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美军方斥资研发大脑控制武器

2020-11-25 07:46    

5月28日报道 美媒称,美军方正斥资研发大脑控制武器。

据美国《大众科学》月刊网站5月23日报道称,美国国防部高级研究项目局(DARPA)正在出资请科学家研发通过遗传工程改造的人脑、纳米技术和红外线等工具来立即了解士兵的想法,最终目标是打造可以用思想控制的武器,例如只需想一下就能送上天空的无人机群,或从一个大脑向另一个大脑传送图像的能力。

报道称,DARPA近日宣布,有6个科学家团队将获得来自“新一代非外科手术神经技术”项目的资金。参与者的任务是研发出可以无需手术就能让人脑与机器实现快速无缝交流的技术。

美国赖斯大学生物工程学助理教授雅各布·鲁滨逊是其中一个团队的负责人。他说:“想象一下有这样一个人,他可以用大脑直接操控无人机,或者可以分析大量数据。”

他说:“如今存在这样的延迟,如果我想与我的机器沟通,我必须从大脑发出信号,动手操作或动嘴发出命令,才能实现沟通,这就限制了我与网络或实体系统之间互动的速度。因此我们的想法是,或许我们可以提高这种互动的速度。”

鲁滨逊说,由于智能机器和潮水般的数据可能让人类应接不暇,因此该技术可以说至关重要,而且最终有可能被应用到军事和民用的多个领域。

 

报道认为,虽然目前人类在大脑读取和写入信息的能力方面取得一些突破,但这些进步通常依赖于大脑植入物,它让医生能够监测癫痫之类的疾病。

然而,脑外科手术的风险太大,不值得冒险在身体健康的人身上进行。而目前像脑电图——即电极直接与头皮相连——这样的外部大脑监测方法准确度很差。因此,DARPA正在努力推动科学家在非侵入性或微创的人脑-计算机接口技术方面取得突破。

鲁滨逊说,DARPA希望在4年内看到这样的系统,可以读写到大脑相当于豌豆大小部分的16个独立点位上,读取延时不超过50毫秒。他当然知道所面临挑战的规模。

他对趣味科学网站的记者说:“当你试图透过头骨捕捉大脑的活动时,很难知道信号是从哪里来的,是什么时候从哪里发出的。因此,最大的挑战是——我们能否把解决办法的绝对极限在空间和时间上都推得更远?”

为了做到这一点,鲁滨逊的研究小组计划使用病毒载体将DNA插入特定的神经元,这会让神经元生成2种蛋白质。

第一种蛋白质会在神经元放电时吸收光,这就有可能让人探测到神经活动。头戴设备会发出红外光束,穿过头骨进入大脑。然后,安装在头戴设备上的探测器将测量大脑组织反射出来的微小信号,从而绘制出大脑图像。由于这种蛋白质的作用,神经元放电时目标区域会显得更黑(吸收光),从而显示出大脑活动的读数,可以用来推算出一个人的所见所闻或试图做什么。

第二种蛋白质拴在磁性纳米粒子上,这样当头戴设备产生磁场时,神经元就会被磁力激发放电。这可以用来刺激神经元在参与者的大脑中产生图像或声音。作为概念验证,该小组计划利用这一系统将图像从一个人的视觉皮层传输到另一个人的视觉皮层。

【延伸阅读】黑科技!美剧曝美新武器可令导弹打偏

在美剧《末日孤舰》第四季第4集中,首次公开展示了美海军的一种堪比“黑科技”级别的电子干扰系统,可有效欺骗敌方反舰导弹,本组图就此为您解读。图为片中的希腊海军埃利级导弹护卫舰向美海军伯克级驱逐舰发射反舰导弹。

美军伯克级驱逐舰在探测到导弹来袭后,迅速发射了一种名为“纳尔卡”(Nulka)的悬浮式电子干扰诱饵,图中可见诱饵发射升空,和传统诱饵会迅速引爆,形成干扰云不同,这种诱饵更像一架小型无人机,在原地悬停。

与此同时,伯克级战舰上,干扰系统的显示屏上出现了神奇的一幕:只见真实战舰驶过之后,在原先位置生成了一个一模一样的伯克级“虚像”,根据台词介绍,这个“虚像”的雷达信号强度甚至比本尊都要强。

而对于来袭的敌方反舰导弹来说,显然无法分辨出“虚像”与本尊的区别,直接朝“虚像”飞来,而真正的伯克级则早已逃之夭夭,躲过一劫。图为美军战舰上的悬浮诱饵的雷达探测视角,显示的其实也是其在敌方雷达上的干扰效果,此时敌舰火控雷达和反舰导弹均已将诱饵当成了“真家伙”,也难怪希腊舰长会感叹他是在与“鬼魂”作战。

或许很多人会认为上述情节太像科幻小说,但实际上这段情节不仅有现实原型,而且连使用的电子干扰诱饵都是实际存在的,即图中的Mk234“纳尔卡”有源式悬浮雷达诱饵系统。该系统由美国和澳大利亚于1988年联合研发(美国负责电子干扰系统,澳方负责载具设计),1999年完成作战测评,美海军购买了11套系统安装在战舰上。

“纳尔卡”实际是一种具备自主悬停飞行能力的干扰火箭,为了能在空中长时间悬停,诱饵尾部搭载有矢量推力喷口,头部则配备有四片可折叠旋翼,发射后会像直升机一样高速旋转,“纳尔卡”的预编程飞行高度最高可达100米,最长悬停时间超过55秒。图为发射后的“纳尔卡”诱饵,可见尾端的悬停火箭发动机。

在悬停期间,“纳尔卡”内部搭载的电子信号放大器会模拟出类似大型战舰的雷达反射截面积(RCS)信号(根据搭载舰本身的RCS不同,可以模拟小到导弹护卫舰,大到核动<br /><br />力航母的各类战舰),同时按照预先编程好的弹道和飞行参数在空中徘徊,吸引来袭反舰导弹,诱骗其雷达寻的头锁定诱饵本身,从而偏离友军战舰。图为“纳尔卡”试验视频,可见尾端的悬停火箭发动机。

“纳尔卡”的首次实战记录发生在2016年10月9日,当时美海军“梅森”号驱逐舰(DDG-87)在也门沿岸地区遭到胡塞武装发射的2枚反舰导弹袭击,“梅森”号迅速发射多枚 “纳尔卡”诱饵,成功诱骗来袭导弹偏离本舰。图为“梅森”资料图。

图为“纳尔卡”电子诱饵的垂发系统,通常采用双联布置,由于占用空间很小,且战舰本身无需进行大幅改装,小到导弹护卫舰,大到核动力航母均可搭载。

作为一种新型电子防护手段,美海军十分重视“纳尔卡”诱饵系统,并已采购了上千套系统装备在各种大型战舰上。图为美海军“美国”号两栖攻击舰(LHA-6)于2015年试射“纳尔卡”诱饵资料图,可见顶端的四片悬停旋翼已展开。1

【延伸阅读】黑科技!美1982年首飞语音控制型F-16

提起F-16战机,肯定是家喻户晓,但你听说过会横着飞、而且还装有语音输入系统的“黑科技”F-16么?本图集要介绍的就是图中这架美国空军于20世纪80年代改装的F-16 AFTI试验机。

20世纪70年代末,为了试验随控布局(将主动控制技术应用到战机上,并通过电传操纵,提高战机飞行品质,简称CCV)翼面等新技术对战机性能有多大提升,美空军飞行动力实验室启动了名为“先进战斗机技术集成”(AFTI)的项目,并于1978年12月将该项目合同授予通用动力公司。后者将第6架F-16A改装为F-16 AFTI试验机,外形最大特征就是在进气口下方加装了两片类似图中YF-16 CCV的两片可动鸭翼。

除飞控系统全面提升外,F-16AFTI最大特色之一就是搭载了“语音控制互动设备”(VCID),类似设备直到2003年才在欧洲“台风”战机上投入实用。VCID内存有由256个英语单词组成的词库,飞行员可通过语音直接操控试验机的航电系统。尽管性能有限,但该系统试验效果不俗,识别率达到90%。图为AFTI座舱,可见有3块MFD(多功能显示器),“玻璃化”座舱程度要高于同时期的量产机型。

1982年7月,F-16 AFTI成功首飞后,很快在位于加州的爱德华兹空军基地展开了为期2年的试飞任务,共进行了275次试飞。后于1984年换装了F-16C的航电设备和名为AMAS(自动机动攻击系统)的试验系统后,F-16 AFTI可在XYZ三轴以固定迎角实现平移飞行,机鼻的最大偏离指向可达6度。图为F-16 AFTI试飞资料图。

F-16 AFTI后来还试验了包括触摸显示器、语音合成告警等当时最新的航电技术。由于贡献突出,F-16 AFTI团队于1987年9月获得了美空军颁发的科学和工程领域最杰出贡献奖—“西奥多•冯•卡曼奖”。图为2架F-16C与F-16AFTI试验机编队飞行,从垂尾ED代号可看出均隶属于爱德华兹空军基地,本图可对比AFTI试验机与量产型的外形区别。

F-16 AFTI后来还试验了包括触摸显示器、语音合成告警等当时最新的航电技术。由于贡献突出,F-16 AFTI团队于1987年9月获得了美空军颁发的科学和工程领域最杰出贡献奖—“西奥多•冯•卡曼奖”。图为正准备进行空中加油的F-16 AFTI试验机,可见机背的受油口已开启。

目前已知的采用语音控制技术、且已批量投入服役的战机只有欧洲“台风”,但该系列战机直到2003年才投入服役,比F-16 AFTI晚了整整21年。

图为1989年拍摄的F-16 AFTI试验机。

图为研发人员与F-16 AFTI试验机第50次试飞留念。

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