目录一、颠覆未来作战的前沿技术系列——脑科学二、颠覆未来作战的前沿技术系列——人体增强三、颠覆未来作战的前沿技术系列——石墨烯四、颠覆未来作战的前沿技术系列——超质料五、颠覆未来作战的前沿技术系列——太赫兹技术六、颠覆未来作战的前沿技术系列——微系统竣事七、颠覆未来作战的前沿技术系列——量子信息技术八、颠覆未来作战的前沿技术系列——增强现实一、颠覆未来作战的前沿技术系列之脑科学大脑是人体中最庞大的部门,也是宇宙中已知的最庞大的组织结构。21世纪,被称为“生命科学、脑科学的百年”或“脑研究世纪”,陪同着脑科学和认知科学的兴起与生长,以人类为中心的认知与智能运动研究,已进入生长新阶段。
脑科学相关技术的生长和应用能迅速提升武器装备智能化和操控意识化水平,对武器装备的生长、使用和国防军事能力建设将发生难以预见的颠覆性影响。多国启动脑科学重大研究计划多年来,人类对脑秘密的探究从未停止,已有数十位从事脑科学研究的科学家获得诺贝尔奖,脑科学在蓬勃国家已成为科学研究“皇冠上的明珠”。早在20世纪90年月,美国就率先提出“脑的十年计划”,欧盟建立了“欧洲脑的十年”委员会,国际脑科学组织也接纳多种举措推动脑科学研究的生长。
奥巴马宣布启动美国“脑计划”2013年4月,美国宣布启动“脑计划”;2014年6月,美国国立卫生研究院公布“脑计划”门路图,详细论述了脑科学计划的研究目的、重点领域、实施方案、详细结果、时间与经费估算等,提出将重点资助9个大脑研究领域:统计大脑细胞类型,建设大脑结构图,开发大规模神经网络记载技术,开发操作神经回路的工具,相识神经细胞与个体行为之间的联系,整合神经科学实验与理论、模型、统计学等,形貌人类大脑成像技术的机制,为科学研究建设收集人类数据的机制,知识流传与培训。2014年8月,美国国家科学基金会宣布,将资助36项脑科学相关项目,涉及实时全脑成像、新的神经网络理论以及下一代光遗传学技术等。
美国国防高级研究计划局(DARPA)近年来启动了数十项旨在提高对大脑动态和机制的相识、推进相关技术应用的项目,包罗可靠神经接口技术项目、革命性假肢、恢复编码存储器集成神经装置、重组和加速伤势恢复项目、将模拟大脑用于庞大信号处置惩罚和数据分析项目等。2013年,欧盟委员会宣布将“人脑工程”列入“未来新兴技术旗舰计划”,力争荟萃多方气力,为基于信息通信技术的新型脑研究模式奠基基础,加速脑科学研究结果转化。
该计划被认为是现在世界最先进的脑科学大型研究计划,由瑞士洛桑理工学院统筹协调,欧盟130家有关科研机构组成,预算12亿欧元,预期研究期限10年,旨在深入研究和明白人类大脑的运作机理,在大量科研数据和知识积累的基础上,开发出新的前沿医学和信息技术。该计划首先使用30个月的时间,建设涉及神经信息学、大脑模拟、高性能盘算、医学信息学、神经形态盘算和神经机械人等6座大型试验与科研基础设施。
这些设施将对全球科技人员开放,邀请世界顶尖科学家到场研究。此外,日本、德国、英国、瑞士等国也都先后推出本国的脑科学研究计划。脑科学研究在全球掀起新热潮进入21世纪以来,随着相关理论的完善和新实验工具的涌现,大脑最深层的一些秘密开始浮出水面。特别是近年来,西欧发作“脑”竞赛,全球围绕大脑的研究掀起新一轮热潮,与大脑有关的科学发现不停涌现,为脑科学的大规模推进与应用奠基了基础。
在研究与探索脑结构方面,2012年,哈佛大学的科学家研究出了一种新的核磁共振扫描技术,用于探索人类大脑内部结构;DARPA与美国威斯康辛大学麦迪逊分校互助,研发出探究人脑神经结构与功效之间联系的脑研究技术;2014年,在DARPA可靠神经接口技术项目的支持下,威斯康辛大学麦迪逊分校的研究人员开发了新的脑结构研究技术,这项技术对大脑中神经网络运动的可视化和量化研究具有重大孝敬。在脑信息获取技术方面,脑电信号破译研究、神经运动信息还原视觉图像研究、神经运动信息支持行为与神经元关系研究、神经运动信息再现人类梦乡研究等均取得了新希望。例如,澳大利亚Emotiv公司开发出了一种能够翻译人类8种生理体现和7种心情的脑电信号装置;美国、德国和英国的研究人员实现了使用磁共振成像技术将大脑运动信息转换成想象物体图形;DARPA近期正在开发新型大脑植入物,实现对大脑信号的实时跟踪与响应;2014年,DARPA启动“神经功效、运动、结构与技术”项目,加速和简化对大脑的3D分析,使整个大脑成像只需220天。
在脑机接口技术方面,多国开展了一系列技术验证并取得突破,实现了大脑控制外界设备以及大脑控制另一生物体的异体控制。2008年,位于美国北卡罗来纳州的科学家从植入猕猴脑部的电极获取神经信号,通过互联网将这些信号连同视频一起发给日本的实验室,最终美国猕猴乐成地“用意念控制”日本实验室里的机械人做出了相同的行动;美国布朗大学2013年研制出首个洋火盒巨细的脑机接口无线毗连装置,可将脑部数据传输至1米内的其他设备;2013年3月,英国研究人员开发出第一种用于控制飞船模拟器的脑机接口装置,美国科研人员又建立了盘算机模拟法式,将脑机接口装置戴在头上后,通过人脑意念便可控制飞船模拟航行;2015年6月,俄罗斯“未来研究基金会”卖力人表现,以思维控制机械的脑机接口在俄研发乐成,该脑机接口使用在医学上广泛普及的脑电描记法来捕捉脑电运动。在“脑对脑”控制方面,2013年2月,美国杜克大学的研究人员将划分位于美国和巴西的两只大鼠的大脑,通过植入脑内的芯片和盘算机建设相互之间的脑电波传输回路,实现了乐成率为65%的脑对脑异体控制实验;2013年8月,美国华盛顿大学宣布了人类首次非侵入式脑对脑接口实验,不需要在大脑内插入电极,一人乐成遥控了另一人的手部运动;2014年2月,美国哈佛大学医学院等机构使用一只作为发出指令的“主体”猴子和一只作为吸收指令的猴子实现了异体操控,任务完成率高达98%。
用于模拟“脑控”飞船的实验装置此外,近期脑研究与应用领域还取得了许多重要希望。例如,美国塔夫茨大学乐成建立出三维脑状组织模型,功效和结构特征类似于大鼠脑组织,可用于研究脑功效,开发治疗脑功效障碍新疗法;2013年,德国比勒费尔德大学物理系的研究人员制造出有学习能力的纳米忆阻器元件,每个巨细只有人类头发直径的1/600,该忆阻器将作为设计人工大脑的关键部件;2014年9月,西班牙、法国、美国科学家团结开展实验,使用脑电波和仪器设备实现“人际交流”,乐成将两个单词从一位印度志愿者脑中传送到8000千米外的法国实验人员脑中,这是人类首次“险些直接”地通过大脑收发信息;2015年7月,澳大利亚墨尔本皇家理工大学和美国加利福利亚大学的研究人员通过使用纳米尺度的忆阻器矩阵,制造出了世界上第一个能模拟人脑的电子影象细胞;当前,DARPA启动了一个新项目,旨在研究“神经重播”在形成影象和回忆历程中的作用,从而资助人脑更好地记着详细的偶发事件,更快地学会技术。脑科学军事应用潜力庞大脑科学研究具有庞大的潜在军事价值,可直接应用于现代战场的多个领域,包罗催生新型脑控武器和智能化妆备,提高作战人员知识与作业能力,优化军事训练与决议,改善武士神经与精神损伤的救治,推动心理战的升级等。脑科学的军事应用主要体现在“仿脑”“脑控”和“控脑”三个方面。
“仿脑”,即借鉴人脑结构方式和运行机理,开发出全新的信息处置惩罚系统和越发庞大、智能化的武器装备,甚至研发出与人类很是靠近的智能机械人。近期“仿脑”的热点领域主要包罗开发模拟人脑的神经形态芯片、具备人脑处置惩罚功效的仿脑处置惩罚器、开发认知盘算技术等。这些“仿脑”技术的问世与应用将大幅提高无人系统的智能化水平,还可能给包罗云服务、机械人、超级盘算机在内的多个领域带来重大厘革。
神经形态芯片近期成为最令人瞩目的“仿脑”技术应用,台甫鼎鼎的《科学》杂志和美国麻省理工学院《技术评论》杂志均将神经形态芯片评为2014年十大科技突破之一。2013年,瑞士和美国科学家团结研制出了一种脑神经形态芯片,能够实时模拟大脑处置惩罚信息的历程;美国陆军研究室通过模拟人脑思考历程开发出一种量子神经元盘算机芯片;美国高通公司近期也通过模拟神经结构和大脑处置惩罚信息方式开发出了大脑芯片;2014年8月,在美国DARPA项目资助下,IBM公司宣布乐成研制第二代类脑盘算芯片“真北”,该芯片架构类似人脑,集运算、通信、存储功效于一体,与第一代芯片相比,“真北”神经元由256个增加到100万个,突触数量由26.2万个增加到2.56亿个,包罗54亿个晶体管,每秒可执行460亿次突触运算,总功率仅为70毫瓦;2015年,美国加州大学和纽约州立大学石溪分校的一个团结研究小组,首次仅用忆阻器就建立出一个神经网络芯片,从而向建立更大规模的神经网络与人造大脑迈出了重要一步;英国嵌入式处置惩罚器厂商ARM与曼彻斯特大学、海德堡大学互助研究的神经形态芯片已经被纳入欧洲人类大脑计划,并获得支持。
欧洲方案与美国方案相比,单元面积功耗较高,但神经元模拟更靠近生物神经元,因此在模拟大脑方面也被报以更大希望。在“仿脑”处置惩罚器方面,美国DARPA多年来致力于生长能够模拟人脑认知和推理能力的类脑处置惩罚器,已经开展了“传感与分析自适应局部学习”等多个项目;2012年,谷歌公司实验室的研究小组通过模拟人脑中相互毗连、相互相同、相互影响的“神经元”,由1000台盘算机、1.6万个处置惩罚器、10亿个内部节点相毗连,形成一个“谷歌虚拟大脑”;2015年,IBM公司使用48块“真北”试验芯片构建了一个“电子大脑”,每一块芯片都可以模拟大脑的一个基本构件,该试验系统可以模拟4800万个神经细胞,基本可以与小型啮齿动物大脑的神经细胞数齐平。IBM开发出的神经元盘算机原型,它搭载了16颗“真北”芯片认知盘算是一种模拟人的认知、智能息争决问题方式的盘算技术。
外洋主要军事强国以未来军事应用为牵引,努力推进认知技术的生长。例如,美国通过实施自学电子攻击技术、认知无线电台技术、基于认知的协作决议感知认知模型、基于脑电波识别和认知算法的战场威胁探测技术等项目,鼎力大举推进认知盘算技术在武器装备领域的应用。2014年,美国空军研究实验室授予通用电气公司一份高性能嵌入式盘算系统条约,以模拟人类中枢神经系统的信息路径,该系统可推动开发与部署自适应学习、大规模动态数据分析和推理的先进神经形态体系结构和算法。“脑控”,即通过大脑实现对外界物体或设备的直接控制,淘汰或替代人类肢体操作,从而提高作战人员操控武器装备的灵活性和敏捷性。
近年来,“脑控”应用获得进一步生长:日德研发出了“脑控”车辆;德国慕尼黑工业大学航行系统动力学研究所首次乐成展示了“脑控”航行;美国明尼苏达大学乐成研制出能够用意念控制的四轴航行器,其躲避障碍物乐成率高达90%;英国科学家开发了专门的脑机接口装置来控制飞机和飞船模拟器;美国DARPA开展了名为“阿凡达”的尖端军事科研项目,旨在探索扩展人类性能,获取神经代码举行整合,以控制进攻性武器和系统,DARPA还在2013财年投入700万美元研发一种自主式双脚机械人,能够让士兵在战场上远程控制,以替代士兵执行部门作战任务,如放置监视设备、搜索并攻击修建物内的威胁目的、救助伤员、设置障碍物等。明尼苏达大学脑机接口装置控制航行器实验场景“控脑”,即使用外界干预技术手段,实现对人的神经运动、思维能力等举行滋扰甚至控制,导致泛起幻觉、精神杂乱甚至做出违背己方利益的行动,其关键是开发能够监测和干预大脑思维运动的信息系统。“控脑”现在产物应用还较少,美国DARPA团结商业机构开展了相关的观点研究,主要包罗:通过盘算机模拟脑电波控制人体的心理反映和思维,通过特殊频率的无线电波与人体脑电波作用发生催眠效果,神经系统脑电波声音利用项目等。
结 语脑科学的生长对于人类相识自身神经精神领域有着重要的价值与意义,同时也具有强大的军事应用前景,将推动军事领域的重大厘革。当前,脑科学研发已经成为时代潮水不行阻挡,其大规模进步必将为人类带来一个日新月异的新世界,我们应该实时未雨绸缪,趋利避害。二、颠覆未来作战的前沿技术系列之人体增强人体增强是综合使用生物、信息、机械等领域的技术作用于人类的身体,使人的体力与脑力获得革新与提升的前沿技术。如果将自然给予人类的人体性能看做是最基本的1.0系统,那么通过人体增强技术,人体的综合性能将获得大幅度提升,进入人体系统2.0时代。
人体增强技术可以使普通人以及武士获取逾越自己身体极限的神奇能力,在多领域的应用前景和颠覆性影响令人瞩目。多家机构展望人体增强技术的庞大潜力多个世纪以来,人类一直梦想着能够逾越人类的一切束缚与限制,成为一个完美的“超人”,也一直在探索能够使人类尽可能地变得越发强大的方法与技术。随着科学技术的生长与应用,人们不再局限于使用一些自然的方法来循序渐进式地提高自身的基本能力,而是通过更直接和快速的方法来提高和完善人类的技术和能力。
例如,通过药物或芯片改善人类的情绪、认知和影象,通过脑机接口控制或放大人的意念,通过外骨骼提升人的体能,通过人工耳蜗、芯片植入、智能眼镜改善人的视听感官能力等。美国国家科学基金会对“人体性能增强”这个词的解释是,任何暂时性或永久性突破人类现在身体极限的实验,使用的手段可以是自然的也可以是人工的。
美国科学院、英国皇家学会等重要的科学机构与情报机构相继揭晓一系列陈诉,对人体效能革新,特别是人体增强给予高度关注,并预言人类即将迎来人体增强的新时代。美国国防高级研究计划局(DARPA)于2014年4月新建立了生物技术办公室,旨在研究使士兵保持最佳战斗力以及迅速、全面恢复战斗力的新技术。近期,各方重点关注的人体增强技术包罗:视网膜植入、人工耳蜗等视听增强技术;药物、大脑植入、脑机接口等脑力增强技术;外骨骼等体力增强技术。美国国家科学院研究并公布的名为《人体效能革新:国际研究现状及未来展望》的陈诉指出,医学、生物学、电子学和盘算技术的生长已经使得革新人体的能力日益成熟,而且这类创新会被各国军队接纳。
2012年11月,英国皇家学会、英国科学院等4家机构团结公布了名为《人体增强与未来事情》的陈诉,指出人体增强技术未来将彻底改变人类的生活事情方式,陈诉关注的人体增强领域主要为认知增强与生理增强两大类,包罗认知增强药物改善影象力和注意力,使用助听器和视网膜植入改善感知,使用仿生肢体恢复运动能力,以及认知训练、大脑刺激等技术。2012年12月,美国国家情报委员会公布《2030全球趋势:多元化世界》陈诉,预测到2030年,人类有可能通过选择一些科学手段让自己变得越发智慧、康健与强壮,陈诉将这些能够增强人类性能的科学手段统称为人体性能增强装置。
全球技术研究和咨询公司Gartner也在其2013年公布的《2012~2013年技术曲线成熟度》陈诉中预测,除了信息技术的多项前沿科技将突飞猛进地生长,另一项将在市场形陋习模的技术就是人体性能增进装置,将提高人类感知能力与体能。这其中包罗机械外骨骼、脑机接口、视网膜植入、听觉增进装置,甚至是提高智力的神经性药物。视听增强——更有效的感知《2030年全球趋势:多元化世界》和《2012~2013年技术曲线成熟度》陈诉均高度关注视觉增强技术。
视觉增强技术包罗两类:一是指能够修补视力的眼内植入物,可以吸收视觉影像,并转化为电子信号刺激神经,将信息传入大脑;二是指使用伸缩式隐形眼镜、夜视隐形眼镜、智能眼镜等新型可穿着设备,实现对情况更好的感知。通过眼内植入技术,人类能恢复并提升原有视力。
2013年,德国图宾根大学的科学家开发出了一种微芯片,该芯片约为3毫米巨细,由1500个像素点组成,每个像素都有自己的放大器和电极。这种外部供电的光敏微芯片将通过手术植入患者的视网膜外貌下方,能使视网膜病变的瞽者重见灼烁。2013年7月,英国使用胚胎干细胞造就出视网膜感光细胞,将这些细胞植入盲鼠眼睛的视网膜,乐成地在眼睛和大脑之间形成了神经联系。2015年,加拿大研究出一种新的仿生镜片,眼内植入这种镜片后,视力有问题的人能将视力恢复到最佳水平。
使用先进的视觉增强可穿着技术,实时感知和相识原来无法直接视察的战场情况,让人们酿成“千里眼”。士兵将离别对繁杂粗笨的侦察、通信设备的依赖,实时吸收来自数百千米以外指挥部传输的指令、舆图等信息,查询、获取和感知来自其他侦察系统的动态情报。DARPA在“士兵视觉增强系统”项目下开始研发一种隐形眼镜,该隐形眼镜可以增强作战人员的正常视力,佩带该隐形眼镜的作战人员可以看到虚拟的、增强现实的图像,整个历程无需借助庞大粗笨的仪器。2014年,美国密歇根大学的科学家将可感应光子的石墨烯薄层嵌入到镜片之中,发现了一种比指甲还小的夜视隐形眼镜原型,使昏暗的图像看起来更明亮,该技术的应用将使未来武士取下头盔上粗笨的夜视镜,代之以轻便的夜视隐形眼镜。
此外,DARPA现在正在资助一个新型隐形眼镜项目,该隐形眼镜能够让人眼具备2.8倍光学变焦能力。除了视觉能力的增强,听觉也是人体增强的重要内容之一。
人工耳蜗是一种电子装置,由体外言语处置惩罚器将声音转换为一定编码形式的电信号,通过植入体内的电极系统直接兴奋听神经来恢复或重建聋人的听觉功效。现在,世界上已经有凌驾30万人使用耳蜗植入方式,替换在听觉方面存在故障的耳朵,以恢复听力。2013年5月,普林斯顿大学工程师使用3D打印技术制造出世界第一个仿生耳,该装置可以吸收声波与超声波信号。
脑力增强——更智慧的决议通过对人的脑力增强,可以提高士兵的学习效率与影象力、淘汰疲劳和提高警醒性,甚至可以实现大脑对外部机械的意念控制,最终使人具有更好的认知与决议能力。使用电磁刺激、大脑植入和神经性药物等可以提高士兵的学习效率,让人更长时间地集中注意力,淘汰疲劳和提高警醒性;使用脑机接口技术,大脑可以直接控制机械,也被称为“意念控制”,其涵盖的层面很广,包罗智慧型义肢、机械人甚至车辆和武器等。在影象增强方面,使用神经性药物可以提高人的影象力和思考速度。
此类药物能让人更长时间地集中注意力,提高学习能力。但神经性药物也存在庞大的副作用,会泛起头晕眼花、吐逆、视力衰退、神志不清等。
2012年,德国科学家发现大脑内的神经通报物质多巴胺有提高影象的能力,有助于研发提高影象的药物。在使用电磁信号刺激大脑方面,当前研究的重点在于通过电、化学或生物方法来刺激人的神经系统,增强人的精神和情感能力。神经刺激方法可能包罗:用电子设备直接刺激神经组织的经颅直流电刺激、经颅磁刺激和脑深部电刺激。
研究显示,脑经颅电磁刺激可以提高士兵的学习效率、淘汰疲劳和提高警醒性,通过大脑刺激学习更多知识的受试者对知识的影象可延伸数月。近期,美国陆军研究实验正在研究使用最新的神经刺激技术来检测大脑状态,以及改善明白能力、目的感知和决议能力。使用大脑植入物提升人脑影象能力、恢复因伤病引起的失忆已成为近期脑力增强的热点。DARPA在该领域摆设了多个项目。
2013年,DARPA启动了“恢复主动影象”和“基于神经技术的新兴治疗系统”两个项目。前者目的在于开发神经信号分析与解码新方法,应用神经刺激促进脑损伤后影象编码的恢复,开发植入式神经设备资助患者恢复影象,以及相识如何对人类大脑的右半区举行刺激和磨炼,以提高士兵的反映速度和瞬间影象能力;后者目的在于开发能够为患有创伤后应激障碍和其他神经疾病的患者提供资助的大脑植入物。
DARPA于2015年新启动了一个称为“恢复生动影象与回放”的项目,旨在研究确定大脑哪些部门决议着影象和回忆的形成,从而资助人脑更好地记着详细的偶发事件,更快地学会技术。意念控制技术当前致力于辅助伤残武士重新获得行动能力,未来则有可能实现对武器装备的意识操控。在意念控制义肢方面,美国匹兹堡大学的研究项目在一位颈部以下瘫痪的女患者脑运动皮层植入传感器,使其单凭意念即可操作机械手臂将一块巧克力送入口中,比以往的研究更靠近于一个正凡人的肢体;2014年,DARPA在“革命性义肢”项目中,乐成研发了名为“DEKA”的仿生机械手臂,该手臂具备近真实的控制能力,可用于资助失去手臂的人员恢复生活能力;2015年,美国约翰·霍普金斯大学的研究团队开发出新一代智能义肢,其拥有26个枢纽,能像正常的手臂一样由人的大脑控制,可以抓举20千克的重物。
在意念控制机械方面,2012年,DARPA启动了“阿凡达”项目,目的是研制可通过意念控制的机械人,有望在未来取代士兵征战沙场。美陆军研究实验室正在研究一项技术,使得士兵仅通过意识就可以实现对军用系统的直接控制。在该研究偏向下,陆军实验室正在资助研究两个项目:一是通过实时记载大脑运动,研制一种可探测潜在表达和监控使用人员关注点、意图的原型系统;二是寻求明白大脑信号的生理性生物标志,用于探测潜在表述和特征状态。
2014年,德国慕尼黑工业大学的研究人员首次乐成展示了脑控航行;2015年6月,俄罗斯“未来研究基金会”表现,以思维控制机械的脑机接口研发乐成。体力增强——更强大的行动外骨骼是一种人员可穿着的机电一体化设备,主要用于增强穿着者的气力、速度、耐力等,一般由感知系统、控制系统、动力系统、仿生机械系统和能源系统组成。未来,随着技术的生长,外骨骼埋植技术将可以实现把外骨骼埋植在机体内,成为一种替代骨骼,大大增强人类先天的能力,修复丧失的机体功效。
近年来,美国、俄罗斯等国军队陆续启动了多个军用外骨骼项目,以增强士兵的作战能力,同时保障士兵的身体康健。美国DARPA的“增强人体性能外骨骼”项目旨在研制可资助地面士兵携带更多武器、更好护甲和更多补给的外骨骼系统。在该项目资助下,美国加州大学伯克利分校开发出了BLEEX下肢外骨骼系统,雷声公司开发出XOS全身式外骨骼系统。BLEEX整体由1个用于负重的背包式外架、2条机械腿及相关的液压驱动装置组成,自重45千克,可负重35千克,使用者感受只有2千克。
洛克希德·马丁公司团结加州大学伯克利分校在BLEEX基础上,配合推出了被称为“人体负重外骨骼”的仿人体结构特点设计的外穿型机械骨骼,系统由钛合金制成的机械腿、驱动装置及控制盘算机,以及背部的负重部门、散热单元等组成,其既能够使士兵完成爬行、深蹲、提举重物等一系列行动,又可淘汰士兵因提举较重战斗载荷而引发的肌肉骨骼损伤。“人体负重外骨骼”总重约32千克,最大负重凌驾100千克,可保证穿着者以4.8千米/每小时的速度背负90千克重物一连行走1个小时。
2010年头,雷神公司推出革新型XOS 2外骨骼系统,《时代》杂志将这一装备评选为2010年“最具震慑力”的发现。XOS 2是由一系列结构、传感器、执行机构和控制器组成的,主要使用高压液压驱动,堪称真实版的“钢铁侠战衣”。
该外骨骼可使穿着者将重约90千克的重物重复举起几百次,而且不会感应疲劳,同时还可重复击穿厚度为3英寸的木板。法国的“鼎力大举神”可穿着式外骨骼能够辅助士兵,并增强其在战场上的负重能力和持久作战能力。“鼎力大举神”外骨骼主要由机械腿(联合了机械装置、盘算机和电子装置)和背部支撑架组成,使穿着者能够轻松背负重物。
“鼎力大举神”可携带100千克重物,使穿着者以4千米/小时的速度行进约莫20千米。2015年,德国斯图加特一家工程研究机构研发出一种名叫Robo-Mate的可穿着外骨骼系统,可为体力劳动者提供手臂、腿和背部的金属机械支撑,令他们事情时托举、负重能力提高到10倍。
可穿着在士兵作战服内里的轻质、柔性外骨骼,成为军用外骨骼生长的新偏向。“勇士织衣”是DARPA组织研制的一种重量轻、柔韧性好的内穿型作战服,它更像是肌肉、枢纽的感应“增强器”,不仅具有传统的防弹功效,还能增强人体性能,使士兵能背负重物长时间行军。
美军对“勇士织衣”的作战指标要求为:功率小于100瓦,不到9千克重,电池重约4.5千克,在不充电情况下可连续事情24小时,士兵背负45千克重物、以1.25米/秒的速度在平地上行走时,可以淘汰25%的代谢消耗。“勇士织衣”的特点主要有4个方面:一是负重智能漫衍于士兵全身,以减小作用力;二是可减轻和预防士兵损伤,增强体能;三是可重复使用能量,以降低能耗;四是柔韧性和灵活性好,轻便舒适耐用。2013年5月,美军特种作战司令部提出研制供士兵使用的“战术突击轻型作战服”,这种作战服接纳外骨骼装置减轻士兵负重的体力消耗,并集成了可瞬间固化的液体防护装甲、温度调治装置、救护装置和态势感知装置等。
由于篇幅较长,其他三种下期见。
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