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    基于先進科技生成的新質作戰能力 是生物科技的新型作戰的最大特征與亮點所在

    時間:2019/6/27欄目:科學課論文

    基于先進科技生成的新質作戰能力,是新型作戰力量的最大特征與亮點所在。圍繞腦機接口技術、仿生技術、會聚技術的發展與應用,基于生物科技的新型作戰力量正闊步走上戰爭舞臺,在未來信息化戰場上的地位日益凸顯。

    生物科技的新型作戰

    一、基于生物科技的新型作戰

    力量建設方興未艾縱觀人類文明發展史,先進的科學技術首先在軍事領域得到應用,而科學技術的每一次重大突破與飛躍,都將戰爭推向了一個全新的高度,并對參戰的各種作戰力量都提出了全新的能力要求和現實挑戰。從軍事學的角度看,每一種生物物種都是在經歷多種復雜“進化戰爭”后脫穎而出的、攻防兼備型的生物戰士。早在工業時代之前,人類就已經開始挖掘并利用生物中所蘊含的軍事價值,并通過借用生物有機體以達成某種特定的訓練或作戰目的,例如,馴養戰馬以打造高速機動的騎兵,馴養飛禽、信鴿等以充當傳遞情報的工具。雖然生物體不能承受超高溫、超高壓、超高磁等極端物質條件,也不具備承擔特定高速、高強度任務的作戰性能,但與其他現代高科技軍事技術裝備相比,將“生物體”整體作為軍事科技手段,理論上會產生與單一運用物質、能量或信息行為截然不同的效果。生物科技的迅猛發展及其在軍事領域的廣泛應用,使人和武器裝備的有機結合達到前所未有的新高度。更進一步說,武器裝備在某種意義上成為人體身體延伸出的一個“特殊器官”,進而使其發揮最大的作戰效能。始于上世紀70年代的腦機接口技術,旨在通過采集大腦皮層神經系統活動產生的腦電信號,經過放大、濾波等多種方法,將其轉化為可以被計算機識別的信號,即利用人的意識而非肢體去操縱機器。這種新技術不僅在醫學上有著巨大的臨床價值,其軍事學價值同樣也不容低估。近年來引人注目的人體機能增強劑、心理武器、神經武器等新概念生物武器,將生物概念原理在軍事科技方面的應用重點全面擴展到沖突主體和沖突對象。自美國國防部高級研究計劃局于2014年4月宣布設立生物科技辦公室以來,有一種論斷認為,生物科技代表未來軍事科技的重要發展方向。美國國防部高級研究計劃局于2016年1月在其官網上公開宣稱,該局正在開展一個名為“神經工程系統設計”的前沿性研究項目,其目的是開發出一種可植入人體的神經接口,從而實現人腦與電腦直接聯接的目標。可以預計,具有高級人工智能的戰略戰役級戰爭研判系統,以及復合有高級信息處理功能、全能型“未來戰士”等新型軍事裝備,通過偶聯新一代軍事裝備技術,將系統提升或削弱作戰主體(對手)的態勢感知、決策能力、作戰機能和效果評估,將繼續變革現代戰爭的基本形態。除了腦機接口技術,動力外骨骼技術同樣是世界各國在軍事領域應用生物科技的聚焦熱點。在外骨骼的輔助下,使用者將如同電影中的鋼鐵俠一般擁有強大的力量,甚至可以將武器裝備和護甲等直接“穿戴”在身體上,從而大大提升單兵的作戰能力。現代戰爭的主體依然是信息化戰爭主導的高科技武器范式,然而,生物科技在新興武器裝備研發、作戰主體健康與戰斗力保障、戰略戰術決策支撐方面,已經發揮著越來越重要的支撐作用。隨著生命科學革命的深入推進,源于生物新結構、新功能、新機制的發現,基于數學、神經科學、傳感器設計、微系統、計算機科學、計算科學等不同學科的交叉會聚和相互啟示,力學仿生、分子仿生、能量仿生、信息與控制仿生等,將掀開軍事科技領域創新發展的新篇章。未來新概念生物技術及武器裝備,如生物氣象武器、生物地球工程工具、精準生態武器等,應用方式和對象可能會更加隱蔽,甚至可以精確影響海洋、陸地、空中的生態微環境,從而達到戰略威懾和精準殺傷的雙重效果。近年來,我國在生物科技的軍事應用也加大投入力度,研發進展迅速,例如,國防科技大學認知科學基礎研究與創新團隊推出的腦控機器人及腦控汽車,首屆中國軍民融合技術裝備博覽會上公開展出的國產單兵外骨骼,都為當前基于生物科技的新型作戰力量建設和發展提供了強有力的技術支撐。

    二、仿生非人作戰力量在未來信息化戰場上的地位

    將日益凸顯美國國防部高級研究計劃局局長阿拉提•普拉布哈卡爾曾說過:“生物是自然界的終極創新者,任何致力于創新的機構,若是未能從這個極其復雜的網絡中汲取靈感與解決方案,都將是十分愚蠢可笑的。”正如阿拉提•普拉布哈卡爾所說的,軍事科技發展史上的每一次重大突破,都離不開對自然界生物體的學習與借鑒,生物演化原理已經成為人類進行軍事科技創新的重要遵循,其中的典型代表就是仿生學。大自然造就了諸多原生態的神奇生物,而仿生學就是通過模仿天賦的生物功能,發明創造出實用科技的一門學科。仿生學是一門發展迅速的新興邊緣學科,它主要是通過研究自然界生物系統的結構、性狀、原理和行為,為工程技術和社會科學提供新的設計思想、工作原理和系統構成。仿生學的問世開辟了人類全方位向生物學習的道路,大大開闊了人們的眼界,顯示了極強的生命力,不僅在工程技術中得到廣泛的應用,在軍事中也有很重要的應用。生物在長期的演化中不斷地與周圍環境作斗爭,發展了許多獨特的功能,借此才能在殘酷的生存斗爭中存活下來。許多新型武器裝備就是受到動物的這些特殊功能啟發而發明的,例如,飛鳥與戰機,蝙蝠與雷達,海豚與聲吶,斑馬與偽裝,蜘蛛絲與防彈衣,這些都是人類從自然生態中挖掘出的原生態寶藏,都在軍事領域得到了應用。經過長期的自然選擇,生物系統發展出許多自我保護的功能。這些功能對提高人員和裝備的戰場生存能力有很大的啟示。所謂擬態就是有些動物在進化過程中形成與生活環境相似的外表形態,這種形態對動物自己有保護作用。擬態最著名的例子就是竹節蟲和枯葉蝶,它們能讓自身完全融入周圍的環境中,使鳥類、蜘蛛等天敵難以發現其存在。受動物擬態的啟發,我國研制出一種新型的反航母武器——仿生魚雷。這種新型魚雷的外表就和真的鯊魚一樣,首、尾、鰭、魚鱗俱全,平時靠擺動的魚尾實現巡航。當仿生魚雷隱蔽地接近敵人的艦隊時,便會迅速拋掉尾部,利用內置的高速噴水推進器的推力,向鎖定的目標發動致命攻擊,使敵方防不勝防。目前仿生學在軍事領域最有可能的應用是無人作戰。為最大限度地減少人員傷亡,越來越多的軍用機器人代替自然人,走上現代戰場,發揮了獨特的不可替代的作用。軍用機器人的制造,一般都參考了某種特定生物,如飛禽之于各類型無人機,走獸之于四足仿生機器人,昆蟲之于微型間諜機器人,而其最終目標則是模擬出類人卻非人的機器人戰士。機器人的軍事應用雖晚于其他領域,但自從上世紀60年代在印支戰場嶄露頭角以來,日益受到各國軍方的高度重視。作為一支新軍,其巨大的軍事潛力,超人的作戰效能,預示著軍用機器人在未來的戰爭舞臺上是一支不可忽視的新型作戰力量。據外刊透露,蘇、美、日、英等國,都制訂了發展軍用機器人的宏偉計劃,僅美國列入研制計劃的各類軍用機器人就達100多種,有的已獲得可喜成果。如美國裝備陸軍的一種名叫“曼尼”胡機器人,就是專門用于防化偵察和訓練的智能機器人。該機器人身高1.8米,全行走、蹲伏、呼吸和排汗、其內部安裝的傳感器,能感測到萬分之一盎司的化學毒劑,并能自動分析、探測毒劑的性質,向軍隊提供防護建議和洗消的措施等。而外刊報道的“決策機器人”憑借“發達的大腦”,能根據輸入或反饋的信息,向人們提供多種可供選擇的軍事行動方案。隨著智能機器人相繼問世和人工智能技術的不斷發展,軍用機器人異軍突起的時代已為期不遠了。在仿生軍用機器人的研發上,我國也取得了顯著的進展,如南京航空航天大學創新團隊研發的“天鷹”仿生撲翼無人機等設備,使基于生物科技的新型作戰力量擁有了可以投入實戰化訓練和現代作戰的配套裝備保障。

    三、生物技術與其他尖端科技的融合將成為軍事科技發展的方向

    2020年我國國防和軍隊改革必須實現的重大階段性目標,是構建能夠打贏信息化戰爭、有效履行使命任務的中國特色現代軍事力量體系。進入21世紀,信息化的內涵得到了極大的豐富和發展,不同學科門類、不同科技領域之間的界限變得越來越模糊,而會聚技術成為科技發展的新潮流。正如德國理論物理學家馬克斯•普朗克所說:“科學是內在的整體,被分解為單獨的部門,不是取決于事物的本質,而是取決于人類認識能力的局限性。實際上存在著由物理學到化學、通過生物學和人類學到社會科學的鏈條。這是一個任何一處都不能被打斷的鏈條。”為了使被分解成為單獨部門的科學重新煥發出新的生機和活力,美國官方聯合學界于2001年率先提出會聚技術,其目的就是將生物技術、納米技術、信息技術和認知科學等四類尖端科技融合起來的綜合型科技(NBIC)。專家認為,這四個領域的技術迅速發展,每一個領域都潛力巨大,其中任何技術的兩兩或交叉融合、會聚或者集成,都將產生難以估量的影響。會聚技術代表著研究與開發新的前沿領域,其發展將顯著改善人類生命質量,提升和擴展人的技能。在四大領域中,認知科學是會聚技術的基本點。認知科學涉及生物學、心理學、細胞學、腦科學、遺傳學、神經科學、語言學、邏輯學、信息科學、人工智能、數學、人類學等多個領域,是多科學交叉研究的學科,在會聚技術中起著設計、指揮和協調的重要作用。正如美國國家科學基金會主持編寫的《提升人類能力的會聚技術》報告中所說:“如果認知科學家能夠想到它,納米科學家就能夠制造它,生物科學家就能夠使用它,信息科學家就能夠監視和控制它。”會聚技術與人類以往所有技術的不同之處,是把提升人類自身能力作為其最終目標。人類將擁有大量的成本低廉的各種量級的傳感器網絡和實時信息系統,機器人和軟件將實現個性化,所有的器件都可以由智能新型材料構成,現代軍隊也可以將擁有便脅式戰斗系統、免受攻擊的數據網絡和先進的情報匯總系統,國家安全大大增強。會聚技術拓展連接人類神經系統的腦對腦和腦對機的界面,產生包括腦—腦交流在內的高效通訊手段,必將全面影響人類的自身能力。在會聚技術的驅動下,信息化戰爭的形態必將得到重新塑造,而基于生物科技的新型作戰力量亦將在全新的信息化聯合作戰框架下,獲得新的用武之地。搶占生物技術高地,將和制海權、制空權、制電磁權、制信息權、制太空權一樣,成為敵我雙方在戰場制權上又一爭奪的焦點。美國國防先進技術研究計劃署就NBIC會聚技術的關鍵基礎領域,例如通訊技術、機器人、傳感器、先進材料以及機械系統等方面的研究投入了資金支持。可以預測,在不久的將來,操作員通過腦機接口遠程控制無人載具,可以在戰場上對決廝殺,擁有動力外骨骼保護的單兵不畏懼復雜地形發起沖鋒,各類型的仿生機器人和真人士兵一起,被納入戰斗序列編組,將從科學幻想成為戰場的真實圖景。

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