观察｜美军加速研发：打造“超级战士”_风闻
钢铁沧澜-2021-08-02 11:57
作者：兰顺正
首发自：澎湃新闻
近日，有外媒报道称，美国空军研究实验室的科研人员研制出一种便携式设备，能让人长时间处于不眠的状态而不感到疲劳。在相关实验中，借助该仪器不眠的飞行员在19个小时内成功保持了警惕性。
形形色色的“超级战士”
“超级战士”是指通过基因工程、药物、极端训练、先进机械辅助装备等手段，大幅增强士兵战斗能力或使士兵超越人类的身体限制。其实有关“超级战士”的设想大众早已不陌生，在很多的科幻影视作品如《机械战警》、《再造战士》、《阿凡达》中都出现过此类角色设定。而在现实中，各国为了提升军队的战斗力以更好的适应未来战争中的复杂环境，也都在进行相关的研究。如在2019年11月美国陆军作战能力发展司令部(CCDC)化学生物学中心向美国国防部提交了题为《2050年机械战士：人机融合与国防部的未来》的报告，展示了其“超级战士”人机融合系统的投入、研发和应用计划，反映出美军“超级士兵”正在走向成熟。
总结起来，目前的“超级战士”计划大致可以分为三类。第一类主要借助各种体外穿戴设备来增强单兵战斗力，这其中最广为人知的就是外骨骼。外骨骼主要通过穿在体外、拥有骨骼模样的机械装置为人体增添力量，实现人体体力、防护能力和对复杂环境适应能力的提升。外骨骼刚出现时非常笨拙，但是随着近年来新材料和相关技术领域的不断发展，世界上已有20多个国家和地区相继投身单兵外骨骼系统研究。美国在单兵外骨骼研究领域属于领跑者。早在 2012年9月，美国陆军就接收了一批改进型的“人体负重外骨骼”系统用于测试。这些“人体负重外骨骼”能让士兵在负重90千克情况下，以每小时 10公里的速度在任何地形上快速行进，现在据称美军已经把外骨骼用于后勤活动中。而俄罗斯、法国和以色列等国在军用外骨骼领域也后劲十足，另外中国的外骨骼在这些年发展的也很快，在2020年底的演习中解放军新一代机械外骨骼首次亮相，该外骨骼分为上、下两个部分，上半身的外骨骼系统有效提升了战士的搬运能力，而下半身的外骨骼系统则能增强腿部支撑力量，以提升战士的行动灵活性。第二类“超级战士”通过脑机接口技术探索扩展人类机能，通过大脑活动进行人类互动并直接控制武器，实现与传统武器的有效链接。在无人系统广泛运用的当下，依靠脑机接口技术，“超级战士”可以用大脑指挥一定数目的无人机、无人战车和仿生机器人，形成“人主机辅”的一体化战斗系统。而人类士兵利用脑机接口控制无人平台也有助于减少在法律、道德、伦理层面的压力。2012 年美国国防高级研究局启动了现实版“阿凡达”计划，研发一种“具备徒步作业能力的遥控机器人”。根据设想，该机器人将采取半自动化双足设计，通过“人机界面技术”实现人脑意识对机器人的控制。在2020年8月马斯克的脑机接口公司Neuralink在举行的现场直播中展示了一头名为Gertrude的猪被植入了Neuralink设备，说明脑机接口技术已经取得了重大突破。俄媒报道称，俄罗斯政府也正在制定一项名为“大脑、健康、智能、创新”计划，目标是发展侵入式神经控制脑机接口技术，即把微型芯片植入人脑，借助外部设备向人脑传输信息。
第三类“超级战士”倾向于通过生物科技强化人体。2002 年美国国防高级研究局下属的国防科学办公室启动了标志性“代谢优势士兵”计划，意图通过使用药物等方法改造士兵的新陈代谢，减少士兵对食物、睡眠的需求，并使其具备控制身体疼痛和减少伤口出血的能力。另外也有人设想在士兵头脑中植入芯片使其大脑基本能力呈几何级数增长。在2018年美军又宣布了一项耗资1500万美元的项目，该项目计划进行神秘的“极端实验”，以打造生物增强型“超级战士”。根据美国国防部的文件，“生物增强实验开发出的技术将会使人的生理能力得到最大化开发”。这包括“在体型没有明显增长的情况下，增强耐力、对极端环境的耐受性、感官以及整体的身体素质”。
刺激神经克服疲劳“天敌”
在“超级战士”的研发中，有效消除军人因巨大压力而产生的疲劳是基本要素之一。疲劳会引起反应迟钝，注意力下降，这在战场上将带来巨大危险。通常人们用咖啡因或者其他化学刺激物来对抗疲劳，如美国陆军空中医疗研究实验室曾研制出一种名叫“莫达菲尼”的药物，UH-60 直升机的飞行员服用该药物后，能够连续驾机飞行40小时且安全无事故。但是此类方法在一些情况下有效，但长期使用则存在损伤人体的风险。而此次美军研发的设备主要通过颈部皮肤向迷走神经传递电流来刺激大脑活动并消除人的疲劳。迷走神经为第10对脑神经，是脑神经中最长，分布最广的一对，含有躯体感觉纤维、内脏感觉纤维、躯体运动纤维和内脏运动纤维四种纤维成分。迷走神经属于副交感神经系统，与交感神经系统拮抗性地调整人体的心率、呼吸、腺体分泌及肝、肾上腺等重要器官的血流量分布等。作为12个颅神经之一，迷走神经从脑干一直延伸到腹部，并通过各种器官包括心脏，食道和肺部等，它引导着所有无意识的身体行为，比如稳定心率和确保消化道正常工作，也在许多方面决定人的心情。此前已有证明，用电流刺激迷走神经将改善记忆力和学习力，并可以治疗某些疾病。如在2007年以色列BioControl Medical公司就研制成功了迷走神经刺激器－－CardioFit装置，该仪器能通过刺激迷走神经来治疗充血性心力衰竭。而在2020年初，第65届美国神经病学会年会发布的一项初步研究表明，一种便携式手持装置进行无创迷走神经刺激可以用于治疗急性偏头痛，这种方法有效、耐受性良好且安全。此次美空军研究实验室的专家们召集美国空军40名军人组成了志愿者小组，这些人在34个小时内不睡觉。在此期间，科学家们对他们保持警惕性和同时完成几个任务的能力有间隔地检查了9次。从实验开始的12个小时后一组参加者有机会使用电刺激器，另一组则使用模拟信号传递的安慰剂仪器。研究者们确定，与那些得到安慰剂设备的人相比，得到迷走神经刺激器的人更好地完成了主要任务并展示出完成几个任务的最佳能力，同时疲劳感更少，精力则更足，这个效果在刺激开始的12小时后达到了最高值。不难看出，随着疲劳这个军人的“天敌”逐渐被克服，“超级战士”距离真正诞生又近了一步。