轉載：生物技術軍事化_風聞

來源：北京航天情報與信息研究所 郭彥江

生物技術軍事化應用涉及軍事、生物、物理、材料、信息等諸多學科，通過借鑑和利用生物眾多優異結構和特殊功能，為武器裝備創新發展提供新的源泉，成為武器裝備變革的重要推動力量，並在不斷催生新的作戰樣式和作戰理念。近年來，以美國為代表的世界軍事強國高度重視軍用生物技術的發展，已在生物電子與計算、仿腦控腦、仿生領域、生物能源等多個領域取得重大突破，將對武器裝備、作戰空間、作戰方式、戰爭形態等產生深刻影響，逐步引領信息化軍事革命向生物化軍事革命轉變，可以預見的是，生物技術將成為21世紀新的科技制高點，將提供下一輪科技革命的核心動力。

軍用生物技術是推動軍事變革的重要力量

（一）將軍事攻防深入到微觀生物領域，為未來戰爭提供新的戰略威懾手段。科技是一把“雙刃劍”。當前基因組編輯、合成生物學、新型神經學等現代生物技術發展十分迅速。這些技術的發展也帶來生物武器擴散、生物恐怖襲擊、病原體跨物種感染、跨地域傳播等一系列重大安全問題。利用生物技術破壞生物體微觀結構進行生物攻擊，將會影響到人員、裝備的防護性能，使現有防護能力大大降低甚至失去防護能力。生物技術武器具有不易被發現和防禦，被攻擊後很難迅速診斷及治療、很難進行預警和有效預防等特點，在未來戰爭中具有極強的震懾作用和戰略威懾能力。

（二）演生新型作戰力量和作戰樣式，顛覆戰鬥力生成模式。軍用生物技術將攻防領域由宏觀拓展至微觀，將從人和武器裝備兩方面顛覆傳統戰鬥力生成模式。一方面使得作戰力量朝着無人化、智能化方向發展，推動“超級士兵”、“動物部隊”、“機器人軍團”走向戰場；另一方面推動作戰樣式由傳統機械武器作戰向微觀生物攻防方向發展，誕生“制生權”、“制腦權”等新型作戰概念。戰爭不再把從肉體上消滅敵人作為唯一選項，而是在確保制勝的前提下，從微觀層面壓制或疲憊目標，使敵喪失抵抗能力。

（三）引發新一輪科技革命，帶動軍事科技前沿技術取得突破。生物技術引領新一輪生物科技革命乃至更廣泛範圍科技革命的前景日漸明朗。新一輪生物科技革命有望在未來5~10年系統性展開。生物技術的跨越式發展，將大幅提升對生命過程的理解，人類社會長期探索的生命起源、意識起源兩大最前沿問題有望得到根本解答。與生物科學交叉、融合發展的人工智能、腦科學、量子、納米等一大批軍事科技前沿技術有望隨之取得突破。

（四）創新武器裝備研發思路和模式，催生新一代武器裝備。生物體是武器裝備源頭創新的強大技術源動力。包括生物電子、仿生、仿腦、腦控等新技術的轉化應用，將催生出一大批有望或已經展示出廣闊前景的軍事武器裝備。例如，利用仿生技術研發的生物電子紅外傳感器，可應用在目標識別和敵我判斷裝置上，提高戰場環境下的偵察監視等態勢感知能力；DNA芯片、DNA電子元器件、人工突觸等用於設計彈載計算機、導引頭等高精度電子設備，可提高武器裝備的小型化和智能化水平，利用仿生技術和可穿戴設備研發的智能機器人、外骨骼裝備將顯著提高作戰部隊的整體作戰能力。

在國防領域地位凸顯，研究成果亮點紛呈

（一）生物安全受到各國政府高度重視，許多國家把生物安全納入國家戰略

生物安全屬於非傳統安全，是國家安全體系的重要組成部分，與國家核心利益密切相關。當前國際生物安全形勢正處於大變局的關鍵時期，傳染病疫情不斷，生物武器濫用風險增加，實驗室生物安全漏洞頗多，世界範圍內頻發的嚴重“生物事件”，使得國防已經突破陸、海、空、天、電的疆界。

“生物疆域”安全，越來越受到各國政府的高度重視，許多國家把生物安全納入國家戰略。2017年初，美國官方情報界發佈的《2017年度全球威脅評估報告》等將基因編輯列入“大規模殺傷性與擴散性武器”清單；2017年12月，美國總統特朗普在其上任後首份《國家安全戰略》中全面闡述了其關於國家安全的政策立場，特別強調了生物安全問題的重要性；2018年6月，美國科學院發佈的《合成生物學時代的生物防禦》報告提出，“美國政府應該密切關注合成生物學這個高速發展的領域，就像在冷戰時期對化學和物理學的密切關注一樣”。2018年9月，特朗普政府發佈了上任後首份《國家生物防禦戰略》，該戰略是美國首個全面解決各種生物威脅的系統性戰略，提出要加強統籌規劃和協調，通過建立分層風險管理體系，防止恐怖分子利用大流行性疾病和生物武器對美國進行攻擊。俄羅斯總統普京2017年初表示，“沒有遺傳學和生物學，俄羅斯就不可能保全下來”，俄羅斯未來六年的“最高任務”計劃在遺傳學和生物學等多領域實現突破；普京高度關注生物安全問題，2017年10月，俄羅斯總統普京發出警告，指責美國採集俄羅斯公民DNA數據，要求政府警惕可能針對俄羅斯進行的生化襲擊。英國、澳大利亞等國家也紛紛實施國家生物防禦戰略，增強針對未來可能出現的更高級威脅的應對能力。

（二）生物電子技術發展迅猛，生物芯片和納米傳感器等基礎研究取得突破

生物電子技術以生物的信息過程為研究應用對象，並以人腦信息處理的功能模擬為最終目的，將生物信息處理的優異特性應用於電子和信息學，推動革命性變革。當前生物電子技術已在DNA芯片、人工突觸、新材料和柔性結構等產品上取得突破。

不斷催生新型計算機和存儲架構。哥倫比亞大學成功創建一種在DNA中存儲數據的方法，創造出迄今最高密度大規模數據存儲方案，新系統將具備1克DNA存儲215拍字節的能力，達到了理論極限值的85%；哈佛大學成功將電影片段存儲到細菌活體細胞中，經過多次迭代後，存儲在基因中的電影信息保存完好；美國情報高級研究計劃局（IARPA）2018年5月發佈“分子信息存儲”項目，推動生物存儲技術研究；DARPA於2017年4月發佈“分子信息學”項目跨部門公告，尋求開發一種可在分析和化學層面處理來自偵察、電子戰、信息情報、持續監視等數據密集型軍事應用領域的海量信息流技術。美國亞利桑那州立大學和哈佛大學維斯生物啓發工程研究所開發出迄今最複雜的生物計算機，該計算機能在大腸桿菌活細胞內對12種不同指令同時做出反應，控制細菌細胞的行為；美國微軟公司與華盛頓大學研發出大幅提升DNA分子運算的方法，經過實驗證明，新型DNA計算機僅用7分鐘就完成包含3個輸入鏈的與門，之前的設備則需要4個小時完成同樣的任務。

新型生物傳感器靈敏度達到分析水平。當前納米生物傳感器廣泛應用於醫學、生物芯片、環境檢測、軍事醫學監測等領域。國外機構預測生物傳感器市場2020年將達到270億美元，複合年增長率超過10%。美國伯克利實驗室開發出一種稱為“生化鼻子”的具有單分子水平靈敏度的納米傳感器，可以在幾分鐘內準確地檢測和診斷分子水平；瑞典烏普薩拉大學和巴西研究人員開發出可以檢測單分子的新型納米傳感器，可以方便、便宜地鑑定DNA中不同的核苷酸序列；韓國科學家基於聲音震動原理，研發出一款源生於“蜘蛛”仿生學的納米縫隙傳感器，可以在92分貝的實驗環境中捕捉到測試人員的聲音。

（三）仿生和可穿戴技術快速發展，戰場救護和人體增強裝備層出不窮

仿生技術可通過模仿生物系統的原理和特異功能，並應用到各類裝備中，有效提高武器裝備性能，同時提高士兵生存能力。近年來，仿生技術和可穿戴技術取得快速發展，誕生出以仿骨材料、可穿戴外骨骼、智能作戰服等為代表的一大批戰場救護和人體增強裝備。2017年1月，美海軍利用太平洋鰻魚的黏液製造出可用於製造防彈、防火、防污、潛水保護產品或防鯊噴霧劑的新型人造材料；韓國順天鄉大學採用冷凍乾燥法制備出一種新型氧化纖維素納米纖維絲蛋白支架，該支架能夠有效促進傷口癒合，有望應用於戰傷急救領域；葡萄牙納米技術和智能材料中心研製出一種內含微量蠟狀物質的納米膠囊，能使人體温度保持在一個舒適範圍內，用於重傷員救治。加拿大麥吉爾大學研究人員受魚鱗等生物護甲功能啓發，製造出兼具柔性和抗刺穿性能的仿生防護材料，其抗刺穿性能是柔性彈性體的10倍左右；美國太平洋西北國家實驗室、勞倫斯·伯克利國家實驗室和華盛頓大學利用類肽材料自組裝技術，研發出類似於貝殼或骨骼的仿生材料，美國麻省理工大學制備出仿海螺殼抗衝擊複合材料，該材料抗衝擊性能比傳統纖維複合材料高70%，可用於製造裝甲防護系統；美國哈佛大學聯合沙特阿拉伯阿卜杜拉國王科技大學研製出一種仿生無序多孔網狀納米結構塗層，通過改變材料厚度，可構建顏色梯度，用於車輛可見光隱身。

軍用可穿戴外骨骼和智能作戰服旨在擴充或增強人體的生理機能，提高士兵攜行能力、減輕負重對士兵的損傷，從而提高士兵負重情況下的持久作戰能力。美國已先後推出多款軍用可穿戴外骨骼及“勇士織衣”智能作戰服樣服，並開展了測試評估。這類裝備一旦投入使用，將大幅增強士兵的機動攜行能力和綜合防護能力，進而提高士兵的戰鬥力和生存能力。2017年8月，美陸軍發佈自適應仿生飛機結構（ABAS）的項目書，旨在利用仿生學來製造載人或無人飛機，可在半空中改變機體形狀；英國皇家海軍公佈一批未來潛艇及負載概念。概念的設計靈感主要來自海洋生物，希望能在未來50年徹底顛覆水下作戰方式。英國國防部花費71.8億元資助國防科技實驗室（DSTL）進行軍用仿生蜻蜓無人機研究，該無人機能用於城市監測、戰時偵查、傷員搜救等領域，該無人機長約120 毫米，重約20 克，飛行時速達45 千米/小時，計劃於2018年年底完成部署；韓國順天鄉大學採用冷凍乾燥法制備出一種新型氧化纖維素納米纖維絲蛋白支架，該支架能夠有效促進傷口癒合，有望應用於戰傷急救領域；葡萄牙納米技術和智能材料中心研製出一種內含微量蠟狀物質的納米膠囊，能使人體温度保持在一個舒適範圍內，用於重傷員救治。

（四）仿腦控腦技術繼續推進，人員與武器配合提升到全新高度

仿腦控腦技術的快速發展將能使人類超越智力、體能和心理方面的天生侷限，使人和武器裝備的結合達到前所未有的新高度,武器裝備在某種意義上成為人體延伸出的“特殊器官”,進而使其作戰效能的發揮最大化。一是體能增強的“超級士兵”取得重要進展。從2000 年起，美軍開始從事“增強人體機能的外骨骼”(EHPA)計劃的研究。洛馬公司的可穿戴人體負重外骨骼（HULC）最大負重可達90.7千克，已有多套交付陸軍進行實戰測試；美軍特戰司令部與DARPA於2014年合作研發的“塔羅斯”戰術突擊輕型作戰服，融合了傳感、控制、信息耦合和移動計算等多項科技成果；美國防部提出“腦刺激計劃”打造無所畏懼、能長時間保持高度警覺狀態的“超級士兵”；俄羅斯的“未來戰士”套裝也已在敍利亞戰鬥中得到檢驗。二是腦控部隊的研發在不斷推進。人和武器裝備的結合程度是戰鬥力生成的重要影響因素。為提升人機結合度，嘗試利用腦機交互技術實現大腦直接控制武器裝備或其他生物體取得進展，未來實現人與武器裝備一體融合的腦控部隊成為可能。DARPA就在全美6個實驗室開展“思維控制機器人”相關研究，2013年啓動“阿凡達”研究項目，研究由人腦遠程控制的“機器人部隊”；同年，由美陸軍和聯邦政府資助的華盛頓大學科學家首次實現人類異體控制；2016年2月美國《新聞週刊》報道，美軍正在秘密研製“大腦調制解調器”，試驗士兵直接用大腦控制無人機和武器裝備，實現真正的“人機合一”，減少傳統的大腦思維決策→肢體運動→控制武器而產生的時滯，提高作戰行動和效率。三是動物部隊的研究處於探索階段。因動物天生具有的特殊功能，如犬類的靈敏嗅覺、鴿類的磁場定位等，因此可以訓練成為一種特殊的軍事力量，執行一些人類無法完成的軍事任務。俄羅斯國防部決定推廣使用動物執行作戰任務，俄軍現有約300名動物士兵。除了犬類，俄北方艦隊海豹部隊共有15頭海豹，可執行保衞核潛艇和在艦艇佈雷等任務。2016年美國海軍撥款研究能探測炸彈的蝗蟲。

結束語

生物技術作為一門新興多學科交叉技術，有着廣闊的軍事應用前景。隨着各國對相關研究投入的不斷加大，生物傳感器、生物芯片、仿生機器人、機械外骨骼等將加速成熟和應用。生物技術將對武器裝備的信息化、智能化產生巨大的推進作用。當前生物技術的領域仍在不斷延伸，未來隨着生物技術與人工智能技術、納米技術和量子技術的不斷交叉融合，必將顛覆未來作戰樣式和作戰理念，成為新軍事變革的重要推動力量。