仿生学3.0时代的未来战争
时间：2021-05-23 20:04:04 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
时下，仿生学已经成为横跨物理学、数学、生物学、化学、管理学、信息科学、系统科学及社会学等诸多学科的交叉学科，在社会生产和人类生活的各个角落发挥着不可替代的作用。借助仿生學蓬勃发展的东风，军事仿生技术也在新的起点上开启了它的3.0时代。精细化、智能化、网络化及集成化的军事仿生技术正在颠覆现有战场格局，加快塑造未来战争的崭新面貌。
深度开发的仿生资源
生物资源的开发深度是随着人类认识能力的提升而不断加深的。过去，人们认识生物的方式比较“直观”——仅能通过肉眼观察，对生物的模仿和借鉴就只能停留在外形、宏观结构层面;光学显微镜发明之后，生物的微观结构开始揭开其神秘面纱，细胞级别的认识与仿生也由此展开;扫描隧道显微镜发明后，人类对物质的认识能力跃升到了单个原子级别，纳米技术的迅速兴起使仿生实践开启了新时代。模仿人类处理信息模式设计的电子计算机，极大提高了人类的工作效率，拉开了信息化时代的大幕，使大规模数据仿真和数据分析成为可能。在这个信息爆炸式增长的时代，如果说有什么因素限制了仿生技术向纵深发展的话，与其说是技术工具，不如说是人类自己的想象力。仿生技术已经在新起点上，有了众多让人耳目一新的深度发展，并具备极大的军用潜力。
生物膜是仿生领域近年来新兴的研究方向。作为生物体的一个基本组织，生物膜经过亿万年的进化，具备了近乎完美的功能：具有自由扩散、物质运输、能量转换等多种特殊能力。在充分研究生物膜的物质组成和结构特征后，科学家开发出了与其相似的仿生膜，已经在多个领域取得不俗成果。而仿生膜一旦被广泛用于军事领域，特别是军事医学领域，将对军队的医学保障能力产生巨大变革。
军人在作战时难免会遭遇各种身体创伤，有时甚至一个很小的伤口就能带来极大的损伤，甚至因此而丧命。而在野外不良的卫生条件和紧急的战争环境中，如何高效地处理伤口一直是困扰军事医学专家的难题。仿生技术的出现使这一难题有了完美解决的可能。例如，美国科研人员研制出了一种外用硅基薄膜，可以在皮肤表面形成一个可穿戴的高分子层，对下方的皮肤进行物理强化，同时提供一个透气的阻挡层。这是仿照很多生物膜所具有的生物特性，即对特定的分子具有识别和阻拦能力，对其他分子则具有高通过性。这种类似“第二层皮肤”的技术可以处理皮肤受损问题，也可以用于药物输送和敷贴伤口。一旦制备成类似“创可贴”的便携胶布，就可以帮助军人快速处理皮肤上的小创口，提高生存能力。
生物资源深度开发的另一典型案例就是对生物算法的模拟。仿生算法是基于对生物行为和活动的研究，通过模拟自然界中生物依靠自身调节功能来优化生存状态的行为机制，对特定决策行为进行赋值，按照生物的行为规则进行迭代计算，输出最优化的结果。仿生算法的优势在于不仅提高了算法在异常情况下的可用性，而且大大减少了针对大规模问题的搜索次数和时间，在要求快速精准决策的军事领域具有天然的应用优势。近年来各类新兴的仿生算法层出不穷，如狼群算法、蝙蝠算法、萤火虫算法及猴群算法，等等。目前，它们已可用于敌我目标识别、战略决策优化、火力分配模拟等决策辅助。相信随着大数据和仿真技术的发展，仿生算法可以为战场决策提供更有价值的参照，助力制胜信息化战争。
此外，仿生模式识别也是已投入应用的新兴仿生技术之一。该技术是模仿人类“认识”事物的过程，利用数学方法让机器“认识”不同事物从而加以区分的理论模型。经过10多年的研究，已经取得了不俗的成果，其中一些成果已经在民用领域进行了应用。在军事领域，仿生模式识别可以帮助军队寻找目标、在人群中辨认打击对象、识别网络攻击行为、以及检测电路系统故障等。
升级版的
传统仿生技术军事应用
和平时期的军备，一方面限制了大规模杀伤性武器的发展，另一方面也使各国的目光投向更具前景的高技术军备，仿生手段正是高技术军备中最具发展潜力的方向之一。在新材料技术、新工艺手段和大工业基础的支撑下，传统军事仿生技术得到了升级版的改造，有些甚至能够带来颠覆性的变革。
在新材料技术方面，蜘蛛丝可能给防弹衣带来革命。面目可憎的蜘蛛是生物界的建筑能手，蛛丝的强度比同直径的钢丝高出4倍，且具备超强的弹性和防水性，是制造防弹衣的理想材料。但由于蜘蛛喜欢独居的习性，批量生产蛛丝就成为几乎不可能完成的任务。2016年，美国“凯瑞格”生物工艺公司提出了一项大胆的想法：将蜘蛛的基因片段植入蚕的体内，使其能够吐出类似蛛丝的生物材料，给批量生产蛛丝防弹衣提供原料。一旦成功，取代现有笨重防弹衣的将是轻薄柔软、强韧舒适的全身防弹衣，必将大大降低战场的伤亡率，提高战士的战斗力。
在新工艺技术方面，DNA计算可能会撼动传统计算机在特定领域的统治地位。经过漫长的探索，人类终于发现决定生物体遗传性状的关键因素——DNA，从此对DNA的认识和应用也如火如荼地展开，DNA计算机就是一个热门研究方向。区别于传统计算机以逻辑电路的高低电平状态作为存储信息的基本形式，DNA计算机将信息以分子代码的形式存储在DNA上，用特定的酶对分子排列进行改变，作为信息处理的工具。而反应前后分子不同的排列状态，就是输入和输出结果。目前，这种看似复杂的运算方式虽然还不如传统计算机方便快捷，但已经在特定领域显现出了传统计算机不可替代的优势。早在1994年，就有美国科学家阿德勒曼利用DNA计算机成功求解了“汉密尔顿路径问题”（即在确定起点和终点的多个点之间寻找单次行走的最短路径）。这一看似简单的问题却没有一个现成公式可以套用，仅能通过穷举法相互比较方可求解。因此，如果交给传统计算机，就需要大量的计算时间。当年，阿德勒曼利用他的DNA计算机，仅花了一星期时间就求解出传统计算机几年才能算出的最短路径。不难预见，在对时效性要求极高的军事行动中，快速寻找最短路径必然能够带来作战行动决策的整体改观。虽然目前DNA计算机无法如传统计算机一般便捷操作，但在军事领域的应用趋势已经显现，或在不久的将来投入战场。
