技经观察丨生物技术对美国国防的未来影响
美国《国防》期刊（National Defense）对生物技术利益共同体（Biotechnology Community of Interest）2022年4月未公开的《2050年生物技术未来：国防影响和机遇》报告做出解读。该报告确定了一些系列可能在未来30年内成为人们日常生活中的一部分并将从根本上改变经济和国家防御方式的生物技术，还就如何更好地利用这些生物技术来加强美国国家安全、改善公民生活提出了建议。现将该报告解读编译如下。
一、生物技术创新将带来的不确定性
二、生物技术在国防上的潜在作用方面
生物技术、人工智能和自动化的融合将在2050年之前改变人类日常生活的各个方面，同时还将改变国防部执行任务的方式。合成生物学、增材制造、纳米技术和先进的生物技术将提供新材料、传感器和疗法，其中很多应用可用于军事领域，军队的医疗保健将通过新疗法得到极大改善。此外，生物技术还将通过消除人体当前的许多限制来改变未来战争形式，通过增强人体微生物群、创造人机协作的脑机接口等先进技术，将军事人员真正转变为“人体武器系统”，从而加强军事人员的作战能力。
未来，美国很可能面临资源竞争。在制造电子产品、医疗设备和先进的武器系统方面，美国国防工业依赖于镧系元素，铕和铽等稀土元素，以及锂、镓和钴等金属元素。但是，美国仅控制全球稀土元素储量的1%，而包括其利益敌对国在内的一些国家却控制着地球上很大一部分的已知金属储量。不断增长的消费需求将加速这些资源的消耗，从而导致美国与敌对国家之间的资源竞争。生物技术的进步将推动生物制品逐渐取代石油化学制品，成为生产工业化原料的主要方式。随着生物制品变得更具成本竞争力，加之美国农业部生物优先计划等政府计划的支持，以生物基材料为特征的绿色经济时代将随之而来，助力可持续发展目标的实现，同时减少竞争和冲突发生的可能性。
即使生物技术应用对国家安全没有直接明显的战略价值，其仍成为世界各地热点地区政治和社会冲突的爆发点，并将国防机构卷入斗争中。而且，随着生物技术门槛的不断降低，激进的非国家组织或个人获得生物技术的可能性大幅增长，或将导致一个竞争更加激烈的世界。
三、生物技术对国防的未来影响
《2050年生物技术未来》报告预测，第一波生物制造的国家安全材料将出现具有经济竞争力的替代品，即“原样”替代品。“原样”是指由糖类发酵而非由化石燃料蒸馏产生的化学物质。从化学角度看，无论其生产方式如何，产品都是相同的。未来，所有高价值的国防化学商品，如能源和燃料，都能够以更清洁的方式生产。
到2030年中期，预计将出现第二波生物技术发展浪潮。这一阶段引入了传统石化生产技术无法生产的反应性和响应性感官材料，这种材料能够感知、反应和响应环境。美国军方将在战场上使用可穿戴传感器，如智能手表、智能绷带和戒指等，利用人工智能和机器学习来预测潜在感染，实时检测身体压力，以对损伤进行早期干预，或限制潜在疾病的传播。而且，在商业化的推动下，普通民众对可穿戴设备系统的需求也将得到激增。预计到2040年，美国的大部分人口将佩戴医疗追踪设备，实现对健康状况的实时监测。
2050年前，由生物工程活细胞组成的生物材料将引发第三波生物技术发展浪潮。这些活细胞有生命、可编程，可以在一定程度上维持自身形态，将创新并改革医学治疗领域，使国防部有能力创造合成器官并将医疗服务部署到战场等恶劣环境中。个性化组织工程和合成器官、肢体替代将开启新的商业市场。此外，基因工程疗法将使人们能够治疗更广泛的疾病，并极大增强人类的自愈能力。
四、对美国未来国防的建议
美国情报机构、国土安全和国防规划人员需要将生物技术作为国内和全球定期技术观察的核心内容，树立以道德和公平的方式开发和使用生物技术的标杆，使国内的国防企业、私营企业和公众信任这些极具潜力的生物技术，使作战人从中受益，从而确保国家安全，领先于潜在对手国家。
第一，美国国防部应与其盟友和友好国家进行双边和多边合作，提高合成生物学和生物制造的工业规模。这些生物衍生材料将改变美国在21世纪中期所能创造的国防系统的种类。
第二，生物技术和材料科学的融合为减少传感技术的尺寸、重量、功率要求和成本，同时提高其探测能力提供了机会。例如，合成生物学可帮助创建生物传感器，可用于识别环境中化学或生物制剂的释放，并能通过释放反措施和通知战场上的其他作战人员来做出响应。这种传感器可以成为反应性/响应性表面和涂层的基础，与环境相互作用，以持续嗅探、测量和观察。但是，与报告中描述的许多技术一样，部署此类系统将受到监管要求的制约，必须得到本国和部署这些系统的其他国家的公众认可。对此，美国国防部应该让合作伙伴和盟友参与进来，为生物传感器的应用制定共同的指导和协议。这是保持互操作性的基本要求，可确保在整个盟军中顺利采用下一代低成本传感器。
第三，气候变化、地缘冲突等因素加剧粮食短缺，使其成为紧迫的国家安全问题。未来，美国国防部必须考虑如何建立跨部门合作伙伴关系，将农业生物技术视为和平力量。
第四，美国需要在未来获得关键金属的可靠供应链。生物技术提供了具有成本效益和生态友好的方法，可以更有效地从散装原矿中提取和分离关键矿物，或从回收系统中将其回收。美国国防部应建立利用生物技术来改善稀土元素和其他关键资源回收的途径，还需要评估在国防企业中使用生物技术增强的采矿，增加关键材料的传统供应并降低成本的方式。此外，生物技术的发展和转型将深刻影响国防供应链，为满足需求并找到安全的供应链，美国需从深海甚至是地球轨道外的设施中提取自然资源。
第五，在太空商业化的推动下，未来30年里，美国宇航局（NASA）将转向在外太空或另一个星球上建造和运营小型高科技工厂，以生产只能在接近零重力下制造的下一代材料。因此，美国国防部和NASA应共同发起机构间深层研究，商讨开发微重力医学，使医疗技术适应偏远和艰苦环境；开发反应灵敏的传感器；以及制定未来生物材料需求的计划，以保护在太空中建造和运营NASA工厂的人免受辐射等太空危害，为其提供完善的医疗服务，并使其得到妥善安置。
作者简介
戴吉 国务院发展研究中心国际技术经济研究所研究三室，助理分析员
研究方向：生物领域形势跟踪及关键核心技术、前沿技术研究
联系方式：daiji_35@163.com
作者简介
张芮晴 国务院发展研究中心国际技术经济研究所研究三室，三级分析员
研究方向：生物领域形势跟踪及关键核心技术、前沿技术研究
联系方式：zhangrq@drciite.org
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编辑丨郑实
研究所简介
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