生物逆袭战:军事仿生技术颠覆战争格式

时间:2022-02-07 00:55 作者:鸭脖官网
本文摘要:【秦安点评】今天,北京应急响应由一级调整为二级,今年“两会”召开时间也定了!这是中国人民抗击疫情初战告捷的胜利信号。劈面对突如其来的一场生物病毒突袭的时候,无论强大弱小,哪一个国家都面临同样强大的敌人。让人大跌眼镜的是,世界第一的美国体现如此之差。这正如本文作者,国防科技大学的石海明 刘一鸣所讲:自恃为“大自然的主人”,习惯性地将生物作为一类食物或工具而熟视无睹,似乎从未认真思考过生物对人有何关乎生计之外的特别意义。

鸭脖官网下载入口

【秦安点评】今天,北京应急响应由一级调整为二级,今年“两会”召开时间也定了!这是中国人民抗击疫情初战告捷的胜利信号。劈面对突如其来的一场生物病毒突袭的时候,无论强大弱小,哪一个国家都面临同样强大的敌人。让人大跌眼镜的是,世界第一的美国体现如此之差。这正如本文作者,国防科技大学的石海明 刘一鸣所讲:自恃为“大自然的主人”,习惯性地将生物作为一类食物或工具而熟视无睹,似乎从未认真思考过生物对人有何关乎生计之外的特别意义。

这场灾难尚未已往,但我们已经需要思考未来,军事专家的”生物逆袭战:军事仿生技术颠覆战争格式“,可以给我们更多的启迪。石海明 刘一鸣(国防科技大学)曾几何时,我们自恃为“大自然的主人”,习惯性地将生物作为一类食物或工具而熟视无睹,似乎从未认真思考过生物对人有何关乎生计之外的特别意义。殊不知,在人类文明走向繁荣的每一个脚印里,都镌刻着生物留给我们的启迪。如今,它们正以军事技术创新的方式“逆袭”而来,或将成为形塑未来战争的关键要素。

一、向生物学习战争的历史在人类历史的最初阶段,抵御生物袭扰、捕食和饲养生物是原始人生存的基本技术,让人又爱又恨的生物给人类带来了无穷的烦恼。可以说,人类向生物学习的历史就是一部生产力生长的历史,而与生物的“相爱相杀”则是人类掌握战争技巧的启蒙一课。陪同着生物学、物理学及数学等学科的蓬勃生长,军事仿生学获得了在战争中施展拳脚的有力支撑,并追随着战争实践的演进而不停生长。

(一)军事仿生技术的兴起作为生物界的一分子,人与其它生物最显著的区别就在于能够缔造并使用工具举行劳动,最初的劳动工具很大部门亦源于生物,如贝壳、兽角及兽骨。在此基础上,人们模拟动物的角、爪、牙齿和尾针等制造出了石锥、石刀及石针等更多生产工具,生产效率也得以逐步提高。

在原始社会,借助这些工具的资助,原始人应对猛兽,捕食猎物,在维持生存的基础上逐渐有了更多的食物,人与人之间的争夺就此展开——从前用于生产的工具直接酿成了用于杀伤的武器,这是仿生手段用于战争的雏形。陪同着人类生产能力的提高,重新石器时代晚期开始,武器从生产工具中逐渐脱离出来,成为具有专门用途的一类工具。

这些经由实践磨练革新而成的工具,在模拟生物方面形成了越发突出的鲜明特色。例如,在我国云南曾出土了大量的青铜武器,被认为是世界上最早的“仿生武器”,其中许多文物代表了冷武器时代武器仿生制造的基本思想,如鸟头形铜啄、蛇头形铜矛及狼牙棒等等。

这些武器不仅在杀伤功效部门对动物的身体或器官形状举行了模拟,而且在手持部门还绘有鸟、蛇、蛙等相应纹饰,可谓“形神兼备”的仿生杰作。无独占偶,在同样悠久的古代埃及文明中,也有类似的武器泛起。著名的克赫帕什镰形刀设计奇特,不仅有强大的劈砍威力,而且弯曲部门还能设计成倒钩形,用来格挡武器和勾回对手的盾牌,十分好用。其名称“Khopesh”在古埃及语中也有“牛腿”之意,意指该刀的形制是照着牛腿的样子而设计的。

虽然昔人们模拟动物设计武器的实践已经十分普遍,但由于缺乏科学理论的指导,大多数的革新都始于灵感、借助于履历,且严重受制于质料强度的限制,因而革新的历程也十分缓慢,犹如现代科学起源前夜的中世纪一样漫长。然而,人类并没有放弃这一艰辛的探索,在一些先驱者的动员下,人类做出了让人叹为观止的仿生壮举。

如果我们以时间顺序回首一种武器装备的生长史,就可以清晰地看出仿生学在军事领域应用的演进及其对战斗力进步的连续孝敬。陪同着战争从陆地伸张至海洋,战船成了海战必不行少的作战平台。

对于这种模拟鱼类外形而制作出的交通工具,优化结构和增强动力一直是困扰造船者的两浩劫题,而用于作战需要的战船对此要求更高。为了优化战船的结构以满足撞击的需要,公元前800年,战船有了青铜铸造的船艏冲角,使战船的打击进攻更具威胁的同时,也能掩护自身结构的完整。在防守措施上,为了增强战船在破损后的生存能力,模仿鱼鳔的原理,中国宋代的战船已经普遍接纳了水密舱壁技术,从而使船体的部门创伤不至于造玉成船的倾覆,这充实体现了古代庖感人民的特殊智慧和卓越才气。

到了13世纪之时,秦世辅制作了自重约60吨的“铁壁铧嘴平面海鹘”战船。战船模拟甲壳类昆虫用铁板笼罩在舱壁上,成为装甲船的祖先。为了增强战船的动力,人们先是模拟鱼鳍造出了船桨协助风帆为船提供动力。

公元前700年,腓尼基和希腊等国造出了两层桨的战船。后又泛起三层桨战船在地中海各国水师中放肆盛行。增加桨的数量和帆的面积一度成为增强战船动力的主要革新方式。

到公元600年后,我国唐代的离皋发现了车船——增加了轮桨的桨风帆,成为厥后机械明汽船的先驱。而轮子的雏形也泉源于植物——四千多年前,我们的祖先“见飞蓬转而知为车”,即见到随风旋转的飞蓬草而发现轮子,做成装有轮子的车。漫长的中世纪见证了古代军事仿生技术的缓慢生长。

在长达几个世纪的时间里,人类先是增加了战斗盔甲的厚度并使用了新的质料增强了人的生存能力;继而驯服了战马,发现了打击力强大的骑兵群战术;尔后又增加了矛的长度使步兵有了反抗骑兵打击的有力武器;进而,火药的发现和流传,使人类掌握了在狭小空间内集中释放能量的技术——火器应运而生,开始替代冷武器,逐渐成为战场的主角。欧洲三十年战争见证了近半德意志人口的牺牲,但这些战争的价格并没有使人类在军事仿生学上有突飞猛进的生长。

反观古老的东方,同时期的我国古代庖感人民展开富厚的想象力,在大量劳动和战争实践的基础上,不停举行着军事仿生领域的探索。在该时期较有代表性的当属使用火药举行的一系列仿生实践,例如生活在约14世纪末的陶成道(官位为“万户”)希望使用火箭和鹞子实现自己像鸟一样飞翔的梦想。但由于缺乏足够的前期理论研究,火箭推力、航行器结构等各方面条件都不成熟,陶成道在实验时献出了名贵的生命,他也因“万户飞天”的壮举而成为了“世界航天第一人”。

另如,明代庖感人民凭据火药喷射时发生反作用力的原理,模拟乌鸦的形状和传说中“龙”的样子划分制造出“神火飞鸦”和“火龙出水”两种火器,在攻城和水战中到达了不俗的效果。这些主要由工匠主导的军事仿生实践,在古代自然科学中独树一帜,为近代和现代自然科学提供了名贵的履历,更直接为仿生学在军事领域的理论化生长和深入实践提供了一条奇特的生长进路。(二)军事仿生进入2.0时代亘古以来,推感人类一切技术进步的总动力都离不开社会经济基础,军事仿生技术也是在此基础上生长起来的。

经由恒久的生产实践和科学积累,军事仿生终于迎来了它的2.0时代。15世纪中叶之后,在人类拓展市场和生长经济需求的推动下,大规模航海探险运动为人类出现了一个崭新的地球,其中不乏大量闻所未闻的动物、植物等履历质料可供军事仿生借鉴。

更为重要的是,陪同着天文学的发现而叫醒了近代自然科学,以伽利略、哥白尼等为代表的科学巨匠所提倡的注重视察、实验和理性思考的方法使仿生学及其军事应用第一次有了科学的理论指导。值得注意的是,文艺再起时期所提倡的人文主义思想使人们越发关注自身。

生理学、剖解学的开端生长使人类第一次理性地打开了自身世界这扇奇妙的大门,为仿生学实践从人体性能中罗致灵感提供了可能。众所周知,对于任何一门具有久远意义和研究价值的学问而言,再多单打独斗、零零星散的发现缔造都无法提供连续而深入的相关理论及研究结果,仿生学也是如此。当仿生设计在修建、机械、艺术、甚至心理学等领域积累了大量零星实践案例的同时,军事仿生主要履历了两次世界大战和军事气力建设的磨练,已在航空航天、侦查探测、结构力学、伪装防护、军事医学等方面举行了诸多卓有成效的实验,成为仿生领域极具特色的一个专门偏向。到20世纪40年月,人们开始明确意识到人造工具与生物之间存在着千丝万缕的联系,甚至有一些科学家明确指出生物和工程技术的自动调治系统在原理上是相通的,但学界公认的“仿生学”观点依然没有泛起。

20世纪40年月后期,香农展开了对信息论的研究,在此基础上人们发现了一切通信与控制系统所共有的特点;1949年,维纳的《控制论》出书,今后把生物科学和工程技术从理论上联系起来,成为在原理上相同生物系统与技术系统的桥梁,奠基了生物与机械在控制与通信上举行类比的科学理论基础。万事俱备,只欠东风。至此,仿生学在实践和理论上的准备都已较为成熟,学科化和体系化的蜕变呼之欲出。

1960年,第一届仿生学研讨会在美国俄亥俄州召开。在这届大会上,“仿生学”正式成为一门独立的学科,其界说首先由斯蒂尔博士给出:“仿生学是模拟生物系统的原理以制作技术系统或者使人造技术系统具有生物系统特征或类似特征的科学”。简而言之,仿生学就是“模拟生物的科学”。

今后开始,仿生学不仅自身的生长有了逐渐明晰的内在和外延,而且与其他学科的交织互动也越发顺畅,军事仿生学也因此而有了越发坚实的学科平台,其2.0时代就此到来。军事仿生技术是指模拟生物系统的原理和功效来创新军事技术,以到达提高武器装备性能、优化战略战术水平、增强治理指挥效能等目的的技术。

根据详细用途的差别,军事仿生学的研究内容主要包罗军事技术仿生、军事战略战术仿生、军事指挥控制仿生、军事后勤保障仿生等。作为仿生学研究的主要分支之一,军事仿生技术在提高战斗力方面具有极强的生命力。

历史已经有力地证明,善用仿生技术的军队能够在战场上掌握更多先机,更易走向胜利。(三)大放异彩的仿生武器装备两次世界大战是人类有史以来规模最大、参战人数最多、使用武器最多的战争,也是人类战争手段的集中展示。

其间,军事仿生技术在战争的各个阶段、战场的各个角落随处可见,在大放异彩的同时也增加了战争的残酷性,值得人们深刻反思。在第一次世界大战期间,仿生学的开端应用就给战场气力对比带来了极大的改变。早在16世纪,人类为了探索海底就已提出了“可以潜水的船只”的构想,开始了制作潜艇的探索。

为相识决在水底自由浮沉的难题,人们绝不犹豫转向生物学习——水母、乌贼、鱼等生物都生长有鳔,可以通过调整鳔内空气的体积来灵活控制其在水下的沉浮。以此为灵感,美国独立战争时期的大卫·布什奈尔制作了“海龟号”潜艇,可以通过脚踏阀门和压力水泵控制水舱的注水和排水,到达控制沉浮的目的。“海龟号”也是史上最早用于军事目的的潜艇,举行了首次袭击军舰的实验。

到第一次世界大战前夕,潜艇经由不停的革新已经基本解决了沉浮控制和动力的难题。模仿鱼类的外形也解决了艇体外形和主战武器的问题——流线型的潜艇配备了鱼雷,具备了远距离攻击能力。第一次世界大战开始后,使用深水这个天然屏障,潜艇在舰队和口岸神出鬼没完成了一次又一次的奇袭。其中,最为重视潜艇运用的德国率先将潜艇投入战斗,取得了一战中最为辉煌的潜艇战绩。

据守旧估算,在整个一战期间,德国潜艇攻击协约国和中立国船只的战损比高达1:34,德国用损失178艘潜艇的价格击沉了约1800万吨的商船和军舰,给严重依赖海运的英国带来了极大的损失,并牵制了协约国的防御气力。今后以后,潜艇运用和反潜斗争成为了海战中不行忽视的重要课题。

不得不说,这些战果背后,都有仿生技术的孝敬。到了第二次世界大战时,军事仿生技术吸取一战的履历教训,在更好的工业基础上继续生长,发挥了越发关键的作用。

声呐就是其中的典型代表。水中探测一直是困扰军队的一浩劫题,但已有探测手段却无法胜任水中探测任务:光波和电磁波在水中的作用距离太短,难以实现有效的远程探测。

经由重复研究,人们注意到了生物界的几位探测能手:蝙蝠可以在黑夜中快速地捕捉猎物,纵然蒙上眼睛也无妨;海豚和鲸鱼可以在海里高速游泳,并发现几百米外的鱼群。经由视察,科学家发现他们都有一个配合的本事——使用超声波反射原理确定物体的位置。很快,英国水师的刘易斯·尼克森就于1906年发现了“声呐”,用于侦测潜艇。

但此时的声呐仅能被动听取声音,探测能力还比力弱。1915年,法国电气工程师和俄国电气工程师互助研发出了第一部用于侦测潜艇的主动式声呐,开启了后续声呐设备设计的先河。1923年,主动式声呐已经装备了英国皇家水师的驱逐舰队,这距离发现最早的声呐仅仅已往了17年;到1935年,皇家水师舰队中半数以上的驱逐舰都装备了声呐,不得不叹息战争对军事仿生技术的庞大促进作用。

在军事技术的生长中,进攻和防御手段总是交替革新的。在第二次世界大战中,为了躲避舰载和机载雷达对潜艇的探测,纳粹水师研制出了潜艇的“通气管”装置,可以使潜艇的充电历程更为隐蔽,大大降低了被发现的几率。与此同时,刚刚投入实战不久的声呐性能还差强人意,英国险些一度要重蹈一战时被德国潜艇宰制的覆辙。

在战败的庞大恐惧中,声呐的革新脚步从未停歇。1939年,英国在尺度声呐装置上加装了一个距离显示器,它可以指示发射深水炸弹的最佳时机。在相同原理的指导下,声导鱼雷也应运而生,即将声呐听声定位的原件配备在鱼雷上,让鱼雷追寻声音泉源发动攻击。

同时,机载的浮标式声呐也投入使用,与雷达、磁感探测等手段相互配合,形成了应对潜艇进攻的立体侦查和防御网,最终乐成挫败了纳粹德国的“狼群”战术。二、军事仿生创新的基本方式回首漫长的军事仿生史,人类已经从生物身上罗致了太多智慧。历经无数次战争的胜利和失败,军事仿生自己已成为极具庞大性和综合性的一个研究领域,似乎让人眼花缭乱。

但遵循技术自己生长的逻辑,我们总能找到技术演进的主要脉络。从模拟生物的差别灵感泉源,我们可以看到军事仿生的几种基本方式,掌握其创新的主要途径。

(一)结构上模拟毫无疑问,生物体的结构是人类认识生物最为直观的属性。结构决议功效,许多生物之所以能够在自然界生生不息就是取决于其特殊的内外结构,而军事仿生正是认识并使用了这些特殊的结构,到达了特定的军事目的。在外形结构上模拟生物最为典型的例子当属飞机。

飞机机翼的灵感主要泉源于鸟类航行时翅膀的状态。作为气体动力学首创人之一,英国科学家凯利经由细致视察和深入研究,模拟鸟翼设计了一种机翼曲线,奠基了现代机翼设计的基础。法国生理学家马雷所著的《动物的机械》一书,专门研究了鸟类航行并对鸟类的翅膀负荷和体重的关系举行了专门研究。

俄国科学家茹可夫斯基在前人基础上,提出了航空动力学理论,将模拟鸟类的结果进一步理论化。终于,在大功率轻便发念头的资助之下,美国的莱特兄弟在1903年驾驶着第一架真正意义上的飞机,实现了人类飞天的千年梦想,而飞机也在日后的战争中成为了不行或缺的主角之一。

作为优秀的“暗夜猎手”,猫头鹰的翅膀形状给梦想无声航行的人类提供了关键的启示。当今唯一的隐身战略轰炸机B-2和美国现役的F-22、F-35隐形战机等,都模拟猫头鹰的翅膀而接纳轻便且宽大的机翼,大量使用了锯齿状边缘结构的消声技术,从而平稳了高速航行中发生的大量尾部湍流,极大降低了飞机的噪声,为增强音频隐身性能立下汗马劳绩。同样,陪同着生物学息争剖技术的进步,人们对生物内部结构的认识也逐渐深入,获得了更多军事仿生方面的启发。

作为大规模杀伤性武器的代表,化学武器极具威慑力,其灵感就泉源于一种昆虫——气步甲,俗称“放屁虫”。化学武器的大规模使用始于第一次世界大战。在使用仿生技术之前,普通的化学毒剂装在炮弹内不仅腐蚀弹体,且预先制备难度大,性质极不稳定,对己方也十分危险。

一筹莫展之时,科学家注意到生物界的“化学武器专家”——气步甲。在它的肚子里有两个腺体,一个生产对苯二酚,另一个生产过氧化氢。平时两种物质不接触,一旦遇到危险,气步甲就迅速将两个腺体里的物质混淆到一起,在酶的作用下迅速生成100度的毒液喷射而出,吓退捕食者。受此结构启发,科学家研制出了先进的二元系化学武器。

这种化学武器的体内不直接装填毒剂,而是将相对无毒和或低毒且稳定的药剂划分装填在弹体内隔墙的双方或两个容器内,在弹丸航行历程中阻隔装置破裂或炸开,使两种药剂混淆迅速发生化学反映发生毒剂,到达杀伤目的。二元化学武器易于生产、储存及运输,宁静且不易失效,迅速从“伤敌一千自损八百”的双刃剑酿成了“穷人的核武器”而被大规模扩散。

虽然《克制化学武器条约》在一定水平限制了化学武器的生产,但主要针对的还是一元化学武器,一些国家因此鼎力大举生长二元化学武器,成为悬在人类头上的一把达摩克里斯之剑。长颈鹿是世界上最高的动物,其血压高达160-260毫米汞柱。在通常的明白中,在如此高的血压之下,当长颈鹿低头饮水时,大脑的位置会低于心脏,突然增高的脑部血压会使血管破裂带来危险。

但长颈鹿靠着厚实而紧绷的皮肤将血管箍住平衡了过高的血压,绝不受其影响。依照此原理,科学家设计出了供战斗机驾驶员和航天员穿的“抗荷服”。这种服装可以凭据驾驶员蒙受的局部过高血压而发生相应的反压力,提高了执行任务中的舒适性和宁静性。(二)质料上借鉴质料科学的进步使人类借鉴生物体质料的功效成为可能。

虽然人是赋予自然界全部意义的“万灵之首”,但生物的诸多特殊功效却是人体所不具备的。因此,人类在先进质料制造方面,大有向生物学习的空间。

以杀伤敌人为目的的战争给人们带来了肢体上的伤痛,不少人从战场归来,身陷残疾却终生无法回复。可是不少动物却没有这方面的烦恼,它们的身体残缺之后可以完美回复,如水螅、蚯蚓及蜥蜴等等。经由研究发现,这些生物之所以有这种“特异功效”,是因为它们的细胞受到伤害后会释放出一种刺激相近细胞发生破裂的物质,从而使身体重新长出失去的部门。

但成熟的人体却会在同样情况下排泄一种作用相反的“抑素”,抑制了同种组织的幼稚细胞发生破裂。据此原理,科学家通过化学刺激和物理刺激等方法试图使人也具备一定的再生能力并取得了乐成。早在1975年,美国医生就已乐成用这种方法资助一些儿童恢复了意外切断的手指。如果能够将此技术大规模应用于战场救护,会使许多伤残武士重获失去的肢体,享受健全人的自由。

对于如那边理枪弹造成的贯串伤等较大创口,仿生技术也有“高着”。沙塔蠕虫是一种生活在浅水中的小型生物,可以排泄一种粘性物质来粘贴沙粒和碎贝壳,为自己制作呵护所。这种粘性物质不仅粘度高、高度防水,而且能迅速凝固,是一种十分高效的粘合剂。

受此启发,美国生物工程学家杰弗里·卡普试验了一种手术用液体胶水,在特制LED灯的照射下,涂抹在器官创口上的胶水纵然在有血液的情况下也可以迅速凝固将创口关闭,甚至在心脏这种不停运动的器官上也同样奏效。这种胶水可用于弥合身体运动器官的孔洞创伤,免去了缝合带来的周围组织损伤,并大大降低了熏染风险。

该胶水已经乐成资助大鼠和狗粘合了心脏和口腔中的孔洞,并举行了开端的人体血管粘合试验,取得了良好效果。不难想象,一旦这种技术形成便携式的产物配备队伍,就可大大节约战场救护时间,并淘汰战斗人员因中弹后瞬时失血过多带来的伤亡。(三)运动方式上学习直立行走的人类在运动能力上与许多动物存在差距,因此,动物的运动能力和运动方式一直是人类学习的工具。

在军事领域也是如此。在生物个体运动方式、群体运动方式以及与情况的互动方式等方面,军事仿生都大有可为。首先,在个体运动方式上,生物给了人类关键性的启发。

例如,在莱特兄弟发现飞机之后,人类对航行速度的要求逐步提高。但受制于螺旋桨飞机航行高度的限制,飞机的最快速度局限在650公里/小时以内,航行高度也从未超出7600米。

从小受航行员父亲熏陶的英国人惠特尔对革新飞机有着浓重兴趣,立志将飞机的性能提升到一个新的高度。一次偶然的时机,他观光海洋博物馆时发现乌贼遇到危险时可以以极快的速度逃生,而推动它逃跑的正是尾部喷出的水。受此启发,惠特尔提出将涡轮发念头作为飞机的动力源,通过喷出气体的反作用力推动飞机前进,必将大大提高飞机的速度和航行高度。

几经失败和挫折,第一架喷气式飞机终于在1941年降生并试飞乐成,今后开启了飞机的超音速时代。在二战军事需求的推动下,英国与美国互助迅速生产出第一种喷气式战斗机——“流星”战斗机,并投入战场。虽然此种喷气式战斗机未能与德国的竞争对手在二战中相遇,但同样缔造了战斗机截击V-1导弹的惊人战果,名垂战史。

其次,生物的群体运动方式也引发人类思考,撬开了新技术大门。随着控制论、治理学等学科研究的深入,科学家对动物的群体运动方式发生了愈发浓重的兴趣。在军事领域最为直接的应用当属对蜂群运动方式的考察。

研究发现,蜜蜂在成群航行时能够通过与同伴的简朴交流而保持一定的队形朝向一个偏向移动,并确保同伴之间相互不碰撞。但蜂群在整个庞大的航行任务历程中却没有一个明确的指挥者。据此原理,军用无人机可以模拟蜂群的运动方式,运用智能控制系统打造出“无人机蜂群”。这种由多个无人机组成的机群不仅具备与蜂群相似的属性,而且具备难以防范、成本低廉、行动隐蔽等突出优势。

一旦技术成熟,可以完成电子战、侦查搜索、防空制空、撞击、轰炸等多种任务,是未来战场上不行忽视的无人气力。另外,生物与情况的互动方式也被人类发现,催生了改变战争的装备革新。第一次世界大战中,德军首次在阵地战中使用了毒气,毫无预防的英法联军损失惨重,5000多名官兵中毒身亡。

为了防御后续可能遭遇的毒气袭击,协约国科学家对毒气污染过的战场举行了考察,发现阵地上大量的野生动物也因毒气丧命,但野猪却奇迹般地存活了下来。通过研究野猪的习性,科学家发现野猪喜欢用鼻子拱地,当毒气来袭时,野猪将鼻子放入拱动过的土壤中,松软的土壤起到了过滤毒气的作用,使野猪逃过一劫。

据此原理,科学家用能吸附有毒物质且透气好的木炭取代土壤装入猪鼻子形状的过滤盒中迅速制造出了首批防毒面具。防毒面具一经使用连忙打破了毒气带来的庞大恐惧。经由不停革新,防毒面具如今已成为步兵的基本装备之一,为作战人员保驾护航。

三、仿生学3.0时代的未来战争如今,仿生学已经成为横跨物理学、数学、生物学、化学、治理学、信息科学、系统科学及社会学等诸多学科的交织学科,在社会生产和人类生活的各个角落发挥着不行替代的作用。借助仿生学蓬勃生长的东风,军事仿生技术也在新的起点上开启了它的3.0时代。

精致化、智能化、网络化及集成化的军事仿生技术正在颠覆现有战场格式,加速塑造未来战争的崭新面目。(一)深度开发的仿生资源生物资源的开发深度是随着人类认识能力的提升而不停加深的。已往,人们认识生物的方式比力“直观”——仅能通过肉眼视察,对生物的模拟和借鉴就只能停留在外形、宏观结构层面;光学显微镜发现之后,生物的微观结构开始揭开其神秘面纱,细胞级此外认识与仿生也由此展开;待扫描隧道显微镜发现后,人类对物质的认识能力跃升到了单个原子级别,纳米技术的迅速兴起使仿生实践开启了新时代。

模拟人类处置惩罚信息模式设计的电子盘算机极大提高了人类的事情效率,开启了信息化时代的大幕,使大规模数据仿真和数据分析成为可能。在这个信息爆炸式增长的时代,如果说有什么因素限制了仿生技术向纵深生长的话,与其说是技术工具,不如说是人类的想象力。仿生技术已经在新起点上,有了众多让人线人一新的深度生长并具备极大的军用潜力。生物膜是仿生领域近年来新兴的研究偏向。

作为生物体的一个基本组织,生物膜经由亿万年的进化,具备了近乎完美的功效:具有自由扩散、物质运输、能量转换等多种特殊能力。在充实研究生物膜的物质组成和结构特征后,科学家开发出了与其相似的仿生膜,已经在多个领域取得不俗结果。而仿生膜一旦广泛用于军事领域,特别是军事医学领域,将对军队的医学保障能力发生庞大厘革。

武士在作战时难免会遭遇种种身体创伤,有时甚至一个很小的伤口就能带来极大的损伤,甚至因此而丧命。而在野外不良的卫生条件和紧迫的战争情况中,如何高效地处置惩罚伤口一直是困扰军事医学专家的难题。仿生技术的泛起使这一难题有了完美解决的可能。

例如,美国科研人员研制出了一种外用硅基薄膜,它可以在皮肤外貌形成一个可穿着的高分子层,对下方的皮肤举行物理强化,同时提供一个透气的阻挡层。这是模仿许多生物膜所具有的生物活性,即对特定的分子具有识别和阻拦能力,对其他分子则具有高通过性。这种类似“第二层皮肤”的技术可以处置惩罚皮肤受损问题,也可以用于药物输送和敷贴伤口。

一旦制备成类似“创可贴”的便携胶布就可以资助武士快速处置惩罚皮肤上的小创口,提高生存能力。生物资源深度开发的另一典型案例就是对生物算法的模拟。仿生算法是基于对生物行为和运动的研究,通过模拟自然界中生物依靠自身调治功效来优化生存状态的行为机制,对特定决议行为举行赋值,根据生物的行为规则举行迭代盘算,输出最优化的效果。

仿生算法的优势在于不仅提高了算法在异常情况下的可用性,而且大大淘汰了针对大规模问题的搜索次数和时间,在要求快速精准决议的军事领域具有天然的应用优势。近年来各种新兴的仿生算法层出不穷,如狼群算法、蝙蝠算法、萤火虫算法及猴群算法等等。现在,它们已可用于敌我目的识别、战略决议优化、火力分配模拟等决议辅助。相信随着大数据和仿真技术的生长,仿生算法可以为战场决议提供更有价值的参照,助力制胜未来智能化战争。

此外,仿生模式识别也是已投入应用的新兴仿生技术之一。该技术是模拟人类“认识”事物的历程,使用数学方法让机械“认识”差别事物从而加以区分的理论模型,是由我国王守觉院士在2002年首先提出的。经由十多年的研究,已经取得了不俗的结果,其中一些结果已经在民用领域举行了应用。

在军事领域,仿生模式识别可以资助军队寻找目的、在人群中辨认攻击工具、识别网络攻击行为、以及检测电路系统故障等。(二)升级版的传统仿生技术军事应用宁静时期的军备,一方面限制了大规模杀伤性武器的生长,另一方面也使各国的眼光投向更具前景的高技术军备,仿生手段正是高技术军备中最具生长潜力的偏向之一。

在新质料技术、新工艺手段和大工业基础的支撑下,传统军事仿生技术获得了升级版的革新,有些甚至能够带来颠覆性的厘革。在新质料技术方面,蜘蛛丝可能给防弹衣带来革命。言语无味的蜘蛛是生物界的修建能手,蛛丝的强度比同直径的钢丝横跨4倍且具备超强的弹性和防水性,是制造防弹衣的理想质料。

但由于蜘蛛喜欢独居的习性,批量生产蛛丝就成为险些不行能完成的任务。2016年,美国“凯瑞格”生物工艺公司提出了一项斗胆的想法:将蜘蛛的基因片段植入蚕的体内使其能够吐出类似蛛丝的生物质料,从而给批量生产蛛丝防弹衣提供原料。

一旦乐成,取代现有粗笨防弹衣的将是轻薄柔软、强韧舒适的全身防弹衣,这必将大大降低战场的伤亡率,提高战士的战斗力。在新工艺技术方面,DNA盘算可能会撼动传统盘算机在特定领域的统治职位。经由漫长的探索,人类终于发现决议生物体遗传性状的关键因素——DNA,今后对DNA的认识和应用也如火如荼地展开,DNA盘算机就是一个热门研究偏向。

区别于传统盘算机以逻辑电路的崎岖电平状态作为存储信息的基本形式,DNA盘算机将信息以分子代码的形式存储在DNA上,用特定的酶对分子排列举行改变作为信息处置惩罚的工具。而反映前后分子差别的排列状态就是输入和输出效果。现在,这种看似庞大的运算方式虽然还不如传统盘算机利便快捷,但已经在特定领域显现出了传统盘算机不行替代的优势。

早在1994年,就有美国科学家阿德勒曼使用DNA盘算机乐成求解了“汉密尔顿路径问题”(即在确定起点和终点的多个点之间寻找单次行走的最短路径)。这一看似简朴的问题却没有一个现成公式可以套用,仅能通过穷举法相互比力方可求解。因此,如果交给传统盘算机,就需要大量的盘算时间。

当年,阿德勒曼使用他的DNA盘算机,仅花了一星期时间就求解出传统盘算机几年才气算出的最短路径。不难预见,在对时效性要求极高的军事行动中,快速寻找最短路径一定能够带来作战行动决议的整体改观。虽然现在DNA盘算机无法如传统盘算机一般便捷操作,但在军事领域的应用趋势已经显现,或在不久的未来投入战场。

另外,随着生物技术的广泛流传和大工业基础的日臻完善,已往成本高昂的质料和技术越来越“接地气”。越发便捷的仿生技术一方面给低成本军事应用带来了机缘,另一方面也带来了新的非传统宁静风险。耸人听闻的生物武器一度是国家和军队的专利,其制备、存储、运输等条件苛刻,需要专门的机构来操作实施,普通人难以涉足。

但陪同着生物工程技术的普及,越来越多的人掌握了基因革新技术,廉价的基因编辑工具也变得越来越容易获取,使“生物骇客”这一角色悄然泛起。这些掌握基因编译技术的专业人士,倘若被非法之徒胁迫使用合成出带有损害性基因的细菌等生物载体,一旦投入社会将造成无法预期的伤害。

因此,对于这种仿生技术滥用的非传统威胁,我们也必须提高警惕。(三)生物主导的未来战场在现有战争形态中讨论下一场战争的样式是恒久以来人类未雨绸缪的典型体现。站在信息化战争方兴未艾和智能化战争蓬勃生长的今天审视明天,生物技术已成为未来战争中不行忽视的重要角色。

生物对未来战场的主导职位,在逻辑上是由战争手段的辩证生长决议的,在实践上是由已有的技术基础决议的。纵观人类的反战史,充满着人类对扑灭自身武器的恐惧。

从《特定通例武器条约》、《克制化学武器条约》,到《全面克制核试验条约》和《全面克制核武器条约》,以及《反弹道导弹条约》等,人类不停地将耗资巨费研发出来的利剑折断。在人工智能大踏步前进的今天,人类又通过协定将这只伸向战场的手臂束缚住,防止又一种可能导向人类扑灭的武器走向失控。2016年,在第五届《特定通例武器条约》审查大会上,123个成员国一致同意于今年正式讨论可自主选择并攻击目的的人工智能武器系统带来的挑战;在2017年国际人工智能团结集会上,人工智能领域的116名专家正式向团结国揭晓公然信,呼吁接纳相关措施来制止围绕“智能武器”而展开的军备竞赛。

这种看似矛盾的行为正是体现了战争自身的辩证法:战是为了不战。然而,在生物学蓬勃生长的今天,军事仿生技术却险些未受到任何限制,所有雄心勃勃的军事气力都在革新和开发军事仿生技术上尽心尽力。固然,这与军事仿生技术尚未对现代战争直接造成颠覆性影响有关。

但历史已经雄辩地证明,生物界是军事技术无穷无尽的灵感泉源,在每一次系统性的军事革掷中,甚至在每一个微小的军事技术进步中,生物都没有缺席。甚至可以绝不夸张地讲,生物界自己就是一个庞大的武器库,已有的武器装备都直接或间接地带有某些生物的影子。因此,只要战争存在,军事仿生手段就会一直存在并生长下去,它是无法被限制和禁绝的——脱离仿生技术,到场作战的就只能是震颤着机翼的战机、丢掉护甲的坦克和非流线型的战舰,这是难以想象的。前不久,美国医疗队伍在俄收罗人体RNA和滑膜液样本一事引发惊动,人们似乎已经看到了跃跃欲试的基因武器,对军事仿生技术的担忧一度甚嚣尘上,大有基因战争即将全面打响之意。

虽然,真正的基因武器在短期内无法实现,但并不代表未来无法实现,人们的担忧并非偶然。电子盘算机的发现使人类进入了信息时代,生物技术是在信息时代之后又一酝酿着颠覆性厘革的技术领域。

对于生物技术主导未来战场的潜在可能性,人类既满怀期待又心怀恐惧。但技术的生长总会遵循其自身的逻辑不停进化,军事仿生技术在未来的深度应用已经成为一定的趋势。我们只有预先谋划,才气引领新的厘革。

同时,已经带上枷锁的武器并未永远消失,而是会以民用技术的率先生长作为技术演进的主要进路。一旦军事上的迫切需求泛起,不清除有亡命之徒打开潘多拉盒子的可能性,这是人类永远无法挣脱的“囚徒逆境”。

在这种情况下,潜力庞大的军事仿生技术作为一连性较好的一种军事技术生长思路,将会负担起生长战争的更多重任。不难预测,未来的战场将是生物技术和仿生技术饰演主角的战场,在诸多方面会引发厘革。

首先,“脑控”技术可能带来作战方式革命。该技术通过模拟人脑在发生特定情绪时脑电波的形态,以类似无线电的方式向人体直接发射“有生命的信号”从而到达改变人的情绪和心理状态、影响其行动的目的。据报道,早在2007年美军在伊拉克战场就可能实验过这种技术,曾使鏖战中的反美武装人员主动缴械投降。

由于该项技术保密级别很高,尚无更多证据验证其真实有效性,但直接作用于人脑的攻击方式已经足够引起人的高度重视。一旦大规模应用,队伍在战争打响之前就可消解敌方作战人员的战斗意志,实现另一种意义上的“不战而屈人之兵”。其次,人体增强技术可能引发战斗人员革命。

人体增强技术是指将生物技术、信息技术与机械手段等相联合作用于人类的身体,以提升感知能力、影象力、体能、生存能力等的技术。现在,已经投入试验和部门应用的单兵作战系统就是人体增强技术的集成化运用。美国最新宣布的数字化单兵系统“塔罗斯”,可以让士兵在保持高效运动的情况下蒙受更多载荷,越发快速地获取战场信息支持,并具备越发轻便可靠的防护力。

无独占偶,俄罗斯最新一代“战士-3”系统也具备类似功效,其亮点在于信息化的头盔可以集防护、信息显示、信息控制等多种功效于一体,改善操作的便捷性。这些人体增强装备一方面模拟了昆虫的装甲结构,作为所有子系统的外部载体;另一方面用电子信息手段放大了人体原有的功效,如视力、听力、大脑的影象功效等,可以说是仿生技术的集大成者。

该技术给作战人员带来的厘革十分直接,将在降低伤亡率的同时极大地提高单兵作战效能,是各国都在鼎力大举生长的军事仿生技术。最后,生物能源可能引发战场的后勤保障革命。古往今来,战争中的后勤补给一直是困扰军队的一浩劫题,人们都希望获得连续的高效能源供应降低补给成本。生物能源为这一夙愿提供了一种实现的可能。

生物能源是指通过生物的生命运动,将生物质、水或其他无机物转化为沼气、氢气等可燃气体或乙醇、油脂类等可燃液体的可再生能源。2016年1月,美军“大绿舰队”的两艘导弹巡洋舰正式服役,他们使用的混淆能源有一部门是来自废弃牛肉和牛油所转化成的生物燃料。生物燃料的使用不仅降低了装备使用的成本,而且在消耗庞大的作战行动中也淘汰了对不行再生的化石能源的依赖,是一种可连续的能源供应模式。虽然现在尚未泛起全部使用生物能源的装备,但随着生物能源效能的逐步提高和工艺革新,相信军队的能源革命指日可待。

此外,执行军事任务的动物雄师、新一代生物医疗技术等仿生手段的应用,都可能在某些方面给未来战争带来或多或少的变化。而系统性的战场革命,肯定是多种军事技术突破性希望的综合结果。因此,我们必须在多个领域同时实现跨越方可在新式战争中塑造未来。

现在,在人类的认知能力所及的规模内,已经命名了约1000万种生物,仍有约上千万种生物处在未被发现或缺乏深入研究的阶段。毫无疑问,如此庞大的生物界可以为我们提供源源不停的灵感和直接的实践参考,为军事技术创新生长带来新的机缘。

因此,美国国防高级研究计划局(DARPA)前任局长阿拉提·普拉哈卡尔也坚定地指出:“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庞大的网络中罗致灵感与解决方案,都将是十分愚蠢可笑的。”。


本文关键词:生物,逆袭,战,军事,仿生,技术,颠覆,战争,格式,鸭脖官网

本文来源:鸭脖官网进入-www.tianjinlida.com