美國國防高級(jí)研究計(jì)劃局(DARPA)網(wǎng)站2015年11月20日刊文稱，DARPA已經(jīng)啟動(dòng)“復(fù)雜適應(yīng)系統(tǒng)組合和設(shè)計(jì)環(huán)境”項(xiàng)目(ComplexAdaptiveSystemCompositionandDesignEnvironment，CASCADE)，該項(xiàng)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(shí)空和空間的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)間的關(guān)系。

該項(xiàng)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(xiàng)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(jī)通過網(wǎng)絡(luò)鏈接實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和資源的無縫實(shí)時(shí)共享。而民用領(lǐng)域的“智慧城市”項(xiàng)目，設(shè)想實(shí)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(duì)于這些復(fù)雜系統(tǒng)的集成不是簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的疊加，且其難點(diǎn)是不能通過當(dāng)今的某些工具實(shí)現(xiàn)對(duì)跨時(shí)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(cè)和評(píng)估。DARPA的CASCADE項(xiàng)目就是為了克服這一挑戰(zhàn)。

CASCADE項(xiàng)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(dú)特的系統(tǒng)行為視角。該項(xiàng)目還計(jì)劃開發(fā)一種用于編排和設(shè)計(jì)復(fù)雜自適應(yīng)系統(tǒng)的正式語言。DARPA項(xiàng)目經(jīng)理JohnPaschkewitz稱，CASCADE項(xiàng)目旨在從根本上改變系統(tǒng)設(shè)計(jì)以實(shí)現(xiàn)對(duì)動(dòng)態(tài)、突發(fā)環(huán)境的實(shí)時(shí)彈性響應(yīng)。該項(xiàng)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(xiàng)目所需專業(yè)知識(shí)包括以下幾個(gè)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(yùn)籌學(xué)，控制理論和規(guī)劃，尤其是隨機(jī)和非線性控制;
• 建模和應(yīng)用程序，主要集中于對(duì)戰(zhàn)地醫(yī)療后勤和平臺(tái)、自適應(yīng)物流、可靠性和維護(hù)方面;
• 搜救平臺(tái)與建模;
• 自適應(yīng)和彈性城市基礎(chǔ)設(shè)施。