美国海军小企业资助项目的布局：增材制造与机器学习领域投资显著增长

美国颠覆性技术创新的主力是企业，特别是科技型小企业被认为是美国经济增长和社会进步的引擎。为了使小企业的潜在创新能力得以充分发挥，美国先后推出了小企业创新研究计划（small business innovation research program，SBIR）和小企业技术转移计划（small business technology transfer program，STTR），为支持和鼓励境内小企业参与具有商业化市场前景的政府研究和开发项目提供资金保障。

21世纪以来，国防科技的军民两用趋势更为明显，小企业凭借其对市场变化的快速响应能力，逐渐成为国防科技创新的主体。为加快引入新技术并生成战斗力，美国海军作为军方参与SBIR/STTR计划，每年投入2~4亿美元的研发经费。

厉娜等于《科技导报》2020年第8期刊发了《美国海军小企业资助项目的布局》一文，文章分析了美国海军资助的小企业创新研究/技术转移计划（SBIR/STTR）项目，解读了其科研项目布局，并提供了对我国有效激发小企业创新创业活力、推动经济建设协同创新、捕捉国防科技前沿的参考价值。

美国海军SBIR/STTR计划致力于将来自外部的创新力量注入国防科技创新体系，以获取海军所需的新 技术、新装备和新服务，促进国防基础研究及研发成果的商业化，使 美军持续保持技术领先优势。

目前国内对SBIR/STTR计划的研究大多集中于对其特点及经验的总结剖析。本研究基于美国海军SBIR/STTR计划项目库的数据信息，分析资助总体趋势及项目承担企业特征，并运用文本聚类和词频分析等方法，借助intellixir软件，对美国海军资助的研究项目进行文本挖掘分析。

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数据来源与方法

项目数据的检索与下载

本研究以美国海军资助的SBIR/STTR计划项目库为数据来源。

项目承担企业的基本信息

本研究对美国海军SBIR/STTR计划项目的重点承担企业分析主要基于以下几个网站：

1） 项目承担企业各自的门户网站；

2）https://www.inknowvation.com： SBIR倡导者AnnEskesen为支持技术寻求者与小企业合作，创建了先进的数据库，跟踪所有涉及SBIR公司的技术能力和业务状况指标；

3） https://www.linkedin.com： 领英LinkedIn作为全球职业社交媒体网络平台，通过搜索企业名称可以提供企业网站、所属行业、企业规模、创立时间、专注领域等信息。

项目主要研究领域分析方法

利用文本聚类的方 法对美国海军资助的5 955项SBIR/STTR计划项目进行主要研究领域分析。分析过程可分为2步：

1） 基于项目的题目及摘要提取概念；

2） 根据相关概念计算，进行可视化的显示，形成概念聚类地图。

项目新兴研究热点发现方法

新兴研究热点判断的主要标准为：

1） 至少在50项及以上的研究项目中出现过；

2） 在最近的连续3个财政年度中，至少在30项研究项目中出现过；

3）在最近的连续3个财政年度中，累计出现该词的项目资助金额占所有出现该词项目总金额的比例超过50%。

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项目资助结果

项目总体趋势

图1 美国海军SBIR/STTR计划项目数量与资助金额年度变化趋势

图1显示了2011年以来美海军资助项目的总体趋势。2011年以来，美国海军共资助SBIR/STTR计划项目5955项，金额达21.26亿美元，项目平均资助强度约35.70万美元/项。

可以看出，2011年，受预算控制法案影响，国防研究经费支出预算紧缩，为了集中有限的资源实现海军最重要的研究目标，项目资助数量逐年下滑，但年度项目平均资助强度变化不大。

为推进以第3次抵消战略为内涵的国防创新计划，加强同中、俄的战略竞争，美国军方通过额外追加、调配等方式缓解资金压力，同时根据有关法案要求，研发资金占研发预算的比例逐年递增。

项目承担企业

2011年以来海军SBIR/STTR计划资助的5955项研究项目共由1507家企业承担，其中，每年大约有25%为首次参与计划的小企业。资助金额超过1000万美元的企业共25家（表1）。

在企业规模上，排名前25位的企业规模普遍比较小，美海军所需的高新技术的研发具有高风险和高挑战性等特点，而小企业表现出很高的效率。

在成果转化进程上，计划实行分阶段资助，其中，只有圆满完成I期技术可行性论证并通过验收的项目才具备参与竞争II期资助的资格。排名前25位的企业发展稳定，I-II期项目转化率均超过基准率0.25，反映这些项目成果推进成效显著。

在空间地理分布上，受资助的企业主要集中分布于美东、西以及南部海岸，尤其是东北部地区涉海专业院所数量密集的区域。

排名前25位的企业中，16家分布在东海岸。这既与位置优势有关，也与STTR计划的申报要求有关。

计划要求企业必须与研究机构达成合作，而涉海专业院所所在州的企业拥有开展海洋研究的天然优势，也更易于与科研院所建立合作关系。

项目主要研究领域

图2 美国海军SBIR/STTR计划项目主要研究领域概念地图

图2显示了美海军项目资助研发主要领域的概念地图，研究主题包括材料技术/疲劳损伤评估、感知与认知、激光与光纤、天线与射频、战术决策辅助/自适应训练及能源与动力等方面。

美海军资助主要集中在以下领域：

1） 系统及部件维护保障。

重点在于维护并改进海军作战系统性能、提高平台任务适应能力，发展在航行中及维修过程中监控、诊断、预测船体状况、预测故障及警示操作人员的能力。

2） 感知与认知。

该部分项目涉及研究方向包括反潜战、电子战、侦察及目标捕获、自动图像解析、电子设备和传感器等，增强动态地控制和集成战术指挥、控制、通信、计算机、情报、监视与侦察资源的能力。

3） 能源与动力。

旨在提升支持水下平台及军事行动的能源与动力装置的能量密度、安全性及可靠性，研发可保障未来舰船武器、后勤系统的新型电力技术，增强美国海军的能源安全和自给能力，提供更加灵活、便携及性能更强的动力系统。

4） 作战人员能力。

主要关注战术决策辅助和人员学习训练，提高作战人员能力，加强海军团队建设，以及为战术指挥官提供行动策划与实施的全方位情报、先进决策工具、人性化人机界面等。

项目新兴研究热点

1） 增材制造（3D打印）。

图3 增材制造主题项目资助情况

从图3可以看出，增材制造呈现出明显增长的趋势，其研究内容主要包括铝合金零部件、电池、金属飞机零件、低成本相控阵、声纳传感器等主要部件的增材制造创新工艺，以及增材制造零件性能的量化与诊断。

目前，美国海军已经采用增材制造技术制造出长约9.14m的碳纤维复合材料潜艇艇体，成功修复了“斯坦尼斯”号航母上商业宽带卫星终端的旋转接头。

2） 机器学习。

图4 机器学习主题项目资助情况

从图4可以看出，美国海军对机器学习非常重视，近年有加大资金投入的趋势。项目研究主题覆盖了任务规划、故障诊断、战术决策支持、自适应学习训练、目标自动识别、态势感知等。

美国海军发布的《保持海上优势的规划（2.0修订版）》中提出，海洋未来的重点任务之一是将人工智能/机器学习算法部署到最能增强作战、训练和决策的领域。

以机器学习为代表的自主技术作为支撑第3次抵消战略的关键技术，将成为美国维持其主导全球军事大国地位的科技战略核心。

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结论

SBIR/STTR计划这种模式对我国有效激发小企业创新创业活力、推动经济建设协同创新、捕捉国防科技前沿具有一定参考价值。

1） 创新海洋领域产学研深度合作机制。

涉海专业院所所在区域的小企业拥有开展海洋研究的天然地理优势，也更易于与科研院所建立合作关系。

应推动小企业与涉海科研院所开展战略合作，支持其联合申报重大科技项目，建立起连接基础研究和研发成果产业化之间的桥梁，以产学研合作引导创新链、延伸产业链。

2） 探索设立小企业创新计划。

加大基础研究投入力度，为高风险、高收益的项目提供充足的启动资金，根据前一阶段的资助效果决定后一阶段的资助对象，提高研发成果的转化率及企业获得资助后的创新动力。

3） 有选择地定向公布非敏感性国防技术需求信息。

精准持续地引导科技型小企业进行经济建设项目研发和技术成果转化，使之快速捕捉和辨识具有潜在军事应用价值的商业技术，快速应对并解决国防科技发展中面临的难题和挑战，促进国防科技创新发展。

4） 促进新技术跨领域融合，催生颠覆性创新。

以增材制造、机器学习为代表的高新技术的颠覆性突破与运用将成为未来经济建设发展的主攻方向。

站在新军事变革和新一轮科技革命的风口上，应瞄准契合中国经济建设发展战略及海洋强国战略需求的发展前沿，以信息、新材料、智能制造等创新带动军事、海洋领域发展，实现中国科技创新跨越式发展，为建设世界科技强国提供技术支撑。

本文作者：厉娜、王云飞、初志勇作者简介：厉娜，青岛市科学技术信息研究院，博士，研究方向为科技情报。

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