稳定地投资于获取和加强太空、网络空间和电磁波谱(EMS)等新领域的能力,而不偏重于具体的平台。日本可选择分配更多的资源,以便在上述两种选择中取得平衡。因为到目前为止,趋势没有明显的变化,所以假定日本目前处于一个过渡时期。应继续密切关注关于这一点的讨论。

新兴技术对亚太地区安全环境的影响

《日本防卫2021白皮书》对亚太地区的特点描述如下:包括日本在内的印度-太平洋地区的国家在政治、经济、种族和宗教方面都有很大的多样性。而且,每个国家都有不同的安全观和威胁意识。因此,安全领域的区域合作框架还没有充分制度化,该地区长期存在的领土权利和统一问题仍然存在。

这些区域特点影响着新兴技术的应用范围、实施方法和时间。因此,考虑到这一点,将分别讨论几个代表性技术领域对亚太地区安全环境的影响。

(a) 电磁频谱(EMS)技术

EMS与空间和网络空间一样,作为一个新的领域而受到关注。EMS是否应该像其他领域一样被视为一个独立的领域,仍有待讨论。然而,其连接和支持多个领域的性质已被广泛认可。

正如以前的各种研究表明,EMS技术有可能增加我们在灰色地带的选择,并产生控制局势的主动性。

作为一个例子,考虑EMS技术的一个应用:定向能量武器。就对目标产生某种影响的效应器而言,唯一的常规手段是射弹。因此,尽管有各种类型的射弹,但在灰色地带使用它们不可能是一种有效的手段,因为有可能出现意外的升级。另一方面,定向能武器提供了常规射弹无法实现的第三种选择:作为效应器,通过电磁波传输能量来影响目标。

定向能武器的使用者和被使用的对象都很难从视觉上确认武器的效果,而传统上是可以确认的。因此,有可能故意使用这些武器,然后看到对方的反应。出于这个原因,无论哪个国家使用它们,都可以预期它们会给拥有能力的一方带来有利的选择。

另一方面,考虑到该地区目前在安全方面的区域合作框架没有充分制度化的情况,预计使用无线电波的东道国协调(HNC)会带来很大的困难。虽然这不是一个仅靠技术就能解决的问题,但EMS的管理被认为成为EMS技术应用中的一个主要挑战。

(b) 包括空间在内的广域监视

一般来说,加强广域监视能力对于从战略到战术层面的决策至关重要。空间的使用越来越多,扩大了以前受国家边界限制的监视范围,使之有可能从监视目标国家或地区的上空检查地表状况。

在此背景下,预计在未来研发中面临的技术挑战包括:实现由机器对机器通信和先进算术处理支持的无源分布式探测,增强装备传感器的能力,以及不仅要实现传感器的小型化,而且要使用开放式架构以确保灵活性和快速能力改进。

此外,除了传感器本身的能力外,预计还将开发功率有限的传感器信号处理和来自多个信号源的数据的传感器融合算法,以便有效地处理越来越多的数据。

由于这些技术的发展,对战略环境的影响预计是需要以成为天基监视的目标为前提进行欺骗和隐蔽,以对抗日益复杂的监视能力。因此,这样做的技术和方法预计将在未来进一步发展。

(c) 赛博防御

今天,赛博空间的稳定使用是广泛的防御活动的基础。不言而喻,设备系统的系统是由网络组成的。为了支持装备系统的运行,不仅要准备好来自国家的威胁,还要准备好来自各种非国家行为者的威胁,并确保赛博空间的使用,这对装备的运行至关重要。

这方面的技术挑战包括防止设备中所包含的网络系统受到损害,并确保防御所需系统的运行连续性。

要解决这些技术挑战,使用民用技术是不可缺少的。然而,用于国防目的的系统的性质使得不可能把一切都交给私营部门。因此,关键将可能是国防采购界始终把握威胁趋势,对最新的民用技术进行推广,并迅速将这些民用技术应用于个别设备。这将需要敏捷的采购流程,以快速获得遵循民用部门商业惯例的能力,而不是传统设备研发中经常看到的瀑布式研发流程。

(d) 无人驾驶和自主技术

随着自主技术的进步,无人驾驶车辆有望补充或部分取代传统载人车辆的功能。在亚太地区,近年来人口增长速度已经放缓,一些国家和地区已经处于人口下降的阶段,如日本。这些国家和地区尤其有望从无人驾驶车辆中受益。

为了实现自主系统,除了获得识别周围环境的技术并将其整合到无人车中,还必须考虑包括无人车和有人车的指挥和控制系统。

日本四面环水,可望从海上无人机的利用中受益。

(e) 高超音速技术

与传统的弹道导弹和巡航导弹不同,高超音速飞行器具有以下特点: 1. 反应时间极短;以及2. 不可预测的飞行路径。

它们被认为是极难拦截的,并被引为 "改变游戏规则 "的代表性例子。由于无法根据弹丸的外观来区分安装的弹头类型,有人指出,高超音速飞行器有可能破坏区域战略稳定。

日本正在推进高超音速飞行器的研发。技术上的挑战包括建立耐热技术以承受高超音速下的空气动力加热和超音速燃烧技术。这些技术被认为仍处于示范阶段。为了创建使用这些技术的设备,预计它们将足够便宜,可以作为与其预期效果相称的设备进行采购。

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