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论生物科技的新型作战力量建设

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基于先进科技生成的新质作战能力,是新型作战力量的最大特征与亮点所在。围绕脑机接口技术、仿生技术、会聚技术的发展与应用,基于生物科技的新型作战力量正阔步走上战争舞台,在未来信息化战场上的地位日益凸显。

一、基于生物科技的新型作战

力量建设方兴未艾纵观人类文明发展史,先进的科学技术首先在军事领域得到应用,而科学技术的每一次重大突破与飞跃,都将战争推向了一个全新的高度,并对参战的各种作战力量都提出了全新的能力要求和现实挑战。从军事学的角度看,每一种生物物种都是在经历多种复杂“进化战争”后脱颖而出的、攻防兼备型的生物战士。早在工业时代之前,人类就已经开始挖掘并利用生物中所蕴含的军事价值,并通过借用生物有机体以达成某种特定的训练或作战目的,例如,驯养战马以打造高速机动的骑兵,驯养飞禽、信鸽等以充当传递情报的工具。虽然生物体不能承受超高温、超高压、超高磁等极端物质条件,也不具备承担特定高速、高强度任务的作战性能,但与其他现代高科技军事技术装备相比,将“生物体”整体作为军事科技手段,理论上会产生与单一运用物质、能量或信息行为截然不同的效果。生物科技的迅猛发展及其在军事领域的广泛应用,使人和武器装备的有机结合达到前所未有的新高度。更进一步说,武器装备在某种意义上成为人体身体延伸出的一个“特殊器官”,进而使其发挥最大的作战效能。始于上世纪70年代的脑机接口技术,旨在通过采集大脑皮层神经系统活动产生的脑电信号,经过放大、滤波等多种方法,将其转化为可以被计算机识别的信号,即利用人的意识而非肢体去操纵机器。这种新技术不仅在医学上有着巨大的临床价值,其军事学价值同样也不容低估。近年来引人注目的人体机能增强剂、心理武器、神经武器等新概念生物武器,将生物概念原理在军事科技方面的应用重点全面扩展到冲突主体和冲突对象。自美国国防部高级研究计划局于2014年4月宣布设立生物科技办公室以来,有一种论断认为,生物科技代表未来军事科技的重要发展方向。美国国防部高级研究计划局于2016年1月在其官网上公开宣称,该局正在开展一个名为“神经工程系统设计”的前沿性研究项目,其目的是开发出一种可植入人体的神经接口,从而实现人脑与电脑直接联接的目标。可以预计,具有高级人工智能的战略战役级战争研判系统,以及复合有高级信息处理功能、全能型“未来战士”等新型军事装备,通过偶联新一代军事装备技术,将系统提升或削弱作战主体(对手)的态势感知、决策能力、作战机能和效果评估,将继续变革现代战争的基本形态。除了脑机接口技术,动力外骨骼技术同样是世界各国在军事领域应用生物科技的聚焦热点。在外骨骼的辅助下,使用者将如同电影中的钢铁侠一般拥有强大的力量,甚至可以将武器装备和护甲等直接“穿戴”在身体上,从而大大提升单兵的作战能力。现代战争的主体依然是信息化战争主导的高科技武器范式,然而,生物科技在新兴武器装备研发、作战主体健康与战斗力保障、战略战术决策支撑方面,已经发挥着越来越重要的支撑作用。随着生命科学革命的深入推进,源于生物新结构、新功能、新机制的发现,基于数学、神经科学、传感器设计、微系统、计算机科学、计算科学等不同学科的交叉会聚和相互启示,力学仿生、分子仿生、能量仿生、信息与控制仿生等,将掀开军事科技领域创新发展的新篇章。未来新概念生物技术及武器装备,如生物气象武器、生物地球工程工具、精准生态武器等,应用方式和对象可能会更加隐蔽,甚至可以精确影响海洋、陆地、空中的生态微环境,从而达到战略威慑和精准杀伤的双重效果。近年来,我国在生物科技的军事应用也加大投入力度,研发进展迅速,例如,国防科技大学认知科学基础研究与创新团队推出的脑控机器人及脑控汽车,首届中国军民融合技术装备博览会上公开展出的国产单兵外骨骼,都为当前基于生物科技的新型作战力量建设和发展提供了强有力的技术支撑。

二、仿生非人作战力量在未来信息化战场上的地位

将日益凸显美国国防部高级研究计划局局长阿拉提•普拉布哈卡尔曾说过:“生物是自然界的终极创新者,任何致力于创新的机构,若是未能从这个极其复杂的网络中汲取灵感与解决方案,都将是十分愚蠢可笑的。”正如阿拉提•普拉布哈卡尔所说的,军事科技发展史上的每一次重大突破,都离不开对自然界生物体的学习与借鉴,生物演化原理已经成为人类进行军事科技创新的重要遵循,其中的典型代表就是仿生学。大自然造就了诸多原生态的神奇生物,而仿生学就是通过模仿天赋的生物功能,发明创造出实用科技的一门学科。仿生学是一门发展迅速的新兴边缘学科,它主要是通过研究自然界生物系统的结构、性状、原理和行为,为工程技术和社会科学提供新的设计思想、工作原理和系统构成。仿生学的问世开辟了人类全方位向生物学习的道路,大大开阔了人们的眼界,显示了极强的生命力,不仅在工程技术中得到广泛的应用,在军事中也有很重要的应用。生物在长期的演化中不断地与周围环境作斗争,发展了许多独特的功能,借此才能在残酷的生存斗争中存活下来。许多新型武器装备就是受到动物的这些特殊功能启发而发明的,例如,飞鸟与战机,蝙蝠与雷达,海豚与声呐,斑马与伪装,蜘蛛丝与防弹衣,这些都是人类从自然生态中挖掘出的原生态宝藏,都在军事领域得到了应用。经过长期的自然选择,生物系统发展出许多自我保护的功能。这些功能对提高人员和装备的战场生存能力有很大的启示。所谓拟态就是有些动物在进化过程中形成与生活环境相似的外表形态,这种形态对动物自己有保护作用。拟态最著名的例子就是竹节虫和枯叶蝶,它们能让自身完全融入周围的环境中,使鸟类、蜘蛛等天敌难以发现其存在。受动物拟态的启发,我国研制出一种新型的反航母武器——仿生鱼雷。这种新型鱼雷的外表就和真的鲨鱼一样,首、尾、鳍、鱼鳞俱全,平时靠摆动的鱼尾实现巡航。当仿生鱼雷隐蔽地接近敌人的舰队时,便会迅速抛掉尾部,利用内置的高速喷水推进器的推力,向锁定的目标发动致命攻击,使敌方防不胜防。目前仿生学在军事领域最有可能的应用是无人作战。为最大限度地减少人员伤亡,越来越多的军用机器人代替自然人,走上现代战场,发挥了独特的不可替代的作用。军用机器人的制造,一般都参考了某种特定生物,如飞禽之于各类型无人机,走兽之于四足仿生机器人,昆虫之于微型间谍机器人,而其最终目标则是模拟出类人却非人的机器人战士。机器人的军事应用虽晚于其他领域,但自从上世纪60年代在印支战场崭露头角以来,日益受到各国军方的高度重视。作为一支新军,其巨大的军事潜力,超人的作战效能,预示着军用机器人在未来的战争舞台上是一支不可忽视的新型作战力量。据外刊透露,苏、美、日、英等国,都制订了发展军用机器人的宏伟计划,仅美国列入研制计划的各类军用机器人就达100多种,有的已获得可喜成果。如美国装备陆军的一种名叫“曼尼”胡机器人,就是专门用于防化侦察和训练的智能机器人。该机器人身高1.8米,全行走、蹲伏、呼吸和排汗、其内部安装的传感器,能感测到万分之一盎司的化学毒剂,并能自动分析、探测毒剂的性质,向军队提供防护建议和洗消的措施等。而外刊报道的“决策机器人”凭借“发达的大脑”,能根据输入或反馈的信息,向人们提供多种可供选择的军事行动方案。随着智能机器人相继问世和人工智能技术的不断发展,军用机器人异军突起的时代已为期不远了。在仿生军用机器人的研发上,我国也取得了显著的进展,如南京航空航天大学创新团队研发的“天鹰”仿生扑翼无人机等设备,使基于生物科技的新型作战力量拥有了可以投入实战化训练和现代作战的配套装备保障。

三、生物技术与其他尖端科技的融合将成为军事科技发展的方向

2020年我国国防和军队改革必须实现的重大阶段性目标,是构建能够打赢信息化战争、有效履行使命任务的中国特色现代军事力量体系。进入21世纪,信息化的内涵得到了极大的丰富和发展,不同学科门类、不同科技领域之间的界限变得越来越模糊,而会聚技术成为科技发展的新潮流。正如德国理论物理学家马克斯•普朗克所说:“科学是内在的整体,被分解为单独的部门,不是取决于事物的本质,而是取决于人类认识能力的局限性。实际上存在着由物理学到化学、通过生物学和人类学到社会科学的链条。这是一个任何一处都不能被打断的链条。”为了使被分解成为单独部门的科学重新焕发出新的生机和活力,美国官方联合学界于2001年率先提出会聚技术,其目的就是将生物技术、纳米技术、信息技术和认知科学等四类尖端科技融合起来的综合型科技(NBIC)。专家认为,这四个领域的技术迅速发展,每一个领域都潜力巨大,其中任何技术的两两或交叉融合、会聚或者集成,都将产生难以估量的影响。会聚技术代表着研究与开发新的前沿领域,其发展将显著改善人类生命质量,提升和扩展人的技能。在四大领域中,认知科学是会聚技术的基本点。认知科学涉及生物学、心理学、细胞学、脑科学、遗传学、神经科学、语言学、逻辑学、信息科学、人工智能、数学、人类学等多个领域,是多科学交叉研究的学科,在会聚技术中起着设计、指挥和协调的重要作用。正如美国国家科学基金会主持编写的《提升人类能力的会聚技术》报告中所说:“如果认知科学家能够想到它,纳米科学家就能够制造它,生物科学家就能够使用它,信息科学家就能够监视和控制它。”会聚技术与人类以往所有技术的不同之处,是把提升人类自身能力作为其最终目标。人类将拥有大量的成本低廉的各种量级的传感器网络和实时信息系统,机器人和软件将实现个性化,所有的器件都可以由智能新型材料构成,现代军队也可以将拥有便胁式战斗系统、免受攻击的数据网络和先进的情报汇总系统,国家安全大大增强。会聚技术拓展连接人类神经系统的脑对脑和脑对机的界面,产生包括脑—脑交流在内的高效通讯手段,必将全面影响人类的自身能力。在会聚技术的驱动下,信息化战争的形态必将得到重新塑造,而基于生物科技的新型作战力量亦将在全新的信息化联合作战框架下,获得新的用武之地。抢占生物技术高地,将和制海权、制空权、制电磁权、制信息权、制太空权一样,成为敌我双方在战场制权上又一争夺的焦点。美国国防先进技术研究计划署就NBIC会聚技术的关键基础领域,例如通讯技术、机器人、传感器、先进材料以及机械系统等方面的研究投入了资金支持。可以预测,在不久的将来,操作员通过脑机接口远程控制无人载具,可以在战场上对决厮杀,拥有动力外骨骼保护的单兵不畏惧复杂地形发起冲锋,各类型的仿生机器人和真人士兵一起,被纳入战斗序列编组,将从科学幻想成为战场的真实图景。

作者:王文华 单位:西安速度时空大数据科技有限公司

菌物学报责任编辑:张雨    阅读:人次