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人造皮膚助士兵隱身 透露人機融合新理念

來源:科技日報作者:賈珍珍責任編輯:伍行健
2021-01-06 08:19

對於隱形技術,其實我們並不陌生。威爾斯的小説《隱形人》中格里芬服用了隱形藥劑之後實現了隱形,科幻電影《星際迷航》中羅慕倫人的隱形裝置能夠隱藏一艘太空飛船,暢銷小説《哈利·波特》中的哈利·波特常常穿着“隱身斗篷”溜出魔法學校。隨着人們對隱形技術研究的深入,這一最初只存在於科幻作品中的神奇技術在今天已成為現實。

近日,一篇發表於國際知名期刊《先進功能材料》的有關韓國首爾國立大學Seung Hwan Ko教授團隊研究人員的隱形人造皮膚研究的報告引發了國際社會廣泛關注。報告稱:“研究人員研發出了一種在多光譜下都無法察覺的皮膚,能夠僅通過一種靈活的雙功能裝置(主動冷卻和加熱)來進行簡單的温度控制,就能讓人類皮膚在紅外和可見光譜中均能主動融入背景環境。”隱形人造皮膚可以根據士兵執行任務時所處的環境進行偽裝,這不禁讓人思考,隱形人造皮膚能否讓戰場隱身夢想成真。

要回答這個問題,或許我們可以試着回到原點,看看隱身是如何實現的。隱形技術又被稱為隱身技術或低可探測技術,從傳統的原理來看,是通過降低武器裝備或作戰人員等戰場目標的信號特徵,使地方探測系統難以發現、識別、跟蹤和攻擊,或使敵方探測系統發現、識別、跟蹤和攻擊的距離縮短的綜合性防禦技術。從技術角度看,要實現隱身可以有以下三種方式:一是打造貼近自然的保護色,如變色龍能夠迅速改變自己的膚色,用來偽裝自己或與其他變色龍交流,受此啓發,人們發明了迷彩服,從而達到保護士兵的目的。二是減少物體的反射信號,如F-117 “夜鷹” 隱形戰術轟炸機的機身被設計為折面結構,使得入射的電磁波信號無法原路返回,雷達接收不到反射信號,就無法探測飛機的信息,從而實現了飛機的隱身。三是通過光學性質變換的特殊材料來實現隱身,如2012年底,加拿大超隱形生物科技公司宣稱已研製成功新型的量子隱形材料——量子隱形偽裝面料,可通過彎曲周圍光線達到隱形效果。隱形人造皮膚屬於第三種,藉助可見光模式和紅外隱形模式,使得“皮膚”與環境匹配,從而實現真正的隱身。具體而言,隱形人造皮膚的自身結構根據變換光學的方法精心被設計成一種貼片,這種貼片是可彎曲的,並符合皮膚的各種彎曲率,因此可以作為可穿戴設備進行佩戴。根據研究人員的演示,“在難以察覺的人造皮膚中,單個像素會迅速適應背景環境,而且隱身準確率極高”。

同時,在現代戰爭高度智能化的大背景下,雖然防護裝甲和智能化作戰大大提升了戰場生存率,但軍人在作戰時難免會遭遇各種身體創傷,特別是陸軍受傷比例更是一直居高不下。士兵在前線作戰時,若讓他們在面對危險時能像科幻電影中服用隱形藥劑那樣實現隱身,讓敵方攻擊時發現不了目標,則能大大降低傷亡率。隱形人造皮膚的出現使這一難題有了完美解決的可能。它可以根據用户的需要在兩種模式(可見光模式和紅外隱形模式)之間切換,在不妨礙士兵正常工作的基礎之上,還兼具防禦、隱身等功能,並可根據戰場需要增加一些特殊功能,如該韓國研究團隊目前正在解決的北極、沙漠等極端環境下的技術問題。這些功能的實現將有望幫助開發下一代柔性隱蔽軍用可穿戴設備,從而有助於在未來數字化戰場上,增強單兵的信息感知、信息傳遞及信息處理能力,從而使作戰指揮更加順暢,人機協同更加緊密。就如同美國著名未來學家尼葛洛龐帝在《數字化生存》一書中曾預見的那樣:“未來數字化服裝的質料可能是有計算能力的燈芯絨、有記憶能力的平紋細紗布,人們不必再攜帶手提電腦,而是變為把電腦穿在身上。”

韓國研究團隊已經對這種隱形人造皮膚進行了多次實戰模擬測試,模擬測試中,穿戴“皮膚”的士兵在不同顏色和温度背景下進行移動,完美融入了測試環境。測試結果顯示,隱身人造皮膚的隱身準確率非常高。甚至,研發團隊還針對叢林作戰場景需求,安排受試者在臉部貼上“皮膚”進行演示,測試效果同樣非常出色,以至於看上去好像臉上有一個空洞。但儘管如此,隱形人造皮膚的研究還處於早期階段,在戰場環境與虛擬現實融合技術方面還存在着不小的發展障礙,距離完全走向實戰戰場還有較長的路要走。同時,隱形人造皮膚出現的背後所體現的人機融合理念亦值得我們深深思考。

(作者單位:國防科技大學文理學院)

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