美國防部舉辦「實驗室日」展示技術創新成果

5月18日，美國防部舉辦第二屆主題為「解決當下問題，設計未來方案」的「實驗室日」，美軍63家國防實驗室和工程中心展示了80餘項創新性成果。「實驗室日」被稱為美國軍方的科學大會，每兩年舉辦一次。從此次展示成果看，人工智慧、生物交叉及定向能技術等是美軍當前研究的重點。這些技術面向未來作戰需求，可能改變未來作戰的「遊戲規則」。

美國陸軍研究實驗室重點展示了能源與激光、生物交叉、人工智慧等領域的技術成果。

▲「下車士兵能源」項目

在能源與激光技術領域，「下車士兵能源」項目針對未來遠程機動作戰單兵能源保障需求，展示了可穿戴能源系統、高效太陽能電池板等能源收集系統及智能能源管理系統。「高能激光技術開發與驗證」項目將研製100千瓦級車載固體激光器，用於攔截火箭彈、炮彈及無人機等。

▲「高能激光技術開發與驗證」項目

在生物交叉技術領域，「用於武器穩定的輕型外骨骼」項目通過在士兵防彈背心上加裝外骨骼裝置，增強了士兵據槍的穩定性，並能使士兵長時間據槍而不感到疲勞，適用於移動中射擊或在建築物內無依託射擊作戰。「腦損傷攜帶型評估系統」則通過讀取眼運動過程，判斷傷員是否患有持續的創傷性腦損傷，及時確定傷員頭部損傷情況。

▲「用於武器穩定的輕型外骨骼」項目

▲「腦損傷攜帶型評估系統」

在人工智慧技術領域，重點展示了微小型無人系統和增強現實技術。「微小型無人系統」項目旨在研製手掌大小的空中和地面自主機器人，可以在城市或其他無法獲得GPS信號和可靠通信的作戰環境中，執行情報收集和偵察監視任務。增強現實技術是在虛擬現實技術基礎上，發展的新興計算機應用和人機交互技術。「戰術增強現實」項目尋求生成集地圖、導航和3D地面模型於一體的通用戰場態勢圖，增強作戰人員的戰場態勢感知能力。

▲「微小型無人系統」項目

▲戰術增強現實

海 軍

美國海軍研究實驗室重點展示了電子戰與通信、進攻與防禦能力、醫療等領域的技術進展。

在電子戰與通信領域，「自適應和可重構射頻技術」項目針對複雜電磁環境通信抗干擾需求，發展可在低溫和毫米波頻段工作的硫族化物的相變材料轉換器件。「無人機多輸入多輸出毫米波機載雷達」項目尋求採用不規則的天線陣列，大幅減少雷達收發組件，優化低成本無人機的三維探測能力。「納衛星的快速研發、集成與試驗」項目重點發展低成本納衛星平台與其他軍用載荷集成技術，提高太空快速響應能力。「塵埃等離子體」項目利用存在於大氣層中間層帶電等離子體塵埃的獨特特性，針對高超聲速飛行器及再入飛行器再入大氣層、進入「黑障」區后的通信中斷問題，探索新的通信手段。

▲「自適應和可重構射頻技術」項目

▲「納衛星的快速研發、集成與試驗」項目

▲「無人機多輸入多輸出毫米波機載雷達」項目

▲「塵埃等離子體」項目

在進攻與防禦能力領域，「光學標籤、跟蹤與定位」項目將發展新型光學標籤材料，用於跟蹤車輛等運動目標或定位標記物體，便於在較遠距離上進行敵我識別，減少誤傷。「透明仿生裝甲」項目展示了由橡膠聚合物材料製成的透明裝甲，用於單兵頭盔和裝甲車，有效減輕裝甲重量，大幅提升人員和車輛的生存能力、機動性及可運輸性。「高能激光器」項目將重點發展可防禦反艦巡航導彈、集群小艇和空中威脅的艦載激光武器。

▲「透明仿生裝甲」項目

▲「高能激光器」項目

▲「光學標籤、跟蹤與定位」項目

在醫療領域，美海軍展示了首個可在戰場上進行分子檢測的攜帶型實驗室，用於快速確認化學武器類型。

▲海軍攜帶型實驗室

空 軍

美國空軍研究實驗室展示了生物交叉、人工智慧、進攻和防禦能力等領域的技術進展。

在生物交叉技術領域，美國空軍重點展示了基因編輯和合成生物學技術的軍事應用成果。「合成生物學技術推進生物探測器發展」項目利用合成生物學技術，開發出可探測爆炸物和有毒化學物質的生物探測器。「基因編輯技術軍事應用」項目探索通過基因編輯技術，敲除、增加或改變DNA序列，消除化學和生物武器攻擊引發的疾病和病毒。

▲「合成生物學技術推進生物探測器發展」項目

在人工智慧領域，美空軍正探索通過多種人工智慧技術融合，發展新型作戰能力。美空軍研究實驗室「依靠神經形態計算機的機器學習」項目將機器學習、神經計算技術和「真北」仿腦晶元處理器相結合，發展深度神經網路技術，可大幅減小武器系統對外部信息依賴，使目標識別精度達到90%以上。這一技術將使作戰人員具備更強大的數據分析和目標識別能力，增強態勢感知能力。「低成本無人機技術」項目尋求將低成本無人機與人工智慧技術結合，發展可自主作戰的低成本無人機（成本低於300萬美元/架），在有人機執行作戰任務前，遂行武器投送、目標定位、干擾和通信等作戰任務。

▲「依靠神經形態計算機的機器學習」項目

▲「低成本無人機技術」項目

在信息系統領域，「液態金屬天線」項目尋求在不對飛機外形作大幅改動情況下，將液態金屬合金嵌入飛機機身，使其成為頻率可調和可重構的射頻天線，保障飛機執行多種作戰任務的需要。「導航技術衛星-3」項目尋求發展新型原子鐘、可重編程數字波形發生器、軟體定義用戶界面等新技術，探測並減輕對天基定位導航授時信號的干擾，增強衛星導航系統彈性。

在進攻和防禦能力領域，「先進彈藥技術」項目重點發展小型化、當量可調的新型彈藥，以滿足打擊不同目標的需要。在彈頭材料方面，採用活性金屬材料代替鋼材料，同時研究新型納米磁性材料，在減小彈藥尺寸的同時，提高彈藥的殺傷效果。「自防護高能激光器演示驗證機」項目將在戰術飛機上安裝緊湊型、高能激光系統，用於提升飛機的自防禦能力。該項目旨在解決激光功率、光束質量、熱管理和安裝問題，飛行試驗預計將於2021年進行。

▲「先進彈藥技術」項目

▲「自防護高能激光器演示驗證機」項目

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