人造皮膚助士兵隱身 透露人機融合新理念

2020-12-26 中國生物技術網

賈珍珍 科技日報

對於隱形技術,其實我們並不陌生。威爾斯的小說《隱形人》中格裡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,暢銷小說《哈利·波特》中的哈利·波特常常穿著「隱身鬥篷」溜出魔法學校。隨著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)來進行簡單的溫度控制,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,或許我們可以試著回到原點,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,受此啟發,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。它可以根據用戶的需要在兩種模式(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位化戰場上,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《數位化生存》一書中曾預見的那樣:「未來數位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溫度背景下進行移動,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,在戰場環境與虛擬實境融合技術方面還存在著不小的發展障礙,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)

相關焦點

  • 印度曝光人造皮膚,可令士兵光學紅外隱身,與中巴對抗全靠它?
    印度媒體曝光了本國科學家研究出了一種人造皮膚,它能讓士兵產生光學紅外隱身效果,這可能會成為改變印度軍隊現在在邊界上對抗中巴的遊戲規則?想像一下,印度在拉達克邊境部署了士兵,他們可以在大雪中隱身幾個小時,同時保衛前線。
  • 韓國正研發「讓士兵隱形」人造皮膚,特種夜戰規則將被改變?
    圖為隱身皮膚美日兩國在東海搞事之際,韓國這次也坐不住了,亮出了一款神秘裝備,原來韓國正在研發能夠「讓士兵隱形」的人造皮膚,一旦這種技術實現,特種作戰以及夜戰的規則將被改變,因為士兵穿戴這種皮膚之後,隱身戰機主要實現雷達隱身,但對於普通士兵而言,重點則在於實現視覺隱身,做到讓敵人看不見。
  • 士兵可在戰場上實現秒隱身,高端技術都無法探測到
    一種新的設備能夠令士兵在戰場上擁有強大的隱身能力,並且難以被探測到。最近,韓國的一個研究小組研發出了一種「隱形人造皮膚」,這種「皮膚」可以通過激活冷暖來模仿周圍環境的顏色,並且能夠在5秒鐘內從一種顏色切換到另一種顏色。我們知道自然界有很多物種具有「隱身」功能。它們會通過改變自己的膚色積極融入環境中,這既有助於捕食者捕食,也可以防止受到攻擊,從而大大增加生存機率。
  • 動物體內育器官、人造皮膚變手機……這些科學突破正改變你的未來
    在日前舉行的2020騰訊科學WE大會上,來自六個國家的七位全球頂尖科學家通過線上方式齊聚,分享了從人造皮膚到異種培育器官,從腦機接口到宇宙各領域的最新探索及研究。 「2020年,新冠疫情爆發,面對困境,我們採取的行動將很可能改寫這個時代。」
  • 英媒披露:韓國正研發「讓士兵隱形」人造皮膚
    參考消息網12月13日報導英媒稱,韓國的一個研究小組研發了一種隱形皮膚,通過激活加熱和冷卻功能來模仿周邊環境的顏色,能夠在短短5秒內從一種顏色變成另一種顏色。新的人造皮膚賦予士兵在戰場上隱形的能力,讓他們無法被熱成像攝像機發現。
  • 新突破,人造皮膚竟然擁有天然皮膚張力
    Tsuji說:"HSE對於科學驗證的皮膚保健和疾病研究有著至關重要的作用,可以幫助我們減少在動物身上的研究。我們的研究將在醫療保健和藥物發現領域開闢一個動物實驗替代的新領域。我們相信,我們的HSE模式將極大地促進下一代護膚品的技術發展,提高生活質量。"
  • 新突破!人造皮膚也能擁有天然皮膚張力!
    作者:Yun導言:人造皮膚的發展,最早可以追溯到20世紀80年代。隨著時代的發展、社會的需求,人造皮膚竟然發展出有天然皮膚張力了!我們的研究將在醫療保健和藥物發現領域開闢一個動物實驗替代的新領域。我們相信,我們的HSE模式將極大地促進下一代護膚品的技術發展,提高生活質量。"
  • 極星發布人機互動(HMI)的未來理念
    攜手谷歌,極星將繼續提升未來人機互動的體驗更創新、更智能的個人專屬化設定,以及人機互動和安全功能的整合,為用戶提供無縫互聯的車內數字體驗,更便捷,更安全,更順暢極星即將發布全新設計理念,展示未來智能互聯科技和創新環保內飾
  • 可實現肉眼隱身,人造人的禁忌或將打破
    近日 據參考消息網轉載的,英國《每日郵報》網站報導,據稱韓國的一個研究小組研發了一種隱形皮膚,能通過激活加熱和冷卻功能來模仿周邊環境的顏色,預計新的人造皮膚賦予士兵在戰場上隱形的能力,讓他們無法被熱成像攝像機發現。
  • ...科學家揭秘「牛科技」 斯坦福鮑哲南分享「人造皮膚」最新進度
    來自四洲六國的七位頂尖科學家,帶來了從人造皮膚到異種培育器官,再從腦機接口到宇宙各領域的最新探索和分享。疫情之下,科學家們帶來了更多拓展人類認知的「新發現」,小到人類本身,大到宇宙萬物。其中,斯坦福工程學院化工系系主任鮑哲南分享了她在電子皮膚領域的最新設想和研究進展。
  • 武大研發具有偽裝本領的「人造變色龍」
    本報訊(付曉歌)近期,一則「人造變色龍」的視頻在網上十分火爆。視頻中,一條披著馬賽克狀「鎧甲」的人造變色龍,隨底座的小車緩緩前行,在經過紅、綠、藍三色背景牆時,身上的「鎧甲」也同步變換顏色,其以假亂真的變幻術讓人稱奇。
  • 從「讀心頭盔」到「人造肌肉」 西媒盤點未來十大軍事技術進步
    全文摘編如下:保護士兵免受生化製劑威脅的「第二層皮膚」在國際軍事行動以及與他國軍隊、遊擊隊等武裝力量作戰的行動中,士兵們還會遇到一個雖然「看不見」但同樣致命的敵人:能夠導致疾病的生化戰劑。微小的病毒和細菌能使整支軍隊陷入癱瘓。
  • 斯坦福教授鮑哲南:人造皮膚能把手機貼在身上
    鮑哲南被譽為人造皮膚領域的「材料大師」,她帶來了關於「電子皮膚」的大膽設想。「我們將用如人的皮膚一樣的電子器件,讓人和人之間溝通,人與環境之間交流。」她講解了人造皮膚的設計理念與實踐過程,雖然目前人造皮膚還未真正用到人的身上,但這個理念已經被證實,並帶來了許多意想不到的新啟發,「用人造皮膚,現在可以做成連續的、測量血壓的,輕輕貼在小嬰兒身上這樣的血壓計。」她在接受採訪中表示在未來的世界,當我們可以真的用電子皮膚感受到周圍或感受到某個人的時候,就有可能測出這個人的情緒是怎麼樣的。
  • 34歲海歸博士攻克人機互動反饋難題,發明「皮膚VR」
    可用於新冠監測,幫助醫護人員提升檢測安全度和精準度  除通訊和娛樂的應用之外,皮膚 VR 在生物醫療、健康、傳感等諸多領域上也有著非常重要的意義。  以目前的新冠檢測為例,于欣格認為如果將皮膚 VR 技術應用到新冠病毒檢測環節,將能大幅保障醫護人員檢測過程的高效性和安全性。  現有的採樣機器人或採樣設備,雖然能在一定程度上保證醫患隔離,但在精準度及體驗感上很不好。
  • 最強人造皮膚來了:自我修復5000次,拉伸28倍,靈敏度驚人
    這種人造皮膚也被稱為「電子皮膚」,是由沙烏地阿拉伯國王阿卜杜拉科技大學的研究人員開發的。 研究小組表示,這種人造皮膚將來可以用於監測人體健康或飛機結構狀況,因為它和人類皮膚一樣敏感。雖然這不是科學家們第一次嘗試「電子」複製人類皮膚,但之前的嘗試都無法與真正的產品相匹配。
  • 念力、隱身、人機相連,科幻電影中這些技術成真了!
    大腦與計算機的親密接觸:人機相連如果上一個念力看起來不明覺厲,那麼人機相連看起來好像易於理解一些(並沒有)。很多電影中,都會有人腦和機器相連的情節,例如《黑客帝國》中,人腦和機器相連就進入了一個虛擬空間。現在,「殘忍」的科學家真的要把人腦和計算機連起來啦,採用的方法是把晶片植入大腦。
  • 新型人造皮膚的功能與天然皮膚無異
    日本理化學研究所(簡稱理研)生物系統動力學研究中心(BDR)的研究人員開發出了一種新型人造皮膚,它能在橫向上再現牽引力平衡,這是控制皮膚結構和生理功能的特性。這種人造皮膚將加強對皮膚生理功能的深入分析,為疾病或老化引起的皮膚問題提供解決方案,並減少對動物試驗的需求。
  • 人機融合為什麼這麼難?
    人機互蕩,機器處理線性,人處理非線性。人機融合的矛盾在於:人發散,機收斂,人辯證,機規則,一彌一聚,一動一靜。再有我們面對的常常不是一個問題,而是交織在一起的一群不同問題!所以運用單純的數理邏輯方法很難實現解決的目的,所以還需要同時使用形式邏輯、辯證邏輯,甚至非邏輯手段。
  • 人造皮膚:燒傷者的新曙光
    為了對照,醫生在傷口的下半部使用了人造皮膚,上半部採取了常規的敷藥治療,隨後將患處用紗布包紮。第9天換藥時,「上下部的傷口都幹了,人造皮膚好像長到了自己身上,不過用手摸摸總覺得隔了層東西」。又過了幾天,人造皮膚的邊緣開始起皮,撕下來的東西「就像是包糖的糯米紙,這時候摸著感覺是自己的皮了」。
  • 34歲海歸博士攻克人機互動反饋難題,發明「皮膚VR」!實現跨距離...
    可用於新冠監測,幫助醫護人員提升檢測安全度和精準度  除通訊和娛樂的應用之外,皮膚 VR 在生物醫療、健康、傳感等諸多領域上也有著非常重要的意義。以目前的新冠檢測為例,于欣格認為如果將皮膚 VR 技術應用到新冠病毒檢測環節,將能大幅保障醫護人員檢測過程的高效性和安全性。  現有的採樣機器人或採樣設備,雖然能在一定程度上保證醫患隔離,但在精準度及體驗感上很不好。