2020年美陆军十大最酷的科技发展
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转自：学术plus 作者：魏艳艳
美国陆军军用网站1月13日发布文章《Scientists pick top 10 coolest advances of 2020》。美国陆军作战能力发展司令部（DEVCOM）陆军研究实验室科学家根据2020年美陆军在“增强和保护未来单兵”科学技术方面取得的突破性进展，并评选出十大最酷的科技发展研究，以展示陆军科学家和研究人员对未来单兵能力所做的工作。
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2020年美陆军十大最酷的科技发展
陆军资助的一项新研究正在为单兵探索一种类似超人的X射线护目镜。研究人员发明了一种成像系统，可以穿透环境屏障（如沙子）观察物体。他们用超快的激光穿过障碍物，读取被反射的光子，短短几秒内即把障碍物后面的物体组合起来。
这项新研究将显示3D目标，使单兵在退化的视觉环境下获得更准确的态势和威胁感知，有助于未来飞行员在沙尘暴中飞行，机器人在雾中确定位置和方向。此项研究聚焦于大型或是小型移动平台上的应用。
陆军研究人员利用激光束将原子悬浮起来，并将其冷冻至地球最冷的温度，接近绝对零度。量子信息的模式被储存在冷冻的原子中，创建能被取回的量子全息图。研究人员据此开发了一种新方法来解决量子纠缠中的一个关键挑战。由此产生的全息量子存储器是未来陆军量子网络的一个组成部分，在计算、感知和通信方面有指数级增长的强大能力。
一种全新的超薄射频开关可以接入5G最高频率，具有6G、甚至更高的连通性。根据陆军10年前发现的一种材料，研究人员开发了一种能够连接到最佳可用频率的原子开关。其能效比目前使用的高出100多倍，数据传输速度高达每秒100千兆比特，加快了用户处理高清流媒体的速度，大大延长了电池平均寿命。
单原子厚度的开关只有几分之一纳米，非常灵活，很容易集成到可穿戴系统中，作为单兵制服的层压材料，其重量可以忽略不计。这项研究将彻底变革陆军通信方式，还可以集成到卫星系统、智能电台和物联网中。
自主独立的传感器可以在远地区建立自己的无线网络。陆军科学家正在研究一种技术，通过一种独特的自主Mesh网络解决方案为单兵提供态势感知。战场传感器自主形成自己的网络，将通信路由至关注目标。这种即时创建的无线网络几乎不需要用户干预，适应当地条件，比传统陆军电台能量效率高20多倍，这意味着单兵携带的设备更少，但通信能力更好。
陆军研究人员利用人工智能和机器学习开发了一种新的目标识别模型，可以立即检测出关注的目标。部署在无人机或地面车辆等平台上的传感器捕捉图像和视频。这种模型确定这些目标的位置，并进行识别，在现场进行信息处理（即使所处位置限制计算处理）。随后，会提醒单兵注意周围区域的可疑活动。这项研究实现了快速决策，降低了任务风险，并且可以与未来单兵眼镜进行集成。
陆军和研究人员发现，微弱的电刺激如何帮助大脑重组其活动，以快速适应和更好地做出决策。受动态网络技术启发，研究人员利用这种刺激绕过人类正常的感觉和认知途径。这项研究为改进与智能代理的合作奠定了基础。智能代理具有未来潜在的神经技术，可以防止或是预测行为错误，或是评估个人认知表现，以保持单兵的敏锐性。
陆军直升机要在全球一些最危险的地方执行最冒险的机动行动，保持其飞行处于最佳状态是至关重要的。陆军研究人员历时15年，对4000架UH-60黑鹰直升机130多万次飞行过程的飞行模式进行研究，确定了100多种机动飞行模式，将飞机特殊部件受到的最大磨损与机动飞行模式建立连接。通过一个可靠的人工智能模型预测哪些关键部件将在什么时候出现什么样的故障，准确性接近100%。这项研究显著降低了现有机队的维护成本。最重要的是，还可以在故障发生前确定灾难性损坏，提高任务结果并保护飞行员的生命安全。
陆军和研究人员开发出自主、全知、蜂群无人机，能够在没有人为干扰的情况下做出推理和最佳决策。无人机配备了摄像头，可以查看到四周，也可以看到对方，独立推导对方大小、距离和动作。然后，无人机相互通信。无人机通过机器学习相互模仿，决定如何实现理想的共同目标。这项研究创造出完全自主的凝聚力和决策制定，为最危急情况下的单兵提供帮助。
陆军科学家开创了3D打印领域的先河，创造出首个能量学和金属的聚合物，其中包括制造下一代弹药的最高强度钢。3D打印弹药具有高G生存能力，能够承受即使是当前弹药也无法比拟的最极端加速度，有利于极端环境和明日战场的单兵作战。
陆军研究人员利用最新技术制造出最智能的弹药，可以导航到移动目标并击中目标。弹药通过弹载传感器、制动器和成像仪，在飞向目标时在炮弹一端运行算法。目前的系统依靠GPS导航到指定的坐标。这种弹药能够在初始制导和飞行中移动飞行轨迹，提高了弹药的射程和击中移动目标的速度。这项研究将使陆军更快地突防，具有更大的机动性，以便陆军能够规避威胁系统，到达目标，是确保陆军在陆地、海上和空中占据主导地位的关键因素。
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