《前沿快报》02期：军事虚拟现实机会无限，风险并存
前沿君微信：tech9999 手机：18501361766
1
内容摘要：
军事虚拟现实机会无限，风险并存
DARPA推进陆基高超音速导弹系统
美国土安全部评估识别化学品便携式仪器
IARPA：跟踪应用AAP获TechConnect防务创新奖
ARPA-E公布新资金改造先进核反应堆运维工具
美国空军研究实验室和BAE公司合作新半导体项目
美陆军针对机器人研究人工肌肉纳米电机
美国海军改进EA-18G干扰机系统
1
军事虚拟现实机会无限，风险并存
美国陆军席原首席信息官（CIO）、陆军网络企业技术司令部（NETCOM）的总指挥苏珊·劳伦斯中将10月初刊登在SIGNAL网的文章称， 如果您没有引起注意，那么虚拟现实（VR）现在是真实的（双关语）。VR不再是商业游戏世界的珍奇物品，它连同增强现实和其他沉浸式技术，统称为扩展现实（XR），一起在整个军事领域中不断发展。
“这是前沿先进技术，”美国陆军总参谋长詹姆斯·麦康维尔将军在济南5月对议员说，“这将改变我们训练士兵和士兵作战的方式。”
美国陆军和海军陆战队正在投资开发一种新的战场平视显示器，称为综合视觉增强系统（IVAS），该系统将综合训练环境与真实世界的数据结合在一起，以提高步兵的战备能力和效能。海军和空军一直在使用类似的XR技术来训练战斗机飞行员。国防部组织已经预见到XR的进步将带来无限希望，它将大大改善培训、态势感知、后勤支持、战备状态、甚至进行医学培训。
埃森哲（Accenture）的一份新报告强调XR日益得到广泛的使用。它指出，XR的行业支出将在2019年期间超过消费者的需求，到2023年将增长到消费者市场的三倍。远程脑外科手术看似只是未来的应用，如今越来越多地使用。据悉，年3月，中国进行了首例由5G支持的远程手术，该手术距离患者所在地1,800英里。
XR工具还在心理健康治疗中取得进展，包括创伤治疗，例如创伤后应激障碍。据报道，虚拟现实暴露疗法正在减少退伍军人和现役军人的创伤后应激障碍症状。
通过将虚拟数据叠加到现实世界的视野中，军事人员可以使用XR技术在世界上的任何地形上更轻松地导航；知道友军的位置或所报告的威胁；为预期的战斗场景进行训练和演练；甚至根据需要覆盖虚拟敌人和障碍物，以进行更好的准备。他们还可以为医疗，维护或其他专门程序进行培训和练习。
XR的训练应用特别引人注目，因为这些技术可以帮助军事人员准备经验，否则这些经验将太昂贵或后勤挑战。例如，在今年夏天，美国国防威胁减少机构征集有关XR如何帮助部队更好地准备涉及辐射威胁的情景信息。
此外，随着5G网络的推出，其速度、容量和数据响应以及云技术的处理能力翻倍，XR将变得非常容易访问。由于人们可以在任何地方、任何时间进行培训，因此他们可以根据需要更频繁地更新其培训，因此他们所学的技能将与他们保持一致，以提高准备水平。
最后，在许多情况下，XR可以比传统培训更快、更便宜地提供培训。通过采用虚拟现实，人工智能（AI）和生物特征跟踪，空军将飞行员训练时间从12个月减少到4个月。
但是，尽管XR有很多机会，但也存在相当大的风险和危险。XR底层的数据容易受到偏见、滥用和网络攻击。虚拟现实和增强现实都可以出于不利的目的而受到操纵，这可能威胁到我们的个人、心理和社会福祉。
身临其境的技术会追踪一些我们最私密的数据：我们的感觉、判断、反应和更广泛的特征。想象一下，如果这些信息落入错误的人手中，将会发生什么。
对假新闻的担忧可能会变成假经历。考虑一个新闻来源，通过虚拟体验将我们带到一个有争议的战区。我们如何确定该经历没有被伪造或装饰过以影响我们的观点？
在将今天的XR技术应用于军事时，国防部领导人将需要阐明清晰的规则和协议，以确保道德，负责任的行为和使用，因为他们已经开始与AI进行合作。此外，国防组织将需要扩展风险评估，以进一步展望未来并考虑更广泛的直接和次要影响。吸引从神经科学家到行为理论家的各种专家，将有助于创建沉浸式系统和操作方式，以保护军事人员同时降低技术风险。
随着最近基于数据的创新，我们不得不争先恐后地应对意外后果。如果国防部现在采取行动，那么它就有时间抓住XR的机会。
2
DARPA推进陆基高超音速导弹系统
DARPA网站称，作战火力计划的目标是开发和展示一种新型的地面发射系统，使高超声速助推-滑翔武器能够渗透现代敌方空中防御，并迅速和精确地与关键的时间敏感目标交战。
该计划的前两个阶段侧重于交付各种有效载荷所需的推进技术，包括各种射程。自去年秋天第一阶段合同授予以来，洛克达因公司(Aerojet Rocketdyne)、Exquadrum公司和内华达山脉公司在火箭发动机技术方面取得了重大的发现，从小规模到全尺寸完成了30多个发动机试验。这些进步使该计划在2020年末进入助推器关键设计审查的轨道。
DARPA在今年晚些时候授予作战火力计划的第三阶段合同，该计划旨在开发一个利用在该计划的前两个阶段开发的推进系统概念的操作系统设计。第三阶段将结束于2022年，实现综合性端到端飞行试验。
3
美国土安全部评估识别化学品便携式仪器
美国国土安全部科学技术局当发生灾害或恐怖分子袭击时，急救人员首先到达现场。他们经常遇到诸如烟雾和化学品之类的危险状况。为了在像这样的情况下最好地帮助，他们需要知道现场存在的化学物质。这是分析现场仪器，如气相色谱仪/质谱仪（GC/MS）发挥作用的地方。但是为了获得这样的技术，第一反应者首先需要知道哪些GC/MS适合他们的需要和它们的预算。
国家城市安全技术实验室负责系统评估和确认应急响应保护程序步骤，对商业技术进行评估和验证，为需要购买高质量设备的应急人员节省资金和时间。
“这就像一个消费者报告，”测试主管约翰·卡达（John Kada）说，“我们的报告提供了关于评估标准的工具执行情况的证据。” 今年7月，卡达监督了三个用于分析化学样品的便携式现场的评估。评估结果将发表在一份报告中，为寻求最适合其需要的工具的应急组织提供实用信息。
自2004年启动以来，该方案已评估了数百项应急技术，1000多名应急人员，包括执法人员、消防员、护理人员和应急管理人员，参加了这些评估。评估期间的这一主题专门知识确保技术能够满足第一反应者的需要。
IARPA：跟踪应用AAP获TechConnect防务创新奖
一个基于美国雪城大学信息研究学院及其计算和数据科学中心的团队开发的应用程序获得2019年TechConnect防务创新奖。该研究应用于Trace应用程序的研究得到了来自智能高级研究项目活动的众包、证据、推理、论证、思维和评估计划的数百万美元的资助，这是国家情报主任办公室的一个分支，负责国家情报工作。
5
ARPA-E公布新资金改造先进核反应堆运维工具
美国能源部（DOE）高级研究项目机构ARPA-E周三在芝加哥的人工智能峰会（IIL）上公布了3500万美元的新资金，用于开发能降低费用的工具和系统，增加核电站运行和维护方面的灵活性。
ARPA-E的计划由智能核设备资产(GEMINA)管理，将开发先进核反应堆的数字孪生技术，利用人工智能和先进的建模控制来创造工具，在核反应堆系统中引入更大的灵活性，提高操作的自主性，并加快设计迭代。这些数字双胞胎的发展将使运营和管理减少10倍级的费用。
美国空军研究实验室和BAE公司合作新半导体项目
据简氏周刊网10月9日报道，美国空军系统工程师正与BAE系统合作开发下一代氮化镓(Gn)半导体技术，该技术可能被证明对该服务不断增长的雷达、通信和电子战应用至关重要。BAE系统电子战和先进电子部门的技术开发经理戴维·布朗(David Brown)说，来自空军研究实验室(AFRL)和BAE系统快速实验室研发团队的官员表示，他们正在努力将140纳米GaN单片微波集成电路(MMIC)工艺技术转移到公司的6英寸(15厘米)晶片生产线上。公司声明称，将140纳米工艺集成到6英寸晶片中“将包括优化性能，确保工艺稳定性，最大限度地提高晶片对晶片的均匀性和晶圆产量”。
7
美陆军针对机器人研究人工肌肉纳米电机
为了使机器人在战斗中更加有效和通用的队友，陆军研究人员正在进行一项任务，以了解肌肉的分子活功能的价值，以及需要复制的基本力学，以便人为地实现由负责肌肉收缩的蛋白质产生的能力。
生物变异体，就像沿着肌动蛋白网络运动的肌球蛋白一样，负责所有生命形式的大多数运动方法。因此，在机器人研究领域，人造纳米机器人的发展可以改变游戏规则。
美国陆军作战能力发展指挥部的研究人员在寻找能够允许人造纳米电机利用布朗运动的设计, 粒子的性质是因为热度而移动。
研究人员认为，理解和发展这些基本力学是就机器人新方向的可行性作出决定的必要基础步骤，涉及合成生物学、机器人技术、动力学和控制工程的融合。“通过控制简单杠杆臂设计的不同几何特征的刚度,我们发现我们可以使用布朗运动使纳米马达能够更能达到产生线性运动的理想位置,”说是车辆技术局的研究员卡弗（Dean Culver）。“这种纳米级特征转化为在宏观尺度上更有效地运动，这意味着机器人可以在更长的时间内为战斗人员做更多的事情。”
美国海军改进EA-18G干扰机系统
美国国会在2019财年最后一笔拨款清单为EA-18G额外拨付9530万美元，要将美国海军研究办公室发起的认知电子战项目转换到作战应用中。这些认知电子战能力已在美国海军2019年3月发布的最新预算文件中确定，这标志着“EA-18GBlock II改进的正式启动”。
2019年7月，波音公司向美国海军交付了最后一架EA-18G。波音公司负责EA-18G项目研发的珍妮·弗特博（Jennifer Tebo）称，BlockII据称始于2017年12月，由EA-18G机载电子攻击任务组件的供应商诺格公司对外发布。当时诺格公司展示了DashX无人机，该无人机将安装在EA-18GBlock II上的16英寸弹仓中，发射后能够突入敌方空域，搜集敌方雷达或无线电信号，并将信号传回EA-18G。
EA-18G采用先进的APG-79有源电扫阵列雷达，但电子战系统是从现已退役的EA-6B移植而来的，而敌方先进雷达的能力远超EA-6B在过去40年所遇到的。新型雷达能够感知EA-18G的干扰从而进行自适应变化，通过采用不同的波形和信号处理技术，消除或减轻EA-18G的干扰效果。
为了适应这场电子战斗，EA-18G迫切需要采用最新的对抗措施。美国海军的预算申请还特别指出，未来更加先进的ALQ-218(V)2将能够探测并识别具有复杂波形的射频辐射源，这些辐射源是采用传统方式所不能探测或识别的。
EA-18GBlock II中采用的软件定义无线电技术同时也是潜在的威胁，以前在电子攻击任务中的挑战是发射足够强的功率去干扰模拟辐射源的信号，而现在的问题是如何快速地处理数据，以应对采用了可编程捷变波形的数字雷达和无线电。找到应对此类威胁的方法是美国海军研究的重点。海军研究办公室在2016年启动了“反应式电子攻击措施”（REAM）的项目，专门对EA-18G的干扰机系统进行改进。美国海军研究办公室是这样描述REAM项目的：一架EA-18G在敌对空域探测到一部未知雷达，快速确定其行为特征并针对其特定的信号自动制定了对抗策略。海军的预算文件还透露REAM能让EA-18G同时干扰多部捷变雷达。REAM将通过机器学习和自动应用电子攻击技术完成此项任务。
| 一网打尽系列文章，请回复以下关键词查看： |
|---|
| 创新发展：习近平 | 创新中国 | 创新创业 | 科技体制改革 | 科技创新政策 | 协同创新 | 科研管理 | 成果转化 | 新科技革命 | 基础研究 | 产学研 | 供给侧 |
| 热点专题：军民融合 | 民参军 | 工业4.0 | 商业航天 | 智库 | 国家重点研发计划 | 基金 | 装备采办 | 博士 | 摩尔定律 | 诺贝尔奖 | 国家实验室 | 国防工业 | 十三五 | 创新教育 | 军工百强 | 试验鉴定 | 影响因子 | 双一流 | 净评估 | 大学排名 |
| 预见未来：预见2016 |预见2020 | 预见2025 | 预见2030 | 预见2035 | 预见2045 | 预见2050 |
| 前沿科技：颠覆性技术 | 生物 | 仿生 | 脑科学 | 精准医学 | 基因 | 基因编辑 | 虚拟现实 | 增强现实 | 纳米 | 人工智能 | 机器人 | 3D打印 | 4D打印 | 太赫兹 | 云计算 | 物联网 | 互联网+ | 大数据 | 石墨烯 | 能源 | 电池 | 量子 | 超材料 | 超级计算机 | 卫星 | 北斗 | 智能制造 | 不依赖GPS导航 | 通信 | 5G | MIT技术评论 | 航空发动机 | 可穿戴 | 氮化镓 | 隐身 | 半导体 | 脑机接口 | 传感器 |
| 先进武器：中国武器 | 无人机 | 轰炸机 | 预警机 | 运输机 | 直升机 | 战斗机 | 六代机 | 网络武器 | 激光武器 | 电磁炮 | 高超声速武器 | 反无人机 | 防空反导 | 潜航器 |
| 未来战争：未来战争 | 抵消战略 | 水下战 | 网络空间战 | 分布式杀伤 | 无人机蜂群 | 太空战 | 反卫星 |
| 领先国家：美国 | 俄罗斯 | 英国 | 德国 | 法国 | 日本 | 以色列 | 印度 |
| 前沿机构：战略能力办公室 | DARPA | 快响小组 | Gartner | 硅谷 | 谷歌 | 华为 | 阿里 | 俄先期研究基金会 | 军工百强 |
| 前沿人物：钱学森 | 马斯克 | 凯文凯利 | 任正非 | 马云 | 奥巴马 | 特朗普 |
| 专家专栏：黄志澄 | 许得君 | 施一公 | 王喜文 | 贺飞 | 李萍 | 刘锋 | 王煜全 | 易本胜 | 李德毅 | 游光荣 | 刘亚威 | 赵文银 | 廖孟豪 | 谭铁牛 | 于川信 | 邬贺铨 |
| 全文收录：2019文章全收录 | 2018文章全收录 | 2017文章全收录 | 2016文章全收录 | 2015文章全收录 | 2014文章全收录 |
| 其他主题系列陆续整理中，敬请期待…… |