從“美國(guó)隊(duì)長(zhǎng)”史蒂夫·羅杰斯、《再造戰(zhàn)士》中的尚格云頓，到《星際爭(zhēng)霸》中的吉姆·雷諾，體能與戰(zhàn)斗技術(shù)異于常人，所向披靡的“超級(jí)戰(zhàn)士”一直是硬核科幻影視文學(xué)作品中津津樂(lè)道的主題。近日，美國(guó)國(guó)防部的一份技術(shù)展望報(bào)告，做出了一個(gè)驚人的預(yù)測(cè)：這樣的“超級(jí)戰(zhàn)士”可能在2050年左右，就會(huì)走出科幻電影和游戲畫(huà)面，真實(shí)地活躍在戰(zhàn)場(chǎng)上
未來(lái)半機(jī)械生化戰(zhàn)士想象圖 | https://www.ibtimes.sg/
在這份名為“超級(jí)生化戰(zhàn)士2050”的報(bào)告中，美國(guó)國(guó)防部“人體運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)與健康生物應(yīng)用”技術(shù)委員會(huì)（BHPC），對(duì)未來(lái)30年中，能夠增強(qiáng)戰(zhàn)斗人員身體機(jī)能，與人體進(jìn)行整合的前沿技術(shù)進(jìn)行預(yù)測(cè)和評(píng)估。
生化人（Cyborg），又稱(chēng)半機(jī)械人，最早在上世紀(jì)60年代由NASA生物與神經(jīng)科學(xué)家曼佛雷德·克萊恩斯提出?？巳R恩斯認(rèn)為，普通宇航員難以勝任未來(lái)的長(zhǎng)距離太空探險(xiǎn)，所以必須將生物機(jī)電工程技術(shù)應(yīng)用于人體改造，以便使宇航員能夠在極端環(huán)境下更有效地完成工作。
報(bào)告指出，今天，由于人類(lèi)在基因工程、合成生物、納米、微電子以及人工智能技術(shù)領(lǐng)域即將迎來(lái)飛躍發(fā)展，所以“生化人”概念即將成為現(xiàn)實(shí)。而接受改造的“生化戰(zhàn)士”，也將重塑未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)的面貌。
鷹的眼睛，狼的耳朵
那么，“超級(jí)生化戰(zhàn)士”到底強(qiáng)大在哪里呢？大家小時(shí)候可能看過(guò)一部名為《布瑞斯塔警長(zhǎng)》的美國(guó)動(dòng)畫(huà)片，這位新得克薩斯星球上的執(zhí)法官擁有“鷹的眼睛，狼的耳朵，豹的速度，熊的力量”，而B(niǎo)HPC設(shè)想中的超級(jí)戰(zhàn)士，也和布瑞斯塔警長(zhǎng)一樣，擁有更敏銳的感官，更優(yōu)秀的身體素質(zhì)。
布瑞斯塔警長(zhǎng)的超能力，未來(lái)可以通過(guò)人體改造獲得 | http://www.fanpop.com/
首先，讓我們來(lái)看看“超級(jí)戰(zhàn)士”的超能視力。夜晚，對(duì)于戰(zhàn)場(chǎng)上的士兵來(lái)說(shuō)，是難以逾越的障礙，雖然現(xiàn)在已經(jīng)普遍裝備了夜視設(shè)備，但它的視野和功能依舊有限，且沉重不便。而未來(lái)的超級(jí)戰(zhàn)士，將在黑暗中依舊擁有穿透夜霧的視力，周?chē)h(huán)境將被他們的雙眼還原成白晝。那么如何做到這一點(diǎn)呢？密歇根大學(xué)電子工程與計(jì)算機(jī)科學(xué)教授泰德·諾里斯給出的答案是“超級(jí)隱形眼鏡”：它的原材料是石墨烯，有兩層，中間是一層絕緣層，通過(guò)測(cè)定紅外光線沖擊石墨烯材料發(fā)出的光電效應(yīng)，來(lái)“感知”光線。
經(jīng)過(guò)特殊處理的石墨烯材料，在常溫下可以正常工作，并可以縮小到指甲蓋大小，所以能夠方便地集成到隱形眼鏡和其他小型可穿戴電子設(shè)備上。
附著在小鼠視網(wǎng)膜細(xì)胞上的紅外與紫外光線感知顆粒 | https://www.sciencealert.com
不過(guò)，技術(shù)專(zhuān)家并不滿(mǎn)足，“超級(jí)隱形眼鏡”畢竟依舊是一件“外接”設(shè)備，另一批專(zhuān)家已經(jīng)在探討通過(guò)直接“改造”人類(lèi)眼球，從而讓未來(lái)的士兵具有夜間視覺(jué)——直接將感光顆粒“注入”眼球。
近日，科學(xué)家們已經(jīng)通過(guò)小鼠實(shí)驗(yàn)，成功將一種直徑約為38納米，能夠?qū)⒓t外線長(zhǎng)波轉(zhuǎn)化為可見(jiàn)光短波的納米微粒，注射到小鼠視網(wǎng)膜感光細(xì)胞中，從而讓小鼠擁有了長(zhǎng)達(dá)百日左右的“夜視”能力，并沒(méi)有引發(fā)其他副作用。由于這種微粒感光性依舊不足，不能讓小鼠感應(yīng)到連續(xù)清晰的紅外影像，所以BHPC預(yù)計(jì)，在2030年左右，才能初步解決材料問(wèn)題，并且在2050年左右能夠進(jìn)行大規(guī)模人體手術(shù)試驗(yàn)。
美國(guó)下一代TCPS設(shè)備，同時(shí)具有通訊與聽(tīng)力保護(hù)功能 | https://www.military.com/
在惡劣的作戰(zhàn)條件下，僅僅有銳利的鷹眼，還是無(wú)法全面獲悉瞬息萬(wàn)變的戰(zhàn)場(chǎng)信息，士兵的聽(tīng)力同樣重要，需要他們擁有“狼的耳朵”。具體解決方案，就是基于骨傳導(dǎo)耳機(jī)技術(shù)而研發(fā)的耳蝸植入聽(tīng)覺(jué)增強(qiáng)設(shè)備，使得佩戴者能“聽(tīng)”到環(huán)境中的次聲波與超聲波，并且有效防護(hù)戰(zhàn)場(chǎng)噪聲對(duì)聽(tīng)力的損害。
根據(jù)2012年美國(guó)國(guó)防部的統(tǒng)計(jì)，大約6%的退伍陸軍軍人患有不同程度的聽(tīng)力損傷。為此，美國(guó)陸軍正在研發(fā)下一代戰(zhàn)術(shù)通訊與保護(hù)系統(tǒng)（TCPS）,這是一種模塊化的帶有基礎(chǔ)聽(tīng)力保護(hù)功能的單兵通訊系統(tǒng)，復(fù)合材料制成的耳罩能夠有效降低士兵所乘載具噪音以及戰(zhàn)場(chǎng)武器爆炸噪音對(duì)聽(tīng)力的損害。
在此基礎(chǔ)上，科研人員希望能夠在TCPS中集成聽(tīng)力“銳化”功能。根據(jù)報(bào)告顯示，最可能采用的，就是下一代骨傳導(dǎo)耳蝸技術(shù)，它能把外來(lái)聲波，包括次聲波與超聲波轉(zhuǎn)化為數(shù)字訊號(hào)，再傳導(dǎo)至位于內(nèi)耳的接收器，轉(zhuǎn)化為電脈沖，直接“通知”聽(tīng)覺(jué)神經(jīng)，而不會(huì)損傷耳道與耳膜。
豹的速度，熊的力量
有了“鷹的眼睛”和“狼的耳朵”，接下來(lái)再看看超級(jí)士兵如何獲得“豹的速度”，“熊的力量”。在許多科幻作品中，超級(jí)士兵的神力都是通過(guò)注射各種合成藥物，或者通過(guò)穿上神奇的盔甲獲得的，比如美國(guó)隊(duì)長(zhǎng)和好基友鋼鐵俠。而現(xiàn)實(shí)中的超級(jí)戰(zhàn)士，也許會(huì)同時(shí)運(yùn)用這兩種方法，一內(nèi)一外，讓自己的身體機(jī)能超越常人。
具體來(lái)說(shuō)，這“內(nèi)外共濟(jì)”的力量增強(qiáng)術(shù)，可以拆分為兩個(gè)部分，首先是給士兵體內(nèi)注射基因編輯過(guò)的特殊肌細(xì)胞，或安裝軟機(jī)器人。麻省理工學(xué)院的機(jī)器工程博士德文·尼爾(Devin Neal)發(fā)現(xiàn)，骨骼肌細(xì)胞對(duì)于光信號(hào)異常敏感，可以通過(guò)光信號(hào)來(lái)精確控制它的運(yùn)動(dòng)。所以他就設(shè)想，將一批3D打印的基因改造肌細(xì)胞，以及軟機(jī)器人，精確植入人體骨骼肌神經(jīng)肌肉接頭，以外在光信號(hào)發(fā)射技術(shù)，精確控制骨骼肌細(xì)胞的運(yùn)動(dòng)。
肌肉表現(xiàn)增強(qiáng)功能軟機(jī)器人想象圖，由光感應(yīng)接收單元，人工骨骼肌細(xì)胞株，以及復(fù)合材料支撐的柔性增強(qiáng)人造骨骼組成 | https://www.nanowerk.com/
在實(shí)驗(yàn)室中，尼爾成功地3D打印出了已經(jīng)進(jìn)行過(guò)基因編輯，能夠?qū)晒庑盘?hào)產(chǎn)生直接反應(yīng)，并無(wú)排異副作用的小鼠骨骼肌細(xì)胞株。以不同構(gòu)造組織在一起的骨骼肌細(xì)胞株，植入后，能夠迅速響應(yīng)外部光信號(hào)，提高肌肉反應(yīng)速度與表現(xiàn)力。BHPC預(yù)計(jì)，在大約2030年，我們就能成功合成出增強(qiáng)型人類(lèi)骨骼肌細(xì)胞株，并與一套光遺傳學(xué)技術(shù)傳感緊身衣相互配合，形成一套肌肉增強(qiáng)與控制系統(tǒng)。
屆時(shí)，這套智能緊身衣，將通過(guò)遍布在緊身衣內(nèi)側(cè)的光脈沖點(diǎn)，向穿著者肌肉下與神經(jīng)束附近內(nèi)置的人造骨骼肌細(xì)胞株發(fā)送信號(hào)，這些肌細(xì)胞株可以在植入軟機(jī)器人的輔助下，幫助穿戴者實(shí)現(xiàn)肌肉疲勞快速恢復(fù)和力量增強(qiáng)。技術(shù)人員通過(guò)緊身衣的內(nèi)置智能芯片，甚至可以進(jìn)行身體動(dòng)作“編程”，通過(guò)特定組合的光信號(hào)，讓瞄準(zhǔn)射擊等動(dòng)作變?yōu)楣潭∪庥洃?，?zhí)行起來(lái)更加迅捷，精確，并且可以用于治療士兵身體機(jī)能的某些永久性損傷。
現(xiàn)代普通士兵VS裝備了全身增強(qiáng)外骨骼的“未來(lái)戰(zhàn)士” | https://visual.ly
智能緊身衣解決了體能增強(qiáng)問(wèn)題，但還沒(méi)有解決另一個(gè)大問(wèn)題——防護(hù)，這就需要另一個(gè)搭檔，軍用個(gè)人外骨骼系統(tǒng)來(lái)幫忙了。美國(guó)國(guó)防先進(jìn)研究計(jì)劃局（DARPA）在2000年啟動(dòng)了“增強(qiáng)人體體能外骨骼（EHPA）”計(jì)劃, 如今已經(jīng)有不少技術(shù)企業(yè)拿出了原型產(chǎn)品，比如美國(guó)雷神公司的全身結(jié)構(gòu)外骨骼XOS，以及洛克希德·馬丁公司的人類(lèi)外骨骼負(fù)重系統(tǒng)（HULC)。
美國(guó)雷神公司的全身結(jié)構(gòu)外骨骼XOS2代產(chǎn)品 | https://www.hardmob.com
這些產(chǎn)品以自身發(fā)動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力，在提供對(duì)士兵身體的基礎(chǔ)防護(hù)功能之外，還增強(qiáng)了他們的負(fù)重搬運(yùn)與復(fù)雜地形通過(guò)能力。另外，槍械瞄準(zhǔn)穩(wěn)定用手部機(jī)動(dòng)外骨骼（MAXFAS）也在研發(fā)中，它自帶加速度計(jì)和陀螺儀，能夠在幫助士兵負(fù)擔(dān)一部分手持輕武器重量的同時(shí)，自動(dòng)糾正士兵在射擊中的偏移動(dòng)作。
槍械瞄準(zhǔn)穩(wěn)定機(jī)動(dòng)外骨骼（MAXFAS）| https://www.popularmechanics.com
用智商碾壓你
當(dāng)然，如果只有出類(lèi)拔萃的感官、力量和速度，依舊是一介莽夫。未來(lái)的高科技軍事沖突需要更聰明的士兵。所以BHPC為未來(lái)超級(jí)生化戰(zhàn)士準(zhǔn)備的第三樣利器，就是植入大腦的神經(jīng)增強(qiáng)裝置。屆時(shí)，利用先進(jìn)的腦機(jī)界面技術(shù)，士兵不僅思維和反應(yīng)更加靈敏，還可以利用意念直接操縱武器和交通載具，甚至達(dá)成單兵之間的即時(shí)交流通訊。
早在2015年，美國(guó)國(guó)防部先進(jìn)項(xiàng)目管理局（DARPA）就啟動(dòng)了一項(xiàng)縮寫(xiě)為T(mén)NT（定向神經(jīng)塑造訓(xùn)練）的先進(jìn)研究項(xiàng)目，目的在于通過(guò)向大腦學(xué)習(xí)區(qū)域精確植入電極，促進(jìn)腦垂體分泌特定信息素，提高學(xué)習(xí)分析與記憶能力。這項(xiàng)十分“初級(jí)”的腦機(jī)連接技術(shù)依舊擁有廣闊的應(yīng)用前景，能夠大幅度縮短那些軍事高技術(shù)崗位人才培養(yǎng)的周期與投入。DARPA “TNT”項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，神經(jīng)生物研究專(zhuān)家道格·韋伯（Doug Webber）說(shuō)，未來(lái)終極目標(biāo)，是力圖將人腦變成一塊可以直接通過(guò)外設(shè)設(shè)備輸入信息與技能的ERROM（可擦寫(xiě)可編程ROM）。
這個(gè)設(shè)想，已經(jīng)部分由硅谷極客大亨埃隆·馬斯克的科技創(chuàng)新企業(yè)“Neuralink”實(shí)現(xiàn)。Neuralink初期階段的目標(biāo)，就是通過(guò)代號(hào)“縫紉機(jī)”的外科手術(shù)機(jī)器人，向人腦補(bǔ)植入電極和微型芯片N1傳感器，電流將激活那些失調(diào)和紊亂的大腦神經(jīng)元，從而治愈腦神經(jīng)失調(diào)導(dǎo)致的人體功能紊亂。不僅如此，亞利桑那大學(xué)的專(zhuān)家，已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)中通過(guò)電流刺激小鼠大腦神經(jīng)元，成功地提高了它們的聽(tīng)覺(jué)，更加速了它們的神經(jīng)反應(yīng)速度。根據(jù)BHPC“超級(jí)生化戰(zhàn)士”報(bào)告中的估計(jì)，在10年內(nèi)，科學(xué)家們就將開(kāi)始以外圍神經(jīng)系統(tǒng)（比如三叉神經(jīng)與交感神經(jīng)）為目標(biāo)，進(jìn)行外部介入人類(lèi)大腦，強(qiáng)化思維能力實(shí)驗(yàn)。而到2050年，第一批帶著腦機(jī)接口，類(lèi)似《攻殼機(jī)動(dòng)隊(duì)》中草雉素子那樣的超級(jí)戰(zhàn)士，將走上戰(zhàn)場(chǎng)。
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[4] Biotechnologies for Health and Human Performance Council，Department of Defense 《Cyborg solider 2050》,2019.11
作者：朱步?jīng)_
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