近日，美國(guó)陸軍作戰(zhàn)能力發(fā)展司令部項(xiàng)目經(jīng)理詹姆斯發(fā)布聲明：一種能夠感知、存儲(chǔ)和分析數(shù)據(jù)的可編程纖維將用于美軍軍服的制作，幫助指揮官收集戰(zhàn)場(chǎng)信息與部隊(duì)情況，從而做出更好的決策。近年來(lái)，美國(guó)為保持在未來(lái)信息化、智能化作戰(zhàn)中的主動(dòng)權(quán)，投入大量人力、物力、財(cái)力進(jìn)行人工智能裝備研發(fā)，可編程纖維—神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)項(xiàng)目，便是其中的一類。
國(guó)防科技大學(xué)教授馬建光在接受人民網(wǎng)專訪時(shí)指出，由于信息處理量極大，以神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為代表的人工智能算法較為適合該類項(xiàng)目應(yīng)用，通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)的方式加以訓(xùn)練，有效提高微芯片準(zhǔn)確執(zhí)行、判斷、自我調(diào)整的能力。當(dāng)前攻關(guān)的重點(diǎn)，類似于可編程纖維，依然是納米級(jí)的芯片處理器，在物質(zhì)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)分布式計(jì)算能力。
方興未艾——淺析可編程纖維軍事應(yīng)用現(xiàn)狀
現(xiàn)在戰(zhàn)爭(zhēng)已經(jīng)被譽(yù)為“發(fā)現(xiàn)即摧毀”的讀秒戰(zhàn)爭(zhēng)，戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)瞬息萬(wàn)變，各軍兵種聯(lián)合作戰(zhàn)已經(jīng)變成信息化作戰(zhàn)的主要形式，在陸地、海洋、天空、太空、網(wǎng)電構(gòu)成的五維空間戰(zhàn)場(chǎng)中，快敵一秒，就是棋高一招。在這樣環(huán)境下，如何掌握更多的信息，如何更快速高效的處理這些信息將會(huì)成為決定戰(zhàn)爭(zhēng)勝負(fù)的關(guān)鍵一環(huán)。
芯片軍事化應(yīng)用已不是陌生的話題，但可編程纖維（可編程物質(zhì)）的應(yīng)用仍然沒(méi)有實(shí)踐先例，均處于設(shè)計(jì)研發(fā)階段。此次美國(guó)陸軍研究實(shí)驗(yàn)室宣稱，五角大樓在創(chuàng)建神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的項(xiàng)目上取得了重大進(jìn)展，說(shuō)明該項(xiàng)目很可能已經(jīng)進(jìn)入到初步實(shí)踐環(huán)節(jié)。根據(jù)已有資料，可編程纖維旨在為作戰(zhàn)指揮官提供一種工具，用于在使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)分析數(shù)據(jù)時(shí)評(píng)估局勢(shì)的不確定性。這種工具可以增加人工智能解決方案的使用質(zhì)效，從而增加戰(zhàn)地指揮官在決策過(guò)程中的信心。在戰(zhàn)術(shù)小組突擊、飛行員營(yíng)救、士兵日常健康監(jiān)測(cè)等方面起到重要作用。
另一方面，鑒于可編程纖維仍然需要依靠傳感器收集信息和通信手段傳輸數(shù)據(jù)，其可能會(huì)在傳輸、收集過(guò)程中被操縱或干擾。如何確保數(shù)據(jù)安全、通訊安全也是目前可編程纖維應(yīng)用方面需要重點(diǎn)考慮的問(wèn)題之一，開(kāi)發(fā)人員必須尋找有效解決方案加以應(yīng)對(duì)，以防止在作戰(zhàn)中被對(duì)手侵入系統(tǒng)內(nèi)部而導(dǎo)致決斷失誤的嚴(yán)重后果。
智在內(nèi)芯——起底可編程纖維的工作原理
伴隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，電子元件和柔性纖維整合也成為了可能。2017年，復(fù)旦大學(xué)彭慧勝教授率先提出并實(shí)現(xiàn)了纖維狀的聚合物電池，并在今年3月，其率領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)在《自然》（Nature）發(fā)文，展示了一種新研制的大面積“智能顯示布”，這一智能顯示布由兩種不同的功能纖維作為經(jīng)線和緯線織成，負(fù)載有發(fā)光活性材料的高分子復(fù)合纖維是經(jīng)線，導(dǎo)電的透明高分子凝膠纖維是緯線。只需施加交流電壓，發(fā)光活性層就會(huì)被電場(chǎng)激發(fā)，成為發(fā)光的像素點(diǎn)，即使在纖維滑移、旋轉(zhuǎn)或彎曲的情況下仍能保持位置和亮度的穩(wěn)定，但距離把一臺(tái)完整的電腦“織”進(jìn)布料僅有一步之遙：計(jì)算能力。
近日，美國(guó)麻省理工學(xué)院（MIT）教授Yoel Fink的研究團(tuán)隊(duì)成功地將微型芯片嵌入到了單根纖維之中，作為“大腦”組織其他部件運(yùn)行。該項(xiàng)發(fā)明的實(shí)現(xiàn)作為可編程纖維應(yīng)用的“最后一公里”，意義重大，也為其在軍事領(lǐng)域應(yīng)用鋪平了道路。
見(jiàn)微知著——可編程物質(zhì)成為軍工科技“新高峰”
雖然五角大樓承認(rèn)可用于穿戴的可編程纖維仍處于早期開(kāi)發(fā)階段，估計(jì)要到2030年才可能真正列裝。但更高層次可編程物質(zhì)研發(fā)，已經(jīng)被各大國(guó)視為重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容，并開(kāi)始從理論模擬邁向真正的物理實(shí)現(xiàn)。一旦研制成功并應(yīng)用于軍事領(lǐng)域，就能為士兵提供革命性的新功能。未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)上的士兵，只需攜帶一定量的“可編程物質(zhì)”，通過(guò)下達(dá)指令，將其變成所需要的武器或工具，包括軍械、智能軍服、可進(jìn)入掩體內(nèi)部攻擊敵人的軟體機(jī)器人，甚至地面裝甲車輛等等。由此可見(jiàn)，可編程纖維只是該領(lǐng)域的一個(gè)簡(jiǎn)短的嘗試。相對(duì)于可編程纖維微米級(jí)別的設(shè)計(jì)芯片，納米計(jì)算機(jī)和生物計(jì)算機(jī)則是可編程物質(zhì)的根本解決方法。
當(dāng)前美軍仍然保持人工智能研究方面的領(lǐng)先地位，其構(gòu)建的人工智能的“三駕馬車”：聯(lián)合人工智能中心（JAIC），國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局（DARPA），國(guó)防創(chuàng)新單元（DIU），分別負(fù)責(zé)短期、長(zhǎng)期和兩地人工智能研究課題的組織、推進(jìn)和整合，也使得美軍始終是該領(lǐng)域翹楚和別國(guó)學(xué)習(xí)效仿的對(duì)象。（陳羽、由里、游桂成）