在以往的科幻小說中，“未來戰士”都會有活動自如、力量超群的機械手臂，而這正逐步變成現實。
在今年的英國皇家學會夏季科學展上，劍橋大學推出一款名為“第三拇指”的智能控制義肢，從簡單的單手擰瓶蓋、穿針引線到彈琴或手工制作等更為復雜的操作，“第三拇指”都能勝任。“第三拇指”最早是由倫敦皇家藝術學院的研究生丹妮·克洛德在2017年使用3D打印創造出來的。此后，克洛德與劍橋大學醫學研究委員會負責認知神經科學的塔馬爾·馬金教授合作，推出了新版本的“第三拇指”，其主體是3D打印的，佩戴在與用戶實際拇指相對的一側，靠近小指，嵌入數據的手套柔性傳感器能很好地追蹤手部動作，該傳感器具有19個自由度，能測量手指的掌指骨及近端指間關節和遠端指間關節的關節角度。它裝有兩個發動機和三個鉸鏈，能在多個方向上移動及像真手指一樣進行三段式彎曲，內部穿插了一根讓關節可收放自如的拉線，通過安裝在佩戴者每個大腳趾或腳下的壓力傳感器，使用藍牙技術進行無線控制，如右腳的壓力使拇指橫跨手掌等。
“第三拇指”技術
與以往作為人體肢體替代的義肢不同，這款可以運動的“第三拇指”是用來作為人體附加的增強組件，以新的方式來抓住和操縱物體甚至執行復雜任務。正因如此，“第三拇指”也被視為“未來戰士”“麒麟臂”的1.0版本。
然而，“第三拇指”的意義不限于此，其研究價值在于揭示了人的大腦是如何適應這種增強型技術的，帶來的很可能是生命甚至是物種的改變。倫敦大學學院的研究人員曾利用“第三拇指”進行了一項“人機合一”實驗。他們招募20名“第三拇指”的受試者，每人在實驗室里花五天時間訓練使用“第三拇指”，完成一套單手執行的任務。比如單手搭積木、一只手拿起多個球或酒杯等，受試者每天晚上把設備帶回家，每天要嘗試使用2至6小時。他們還招募了一個由10名受試者組成的“空白對照組”，這些成員也要完成同樣的五天訓練方案，但只使用正常的五根手指來完成，不使用“第三拇指”。通過測試發現，“第三拇指”的受試者很快就能掌握操作方法，甚至可以一邊做數學題一邊用增強手指搭起一座木塊塔。為追蹤他們在移動手指時的大腦活動，兩組受試者在研究開始和結束時都接受了核磁共振掃描，其結果是：在使用“第三拇指”五天后受試者大腦感覺運動皮層的活動發生顯著變化，尤其是負責手部表現的區域。通常，大腦對五根手指中的每一根都有不同的感受區，對應的大腦活動模式各不相同，而使用“第三拇指”后，對應于每個手指的大腦活動模式趨同，也就是說使用“第三拇指”不僅會改變生物手的運動控制，還會影響生物手在大腦中的表現方式。這意味著，人們可以迅速學習控制增強設備，而大腦能很快適應這種變化并將這種增強設備視為身體一個自然延伸部分，而非一個外部物體。
其實打造“未來戰士”的問題，歸根結底是如何進行人體機能增強的問題。這屬于前沿的研究領域，學術界對于人體機能增強概念的理解也存在分歧，目前尚無統一定義。一般認為，人體機能增強技術，是指綜合應用生物學、醫學、神經科學、藥物學、機械科學等領域的前沿交叉技術，采用藥物、器械等手段，暫時或永久地克服現在人體局限的嘗試。現有研究正從以下幾方面著手打造“未來戰士”——
其一，能使人更有效感知的視覺、聽覺增強技術。其中，視覺增強技術可分為兩種， 一種是直接植入人眼內能接收視覺影像和修補視力，并轉化為電子信號刺激神經，將信息傳入大腦，另一種是指利用伸縮式隱形眼鏡、夜視隱形眼鏡、智能眼鏡等可穿戴設備，使人及時感知原來無法直接觀察的戰場環境。2006年，為幫助盲人獲得視覺，美國威斯康星大學的科學家保羅·巴赫里塔基于“通過聲音看物體”技術的研究，研制出被稱為“大腦港”的設備——可將攝像機拍攝的信號轉化為視覺脈沖信號，通過舌頭傳遞給大腦，使用這種裝置的盲人志愿者會暫時失去舌頭的一般功能，但卻能感知外部空間的輪廓特征。在美國防部支持下，佛羅里達人機合成研究院進一步研制出舌知覺模擬系統，可把聲吶探測器、紅外線探測器信號轉化為視覺信號，讓士兵在水下和夜間有比普通人更強的“視覺”能力。
植入盲人大腦的實驗裝置，可使盲人恢復部分視覺感知
2016年，美國國防高級研究計劃局(DARPA)開始了其“神經工程系統設計計劃”(NESD)，以幫助人類恢復視覺和聽覺能力為名，開展了便攜式計算機與人腦直接連接的研究，意圖制造能連接一百萬個神經元的高保真度大腦植入芯片，建立大腦與計算機的雙向通信系統。
該芯片能將外界信號轉化成電子信號，再逆向反饋至神經元中，使失明者重新感知外部世界。此外，還有研究人員試圖將視覺皮層神經元與高分辨率人工視網膜連接。美國加州大學洛杉磯分校的科學家研發出一種植入盲人大腦的實驗裝置Orion，可使盲人恢復部分視覺感知。
除了視覺增強外，聽覺也是人體增強的重要領域。像人工耳蝸就是由體外言語處理器將聲音轉換為一定編碼形式的電信號，通過植入體內的電極系統直接興奮聽覺神經，恢復或重建失聰人員的聽覺功能。2013年5月，普林斯頓大學工程師用3D打印技術制造出世界首個仿生耳。該裝置不僅能接收聲波，還能接受超聲波信號。
其二，能讓人“超載”的腦力增強技術。其可分為兩類，一類是通過外界刺激直接增強人腦認知或感知能力的技術。2006年DARPA研發一種名為“安帕凱恩斯 CX717”的藥物，在對猴子進行的藥物試驗中，每只猴子被迫30至36小時不能睡覺，這令猴子的動作精確度降低了15%至25%，反應時間慢了至少一半，但在注射1劑量（約0.8毫克/公斤）的CX717后，嚴重缺乏睡眠的猴子的大腦功能迅速恢復，甚至在認知測試時，比那些未服用該藥但睡眠良好的猴子更活躍。后續測試表明，對于人類，CX717的不眠時間可持續約48小時。在美軍開展的“認知能力提升”計劃中，還有“經顱磁刺激”(TMS)技術。該技術是靠電磁設備在脊髓中引起電流，直接非介入性地刺激大腦。此外，美軍還研發了采用低電壓電擊刺激大腦的“經顱直流電刺激”技術(TDCS)。之前，這項技術已在醫學領域運用多年，能治療認知障礙、抑郁癥、帕金森綜合征等疾病，還能提高人的分析能力和數學能力，比較成熟。其操作方法是，在人的腦部和頸部貼上連接電腦的貼片，通過對大腦進行10分鐘左右“溫和”的電流刺激，使人長時間清醒并提高人的邏輯分析和數字運算能力。測試中，就有一名士兵通過利用安全電流電擊大腦的方法，成功保持了整整30個小時的高度清醒狀態。該技術特別適合睡眠不足的飛行人員、網絡操作員和無人機操作員等。
另一類是腦機接口技術（BCI)，這是一種在腦與外部設備之間建立直接通信和控制通道的人機交互技術，可用大腦活動所產生的生物電信號操控外部設備或以外部的電、磁、聲等信號調控大腦活動。在未來戰場，將出現大規模無人機群、集成度越來越高的操作平臺及人工智能武器，士兵在迅速處置大量信息的同時，要進行各種操作，這種情況下極易出現手忙腳亂導致誤操作的情況。利用腦機接口技術，可有效規避這一問題。根據腦電信號獲取的方式，腦機接口可分為非侵入式、半侵入式和侵入式三種。其中，非侵人式無需外科手術，只要貼附頭皮表面的可穿戴式設備記錄腦電信號直接進行采集處理，但信號衰減嚴重、信噪比低、難提取。半侵入式將電極貼附在顱骨或大腦皮層表面，信號分辨率明顯優于非侵入式，且信噪比更高。侵入式通過神經外科手術，將電極植入大腦組織內，其信噪比和分辨率最高，但手術創傷和長期損傷風險最高。
美軍穿戴式機械骨骼
DARPA還實施過“革命性假肢”項目，該項目中開發的技術能讓人通過連接到機械臂的神經接口系統，直接在大腦中體驗基本的觸摸感覺。實驗中，DARPA和匹茲堡大學的研究人員，將編寫程序的軟件與大腦植入物相連，癱瘓的志愿者便可在飛行模擬器上飛行，隨后控制一架F-35 戰機飛行。該志愿者能粗略控制戰斗機的飛行高度、傾斜度，并控制飛機做出翻滾動作。這一實驗意味著人類操作者可通過機械傳感器發送的信號，直接感知更廣闊的外部環境。
其三，能使人的行動更強大的體力增強技術。當作戰人員面臨高海拔反應、超負荷、饑餓等特殊環境時，可通過營養膳食補充劑或藥物來增強人的體力。美國海軍醫學研究中心調研發現，“海豹”突擊隊中有78%軍人應用各種各樣的營養補充劑。例如，肌酸有助于提高認知、骨骼健康和神經肌肉功能。此外還可以借助穿戴式外骨骼。這是一種可穿戴的機電一體化設備，能感應人體主動活動并對其做出反應，通過能量轉換增強穿戴者的力量、速度、耐力等，實現人機多自由度、多運動狀態的運動輔助。它可增強士兵負重力和耐力，提高行進速度及其他基礎運動能力，提供持續作戰保障。近年來，美、英、法、俄、澳等國軍隊，啟動了一系列軍用外骨骼項目，以增強士兵作戰能力。目前，典型的外骨骼機器人包括：美國的第二代XOS全身外骨骼、人體通用負重外骨骼、伯克利下肢外骨骼系統，英國“矯正負重輔助裝置”和法國“大力神”可穿戴外骨骼等。以伯克利下肢外骨骼系統為例，其能保證穿戴者以4.8千米/時的速度背負90千克重物連續行走超過1小時。除穿戴式外骨骼外，還有一些動力仿生設備可提高人類運動能力。像美軍聯合西佛羅里達大學研發的“aquasuit”潛水服，模仿的就是海豚和海龜等海洋生物運動原理，通過推進器讓潛水者在深海底下持續作業。
基因編輯技術方興未艾
其四，能讓人脫胎換骨的基因增強技術。這是一種通過對特定DNA片段的敲除、插入等來實現基因編輯，在基因層面和分子水平上提高人綜合能力的生物科學技術。自2005年出現“規律間隔成簇短回文重復序列”(CRISPR)技術開啟人類基因編輯的新紀元后，基因增強技術迅猛發展。2017 年DARPA啟動“安全基因”項目，旨在開發可調節人體各生物系統的藥物介入措施，以快速全面優化作戰人員體質和耐力。2019年，DARPA宣布，未來會考慮對士兵進行基因編輯研究，以保護他們免受生化戰爭傷害。蘭德公司在2021年一份題為《人類機能增強技術方法》的報告中曾指出，“添加爬行動物基因，以提供紅外線觀察能力”和“使人類更強大、更聰明或更適應極端環境”都是基因編輯的潛在應用。由此可見，通過基因增強技術讓人類擁有能在紅外線下看東西的眼睛，增加血液含氧量，讓耳朵能聽到超高或超低音頻，在不遠的將來或許都能實現。
2012年，美國國防部技術評估辦公室將人體機能增強技術視為具有改變戰爭規則價值的未來五大顛覆性技術之一。美國國家科學院研究也在《人體效能改造：國際研究現狀及未來展望》中指出，醫學、生物學、電子學和計算技術的發展，已令改造人體的能力日臻成熟，而且這類創新會被各國軍隊采用。2013年，歐盟委員會宣布，將“人腦工程”列入“未來新興技術旗艦計劃”，力圖集合多方力量深入研究和理解人類大腦的運作機理，為基于信息通信技術的新型腦研究模式奠定基礎，加速腦科學研究成果轉化。近年來，DARPA 更是啟動了數十項旨在提高對大腦動態和機制的了解、推進相關技術應用的項目，包括可靠神經接口技術項目、革命性假肢、恢復編碼存儲器集成神經裝置、重組和加速傷勢恢復項目、將模擬大腦用于復雜信號處理和數據分析項目等。今年4月12日，北約發布該組織首個《生物技術和人類增強技術國際戰略》。北約方面稱,該組織及其成員國將開發和使用生物技術及人類增強技術來支持威懾與防御、危機預防與管理及合作安全。
軍事強國之所以如此重視人體機能增強技術并紛紛展開戰略布局，主要是基于顛覆性技術發展規律的考量。畢竟，顛覆性技術發展初期會因性能不完善而被忽視，一旦技術成熟度提升，就會快速打破競爭對手間的實力平衡，并對武器裝備、作戰概念乃至戰爭形態產生深遠影響。作為戰爭的決定因素，人類在以往戰爭中一直無法突破自身的生理極限。
中國腦機接口技術取得進展
近年來，隨著生物科學、信息科學、認知神經科學的飛速發展，人們顯然看到了顛覆式提升人體機能的希望。未來戰場上，人類有可能像選擇整容讓自己變美一樣，選擇一些科學手段讓自己變得更強大。比如，服用認知增強藥物改善記憶力和注意力，提高士兵的疲勞耐受能力；使用助聽器和視網膜植人物，提升士兵的戰場感知能力；在可穿戴計算的感知、智能、體能和環境增強模塊的支持下，大幅提升士兵戰場適應能力；通過植入電子芯片，提高大腦功能，儲存和提取大量新信息，借助腦機接口直接利用思維控制機器，提高人機交互的速度，徹底改變戰場通信模式，加快整個指揮鏈路的信息轉移速度，甚至直接通過轉基因技術培養出“更聰明的士兵”和“千里眼、順風耳士兵”。這些都是人體增強技術在軍事領域力圖拓展的應用前景。
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從科幻到現實：單兵外骨骼，未來戰爭的“標配”？
還記得《鋼鐵俠》里托尼·斯塔克那套炫酷的戰甲嗎？它不僅刀槍不入，還能賦予使用者超乎常人的力量和速度。如今，這種曾經只存在于科幻電影中的“黑科技”正逐步走進現實，并有望成為未來戰爭中不可或缺的“標配”——它就是單兵外骨骼裝備，也被稱為動力服。
近年來，隨著科技的飛速發展，軍事領域也掀起了一股“智能化”的浪潮。而單兵外骨骼裝備，作為這股浪潮中的“弄潮兒”，自然吸引了全球的目光。它就像給士兵穿上了一層“鋼鐵肌肉”，不僅可以顯著提升士兵的負重能力和運動能力，還能有效抵御子彈和炮彈的襲擊，極大地增強單兵作戰能力。
美國和俄羅斯，這兩個在軍事領域你追我趕的“老對手”，自然不會放過這個“彎道超車”的機會。據報道，美國已經成功研發出一款輕便靈活的單兵外骨骼系統，而俄羅斯則推出了由鈦金屬打造的“未來戰士”外骨骼套裝，其防御力和耐用性更勝一籌。
中國和印度，作為近年來軍事實力快速崛起的“新星”，也敏銳地捕捉到了這一趨勢，紛紛投入到單兵外骨骼裝備的研發競賽中。中國已經成功了新一代單兵外骨骼系統，而印度工程師也自主設計了一款類似裝備。
2023年5月，美國國防部發布報告稱，計劃在未來五年內投入超過10億美元用于單兵外骨骼裝備的研發和采購。無獨有偶，俄羅斯也在2023年3月宣布，將在未來三年內為其軍隊配備至少1000套“未來戰士”外骨骼套裝。這些數據無疑表明，單兵外骨骼裝備已經不再是“鏡花水月”，而是正在成為各國爭相搶占的軍事科技“制高點”。
任何新興技術的出現都必然伴隨著機遇和挑戰。單兵外骨骼裝備也不例外。
一方面，它為提升軍事實力、減少戰爭傷亡帶來了新的希望。試想一下，如果每個士兵都能穿上這樣一套“戰甲”，那么在面對炮火連天的戰場時，他們的生存幾率將會大大提高。
另一方面，我們也不能忽視它可能帶來的潛在風險。例如，單兵外骨骼裝備的普及可能會進一步加劇軍備競賽，甚至引發新的倫理道德問題。
更進一步說，當“超級士兵”不再是科幻電影中的虛構角色，而是真真切切地出現在戰場上時，戰爭的規則是否會被改寫？人類社會又是否做好了迎接這種變化的準備？
這些問題值得我們深思。
科技本身并無善惡之分，關鍵在于人類如何去運用它。我們希望，單兵外骨骼裝備能夠被用于維護和平、守護正義，而不是成為殺戮的工具。
讓我們一起思考一個問題：在科技日新月異的今天，未來戰爭將會是什么樣子？
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呀，今天咱們來聊聊那些酷炫的兵器，特別是那些沒有槍托的突擊步槍。你沒聽錯，就是那種看起來像是未來戰士才會用的家伙。咱們這就來扒一扒這些無托突擊步槍的神秘面紗。
首先得說說FNF2000，這玩意兒是比利時FN公司搞出來的，一看就是那種高科技感滿滿的家伙。這槍用了很多塑料部件，整個槍身輕便又結實。上面還有個皮卡汀尼導軌，可以裝各種瞄具，無論是白天還是陰天，都能讓你看得清清楚楚。這槍的搖臂系統特別有意思，它能解決無托步槍拋殼的問題，左右都能拋，不會讓子彈殼亂飛。而且，這槍還能裝榴彈，通過編程來適應不同類型的彈藥，真是高科技到不行。不過，這槍價格不菲，重量也不輕，對子彈還挺挑剔的，所以銷量也就一般般。
接下來是新加坡的SAR-21，這槍在安全上下了不少功夫。因為無托步槍的機匣和彈膛離臉頰很近，萬一出了什么問題，射手可就危險了。SAR-21就設計了一個專利的安全裝置，用合金鋼板保護射手的臉部，還有個泄氣孔，萬一底火爆炸，火藥燃氣可以從這里排出，不會傷到射手。這設計真是貼心，基本消除了自傷的風險。不過，這槍的射速有點慢，影響了它在市場上的表現。
最后是伊朗的KH-2002，這槍是2003年開始研制的，2004年就亮相了。KH-2002采用了模塊化設計，可以根據不同的任務需求更換槍管，變成標準突擊步槍、短槍管突擊步槍或是長槍管精準射擊步槍。這設計讓它在戰場上更加靈活，殺傷力也強。不過，這槍的模塊化設計還有待提高，底部不能裝榴彈發射器之類的裝備，限制了它在戰場上的使用。
總的來說，這些無托突擊步槍各有千秋，有的科技感十足，有的安全性能高，有的靈活多變。但每款槍都有自己的短板，比如價格、重量、射速或是模塊化設計上的不足。不過，這也正是兵器發展的魅力所在，總有新的技術、新的設計在不斷涌現，讓這些兵器越來越接近完美。咱們就拭目以待，看看未來還會有哪些驚艷的新兵器出現吧！