人造皮肤助士兵隐身 透露人机融合新理念

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  对于隐形技术,其实我们并不陌生。威尔斯的小说《隐形人》中格里芬服用了隐形药剂之后实现了隐形,科幻电影《星际迷航》中罗慕伦人的隐形装置能够隐藏一艘太空飞船,畅销小说《哈利·波特》中的哈利·波特常常穿着“隐身斗篷”溜出魔法学校。随着人们对隐形技术研究的深入,这一最初只存在于科幻作品中的神奇技术在今天已成为现实。

  近日,一篇发表于国际知名期刊《先进功能材料》的有关韩国首尔国立大学Seung Hwan Ko教授团队研究人员的隐形人造皮肤研究的报告引发了国际社会广泛关注。报告称:“研究人员研发出了一种在多光谱下都无法察觉的皮肤,能够仅通过一种灵活的双功能装置(主动冷却和加热)来进行简单的温度控制,就能让人类皮肤在红外和可见光谱中均能主动融入背景环境。”隐形人造皮肤可以根据士兵执行任务时所处的环境进行伪装,这不禁让人思考,隐形人造皮肤能否让战场隐身梦想成真。

  要回答这个问题,或许我们可以试着回到原点,看看隐身是如何实现的。隐形技术又被称为隐身技术或低可探测技术,从传统的原理来看,是通过降低武器装备或作战人员等战场目标的信号特征,使地方探测系统难以发现、识别、跟踪和攻击,或使敌方探测系统发现、识别、跟踪和攻击的距离缩短的综合性防御技术。从技术角度看,要实现隐身可以有以下三种方式:一是打造贴近自然的保护色,如变色龙能够迅速改变自己的肤色,用来伪装自己或与其他变色龙交流,受此启发,人们发明了迷彩服,从而达到保护士兵的目的。二是减少物体的反射信号,如F-117 “夜鹰” 隐形战术轰炸机的机身被设计为折面结构,使得入射的电磁波信号无法原路返回,雷达接收不到反射信号,就无法探测飞机的信息,从而实现了飞机的隐身。三是通过光学性质变换的特殊材料来实现隐身,如2012年底,加拿大超隐形生物科技公司宣称已研制成功新型的量子隐形材料——量子隐形伪装面料,可通过弯曲周围光线达到隐形效果。隐形人造皮肤属于第三种,借助可见光模式和红外隐形模式,使得“皮肤”与环境匹配,从而实现真正的隐身。具体而言,隐形人造皮肤的自身结构根据变换光学的方法精心被设计成一种贴片,这种贴片是可弯曲的,并符合皮肤的各种弯曲率,因此可以作为可穿戴设备进行佩戴。根据研究人员的演示,“在难以察觉的人造皮肤中,单个像素会迅速适应背景环境,而且隐身准确率极高”。

  同时,在现代战争高度智能化的大背景下,虽然防护装甲和智能化作战大大提升了战场生存率,但军人在作战时难免会遭遇各种身体创伤,特别是陆军受伤比例更是一直居高不下。士兵在前线作战时,若让他们在面对危险时能像科幻电影中服用隐形药剂那样实现隐身,让敌方攻击时发现不了目标,则能大大降低伤亡率。隐形人造皮肤的出现使这一难题有了完美解决的可能。它可以根据用户的需要在两种模式(可见光模式和红外隐形模式)之间切换,在不妨碍士兵正常工作的基础之上,还兼具防御、隐身等功能,并可根据战场需要增加一些特殊功能,如该韩国研究团队目前正在解决的北极、沙漠等极端环境下的技术问题。这些功能的实现将有望帮助开发下一代柔性隐蔽军用可穿戴设备,从而有助于在未来数字化战场上,增强单兵的信息感知、信息传递及信息处理能力,从而使作战指挥更加顺畅,人机协同更加紧密。就如同美国著名未来学家尼葛洛庞帝在《数字化生存》一书中曾预见的那样:“未来数字化服装的质料可能是有计算能力的灯芯绒、有记忆能力的平纹细纱布,人们不必再携带手提电脑,而是变为把电脑穿在身上。”

  韩国研究团队已经对这种隐形人造皮肤进行了多次实战模拟测试,模拟测试中,穿戴“皮肤”的士兵在不同颜色和温度背景下进行移动,完美融入了测试环境。测试结果显示,隐身人造皮肤的隐身准确率非常高。甚至,研发团队还针对丛林作战场景需求,安排受试者在脸部贴上“皮肤”进行演示,测试效果同样非常出色,以至于看上去好像脸上有一个空洞。但尽管如此,隐形人造皮肤的研究还处于早期阶段,在战场环境与虚拟现实融合技术方面还存在着不小的发展障碍,距离完全走向实战战场还有较长的路要走。同时,隐形人造皮肤出现的背后所体现的人机融合理念亦值得我们深深思考。

  (作者单位:国防科技大学文理学院)

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