世界各國(guó)科學(xué)家利用各種高科技裝備,,打造出未來(lái)“超級(jí)戰(zhàn)士”。在未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)中,,超級(jí)戰(zhàn)士們將頭戴虛擬現(xiàn)實(shí)的頭盔式顯示器,,身著帶有自動(dòng)修復(fù)功能的盔甲和智能貼身服,并且裝備能追蹤目標(biāo)自動(dòng)改變彈道的彈藥武器,,以及可被用來(lái)遠(yuǎn)程開辟戰(zhàn)場(chǎng)的微型無(wú)人機(jī),。
縱觀人類歷史,戰(zhàn)爭(zhēng)一直是推動(dòng)科學(xué)躍進(jìn)的強(qiáng)大動(dòng)力之一,。無(wú)論是大到太空旅行,,還是小到超級(jí)膠水,強(qiáng)力膠帶和微波爐的研發(fā),,它們的起源都與戰(zhàn)爭(zhēng)和軍事密不可分,。如今,軍事領(lǐng)域的大量發(fā)明,,不僅僅著眼于完成任務(wù),,更側(cè)重于如何神速完成任務(wù),并讓士兵們毫發(fā)無(wú)損地從戰(zhàn)場(chǎng)中歸來(lái),。
戰(zhàn)爭(zhēng)的(虛擬)現(xiàn)實(shí)
借助如Oculus Rift之類的頭盔顯示器(HMD)或虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡,,戰(zhàn)士們只要轉(zhuǎn)動(dòng)頭部和身體,,就可獲取不同的現(xiàn)實(shí)360度3D環(huán)境視圖,然后研究制定戰(zhàn)斗方案,,例如如何在敵人火力下第一時(shí)間援救受傷戰(zhàn)友,。
一名美國(guó)士兵正使用步兵訓(xùn)練系統(tǒng),。該系統(tǒng)為使用者提供了一個(gè)身臨其境的戰(zhàn)場(chǎng)模擬環(huán)境。
舉個(gè)例子,,雖然空軍訓(xùn)練早有運(yùn)用到戰(zhàn)場(chǎng)模擬,,但是今天的戰(zhàn)士們將在虛擬現(xiàn)實(shí)戰(zhàn)場(chǎng)中考核戰(zhàn)斗技能,。借助如Oculus Rift之類的頭盔顯示器(HMD)或虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡,戰(zhàn)士們只需轉(zhuǎn)動(dòng)頭部和身體,,就可通過(guò)頭戴式裝備內(nèi)置的跟蹤系統(tǒng),,獲取不同的現(xiàn)實(shí)360度3D環(huán)境視圖,然后研究制定戰(zhàn)斗方案,,例如如何在敵方火力下第一時(shí)間援救受傷戰(zhàn)友,。
一些戰(zhàn)場(chǎng)模擬計(jì)劃甚至更為真實(shí)。在波蘭軍隊(duì)的綜合反饋訓(xùn)練中,,一旦戰(zhàn)士被“擊中”,,就會(huì)感到一陣微弱的電擊。作為該模擬理念的忠實(shí)粉絲,,美國(guó)國(guó)防部要求每位戰(zhàn)士都有一個(gè)虛擬化身,,以反饋檢驗(yàn)單兵作戰(zhàn)技能中的優(yōu)缺點(diǎn)。
靈活的外骨骼系統(tǒng)
由美國(guó)洛克希德-馬丁公司旗下伯克利仿生公司研發(fā)的人類負(fù)重動(dòng)力外骨骼HULC,配備鋰離子電池,,可持續(xù)提供72小時(shí)工作電量,。配備HULC的戰(zhàn)士可輕松背負(fù)91公斤重物品,這些重量被均勻地分散到從臀部到腿部的外骨骼上,。
早期軍用外骨骼系統(tǒng)非常失敗,,因?yàn)榇┐髡叱3S昧^(guò)猛,無(wú)法操控自如地控制行動(dòng),。
在科幻小說(shuō)中,,常常能看到戰(zhàn)士們身著形態(tài)各異的外骨骼系統(tǒng),未來(lái)這些裝備將成為現(xiàn)實(shí),。
“EXOSKELETON”一詞起源于希臘語(yǔ),,意指“外層骨骼”,。仿效昆蟲堅(jiān)硬外殼研制的新型外骨骼系統(tǒng)為液壓結(jié)構(gòu),可令穿戴者瞬間變得高大威猛,,四肢活動(dòng)范圍更廣,,毫不費(fèi)力就可大步流星且舉重若輕。
早在20世紀(jì)60年代,,美軍就開始著手試驗(yàn)外骨骼系統(tǒng)性能,,例如,美國(guó)通用公司研制的名為“哈迪曼”單兵可佩戴裝備,,就可以令士兵力量增大25倍,。借助外骨骼系統(tǒng),戰(zhàn)士們可以像舉0.5公斤物品似的,,輕松舉起11公斤貨物,,并接收力反饋——類似于游戲遙桿——這樣戰(zhàn)士就會(huì)對(duì)物體阻力有個(gè)大致概念。
這些試驗(yàn)項(xiàng)目最終都以失敗告終,,因?yàn)樵缙诘耐夤趋老到y(tǒng)常令穿戴者動(dòng)作過(guò)猛,,難以進(jìn)行輕柔動(dòng)作。如今,,許多外骨骼系統(tǒng)都被廣泛用于心臟醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,,例如,由“雷神-薩科斯”公司為美國(guó)陸軍研發(fā)的XOS和XOS二代,、法國(guó)RB3D公司研制的“大力神”可穿戴式外骨骼,,以及美國(guó)洛克希德-馬丁公司研發(fā)的人類負(fù)重動(dòng)力外骨骼HULC,最初目標(biāo)都是軍事用途,。
美軍單兵配備的物品種類繁多,,有標(biāo)準(zhǔn)化武器、彈藥軍火,、水和干糧,、急救包和救生工具、衛(wèi)星電話和GPS,、頭盔和盔甲,,隨著裝備的不斷增加,其重量也不斷增加,,戰(zhàn)斗指揮官的憂慮也日益增長(zhǎng),,因?yàn)槭勘现剡_(dá)36到45公斤的裝配四處奔走的后果的確非常糟糕,有時(shí)甚至是致命的,。
由美國(guó)洛克希德-馬丁公司旗下伯克利仿生公司研發(fā)的軍用動(dòng)力外骨骼HULC,,很好地解決了這個(gè)問(wèn)題。HULC配備鋰聚合物電池,一次充滿電后,,穿戴它的戰(zhàn)士可輕松背負(fù)91公斤重物持續(xù)跑一個(gè)小時(shí),,這些重量被均勻地分散到從臀部到腿部的外骨骼上。軍事研究專家簡(jiǎn)斯汀-布隆克解釋說(shuō):“將單兵裝備重量分散到軍用外骨骼上的優(yōu)勢(shì)顯而易見,,它可以提高戰(zhàn)士的戰(zhàn)斗耐力和效率,。假設(shè)一個(gè)人背著40公斤的重物巡邏數(shù)小時(shí),一旦全身著火要匍匐前進(jìn),,他將無(wú)法再重新爬起來(lái),!”
相比早期研發(fā)的外骨骼,HULC的靈活性非常強(qiáng),,其鈦金屬框架中分布有大量傳感器,,這些傳感器與外骨骼中搭載的微電腦相連,會(huì)自動(dòng)偵測(cè)穿戴者的行動(dòng)意圖,,然后驅(qū)動(dòng)液壓組件做出相應(yīng)動(dòng)作,。但是,由于HULC自身未提供任何裝甲保護(hù),,因此這種裝甲服對(duì)步兵而言并不實(shí)用,。
布隆克認(rèn)為,目前HULC軍用外骨骼的最根本問(wèn)題仍是電池能量問(wèn)題,。配有裝甲保護(hù)的負(fù)重外骨骼,,如果要?jiǎng)偃诬娛氯蝿?wù)的話,它至少需要持續(xù)工作10小時(shí),。然而,,一旦HULC的電量用盡,那么它不但不是幫手,,反倒是累贅,。洛克希德公司目前正計(jì)劃不斷改進(jìn)HULC系統(tǒng),如為其配備電化固體氧化物燃料電池,,以保證穿戴者能以16公里/小時(shí)的速度前進(jìn),,負(fù)重持續(xù)行進(jìn)時(shí)間長(zhǎng)達(dá)72小時(shí)。
減少損傷的智能貼身服
美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局目前正在測(cè)試“網(wǎng)絡(luò)勇士”項(xiàng)目,研制一件柔軟舒適,、輕量級(jí)的貼身配件,,它運(yùn)用電腦控制面料,可幫助士兵減少損傷和疲勞,。士兵將這件貼身服穿在軍裝里,,可以用來(lái)保護(hù)腿部和關(guān)節(jié),所需電量?jī)H為100瓦,。
軍事科學(xué)專家布隆克認(rèn)為:“如果改變某種物體的結(jié)構(gòu)到納米級(jí),,就可以研制出更多高抗擊性能的材料,因?yàn)榧{米級(jí)材料無(wú)懈可擊,。你可以設(shè)計(jì)一種格子結(jié)構(gòu),,而不必鑄燒它?!?/span>
美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局目前正在測(cè)試新型士兵服裝“網(wǎng)絡(luò)勇士”項(xiàng)目,,研制一件柔軟舒適、輕量級(jí)的貼身配件,,可幫助士兵減少損傷和疲勞,。士兵將這件貼身服穿在軍裝里,可以用來(lái)保護(hù)腿部和關(guān)節(jié),,所需電量?jī)H為100瓦,。
“網(wǎng)絡(luò)勇士”項(xiàng)目旨在打造一件柔軟的、輕量級(jí)的貼身服,,運(yùn)用電腦控制的面料和電線,,提供常規(guī)外科支撐以及腿部的電動(dòng)機(jī)器系統(tǒng),幫助士兵減少肌肉和肌腱的損傷和疲勞,,提高能力來(lái)有效地執(zhí)行他們的任務(wù),。這套配件可以保護(hù)易受傷的區(qū)域,在較寬范圍的活動(dòng)中(散步,、跑步,、跳躍、爬等)促進(jìn)高效和安全的運(yùn)動(dòng),。
布隆克認(rèn)為:“顯然,,目前的一個(gè)大趨勢(shì)就是,,隨著訓(xùn)練強(qiáng)度不斷增加且軍隊(duì)規(guī)模不斷變小,我們將盡可能不斷為士兵提供更多更全面的保護(hù),。在我看來(lái),,整體的單兵裝備不會(huì)出現(xiàn)太多變化,因?yàn)檠b甲服的升級(jí)有賴于我們對(duì)威脅的預(yù)期估量,。我們要平衡面臨的威脅和所需的保護(hù),,與作戰(zhàn)時(shí)自如行動(dòng)的需求,因此,,士兵們需要的單兵裝配往往仍然是防彈衣,、頭盔,以及多種高級(jí)夜視儀,?!?/p>
可防彈自愈的液體盔甲
科學(xué)家們通過(guò)改進(jìn)步兵的盔甲性能,可為其提供更強(qiáng)有力的保護(hù),。例如,,最新研制的液體盔甲,可以在保留其柔韌性的前提下,,強(qiáng)化盔甲的抗擊性能,,如防止高速拋射物刺穿盔甲。波蘭科學(xué)家研發(fā)出一種盔甲系統(tǒng),,通過(guò)在盔甲表面涂上“魔法液體”,,硬化后可強(qiáng)化盔甲的抗擊性能。這種神奇的液體被稱為剪切增稠液體,,可在任何溫度下硬化,。
軍事科學(xué)專家布隆克稱:“如果改變某種物體的結(jié)構(gòu)到納米級(jí),就可以研制出更多高抗擊性能的材料,,因?yàn)榧{米級(jí)材料無(wú)懈可擊,。你可以設(shè)計(jì)一種納米格子結(jié)構(gòu),而不是鑄燒它,。比方說(shuō),,你可以打造一種納米級(jí)碳纖維陶瓷,它擁有完美的格子結(jié)構(gòu),,材料的整體結(jié)合非常致密,,相比傳統(tǒng)方法制作的陶瓷更結(jié)實(shí)堅(jiān)固?!?/p>
百發(fā)百中的追蹤子彈
錄像顯示,,子彈在半空中改變方向,,追蹤目標(biāo)運(yùn)動(dòng)。美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局表示,,這是首個(gè)自導(dǎo)式小口徑子彈,。
錄像顯示,子彈在半空中改變方向,,追蹤目標(biāo)運(yùn)動(dòng),。美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局表示,這是首個(gè)自導(dǎo)式小口徑子彈,。
今年早些時(shí)候,,美軍成功試驗(yàn)出一種50口徑的狙擊步槍子彈,命名為“超精準(zhǔn)武器”,,它可以改變方向追蹤目標(biāo),,這是首個(gè)自導(dǎo)式小口徑子彈。兩段錄像顯示,,盡管試驗(yàn)者故意射偏目標(biāo),,這種子彈仍會(huì)在半空中改變方向,,追蹤目標(biāo)運(yùn)動(dòng)。美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局表示,,對(duì)軍事狙擊手來(lái)說(shuō),,在不利環(huán)境下狙擊移動(dòng)目標(biāo),如在阿富汗的大風(fēng)和沙塵氣象環(huán)境里,,使用這種子彈可以大大提高狙擊效率與精準(zhǔn)度,。
通常情況下,狙擊手是兩個(gè)一組執(zhí)行任務(wù)的,,一個(gè)進(jìn)行瞄準(zhǔn)狙擊,,一個(gè)協(xié)助觀測(cè)目標(biāo)并保護(hù)搭檔安全。受很多環(huán)境因素影響,,如風(fēng),、雨以及濕度,狙擊手發(fā)射的子彈飛行彈道會(huì)發(fā)生偏差,。此外,,在遠(yuǎn)距離運(yùn)行過(guò)程中,子彈還受到重力影響,。利用“超精準(zhǔn)武器”系統(tǒng),,狙擊手可以調(diào)整子彈在半空中的飛行方向,即使目標(biāo)發(fā)生位移,,或者子彈受風(fēng)速影響產(chǎn)生偏向,,仍能成功命中目標(biāo)。
帶來(lái)超能量的傳感器
英國(guó)BAE系統(tǒng)公司研制出一種名為“Spine”裝備套,,其中包括一件背心。Spine由是所謂的電子紡織物制成的,,可實(shí)現(xiàn)軍用設(shè)備的無(wú)線充電,。士兵可通過(guò)智能手機(jī)應(yīng)用軟件對(duì)設(shè)備電量進(jìn)行監(jiān)測(cè)。該裝備套中還包括“Q-Warrior”的增強(qiáng)型現(xiàn)實(shí)頭盔顯示器,,以及可用來(lái)為穿戴設(shè)備進(jìn)行無(wú)線充電的汽車座椅,。
英國(guó)BAE系統(tǒng)公司研制出一種名為“Spine”裝備套,,其中包括一件背心,。Spine由是所謂的電子紡織物制成的,可實(shí)現(xiàn)軍用設(shè)備的無(wú)線充電,。士兵可通過(guò)智能手機(jī)應(yīng)用軟件對(duì)設(shè)備電量進(jìn)行監(jiān)測(cè),。該裝備套中還包括“Q-Warrior”的增強(qiáng)型現(xiàn)實(shí)頭盔顯示器,以及可用來(lái)為穿戴設(shè)備進(jìn)行無(wú)線充電的汽車座椅,。
布隆克堅(jiān)信,,大量新型傳感器才是標(biāo)準(zhǔn)化步兵部隊(duì)裝備的焦點(diǎn)。他解釋說(shuō):“打個(gè)比方,,我們看到過(guò)許多測(cè)試,,其中有熱紅外視覺輔助系統(tǒng)以及夜視儀。士兵在行動(dòng)中常用的是標(biāo)準(zhǔn)的綠色捕食者式夜視儀,,但是真正在夜里用到的還是熱感夜視儀,。很顯然,在軍事行動(dòng)中士兵需要多種設(shè)備,。因此,,集成有雙筒目鏡和單筒目鏡的頭盔,可以提高行動(dòng)效率,。士兵只需攜帶一個(gè)電池組就可以在兩種設(shè)備中切換,。”
現(xiàn)有技術(shù)中的這些設(shè)備集成看起來(lái)沒(méi)有什么了不起,,事實(shí)上,,它們有助于減輕單兵裝備重量,方便士兵在多種設(shè)備中迅速挑選出所需儀器,。布隆克舉例說(shuō):“作戰(zhàn)負(fù)重背心不需要多少電量,,卻能將士兵的負(fù)重均勻地散布在從肩膀到臀部區(qū)域中。我們需要考慮的是如何集成這些設(shè)備,,令整個(gè)裝備包更輕卻更有效,。”
英國(guó)BAE系統(tǒng)公司研制出一種名為“Spine”裝備套,,其中包括一件背心,。Spine由是所謂的電子紡織物制成的,,可實(shí)現(xiàn)軍用設(shè)備的無(wú)線充電。士兵通過(guò)智能手機(jī)應(yīng)用軟件,,可對(duì)設(shè)備電量進(jìn)行監(jiān)測(cè),。該裝備套中還包括“Q-Warrior”增強(qiáng)型現(xiàn)實(shí)頭盔顯示器,以及可用來(lái)為穿戴設(shè)備進(jìn)行無(wú)線充電的汽車座椅,。
BAE公司還研發(fā)了一種感應(yīng)座椅充電器,,它可以自動(dòng)將汽車的電能輸入背心中。這意味著,,Spine永遠(yuǎn)不會(huì)斷電,,可在士兵穿越戰(zhàn)場(chǎng)時(shí)進(jìn)行充電,并且所有電量使用情況都可通過(guò)智能手機(jī)應(yīng)用軟件予以監(jiān)測(cè),。此外,,Spine及智能手機(jī)還集成了Q-Warrior透明的增強(qiáng)型現(xiàn)實(shí)頭盔顯示器,可以顯示有用信息,,如GPS位置,、溫度和其它數(shù)據(jù)。
BAE公司與智能紡織設(shè)計(jì)公司表示,,這項(xiàng)技術(shù)被指定用于軍事領(lǐng)域——符合國(guó)防部制定標(biāo)準(zhǔn),,此外還將被用于消防和救援服務(wù)以及公共安全部門。
開辟戰(zhàn)場(chǎng)的無(wú)人機(jī)
隨著專業(yè)化部隊(duì)規(guī)模的縮小以及科技的不斷進(jìn)步,,士兵需要更多地依賴機(jī)器支援,。布隆克解釋說(shuō):“未來(lái)我們將看到越來(lái)越多的微型無(wú)人機(jī),如‘彈簧刀’微型無(wú)人機(jī),。這些無(wú)人機(jī)將成為士兵背包中的一種常規(guī)裝備,,它類似于電視信號(hào),發(fā)射出去后,,還可以將戰(zhàn)場(chǎng)情況傳回,。士兵可以從掩護(hù)處發(fā)射微型無(wú)人機(jī),扔出去后它就會(huì)四處飛行,。一旦發(fā)現(xiàn)正在朝己方射擊的敵人,,帶有手榴彈大小彈頭的微型無(wú)人機(jī)就會(huì)沖向敵人。在戰(zhàn)爭(zhēng)中,,這種智能無(wú)人機(jī)技術(shù)具有很大的殺傷力,。
布隆克表示:“在陸地環(huán)境下,我們可以看到,,士兵往往需要借助聯(lián)網(wǎng)技術(shù),,如通過(guò)網(wǎng)絡(luò)申請(qǐng)直升機(jī)支援,或者借助快速噴氣飛機(jī)或汽車以增強(qiáng)環(huán)境感知力和有效性。但是,,由于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)容易被駭客入侵,,或者發(fā)生網(wǎng)絡(luò)阻塞,依賴聯(lián)網(wǎng)的電子設(shè)備也不完全可靠,。所以,,微型無(wú)人機(jī)將成為士兵戰(zhàn)場(chǎng)中的安全得力助手?!?/p>