美国《国防》杂志总结出十大颠覆性技术

美国《国防》杂志总结出十大颠覆性技术
2014年11月，美国《国防》杂志总结了十大颠覆性技术（排名不分先后）。

在全球不稳定的新时代下，这些技术将对军事作战产生重要影响。

(【战略前沿技术】2014年11月08日曾刊登过《【科技动态】美国《国家防务》公布影响未来作战的十大颠覆性技术》，本次刊出《防务视点》杂志的详细版本，并附原文)
自主无人系统研究人员正在研究全自主的武器，包括机器人和其他系统。

认知系统与普通计算机芯片的不同之处在于，认知系统是基于人脑的思维方式，具有全局意识，能感知自身以及周围现实和虚拟事物与信息，并了解其所处网络中的其他节点。

无人系统可自主交互，并可以自主攻击不属于其所在网络体系中的系统。

2014年8月，美国海军研究办公室进行了无人系统研究历时10年以来最重要的一次里程碑式的试验。

在试验中，13艘装备12.7毫米机枪的无人水面艇护卫主舰航行，在直升机侦察到可能携带简易爆炸装置的敌方舰艇目标后，各无人艇开始自主运动，与其他护卫舰围住主舰，提供防护。

此次试验也标志着未来5年无人系统将有可能进一步在自主认知能力方面取得突破性进展。

从发展过程来看，未来无人系统将首先为操作人员提供行动提示，比如建议使用何种武器。

下一步将达到自主
决策水平。

自主技术将不仅用于机器人，还可用于信息技术系统，对情报、侦察和监视平台收集的大量数据进行筛选。

但完全自主的系统可能会带来风险，因此需要考虑如何确保对自主系统的控制等问题。

抗干扰、抗截获能力强的激光通信技术激光通信技术也称作自由空间光学技术，可替代传统的无线电技术，帮助作战人员以难被探测（安全保密）的方式传输大量数据和语音信息。

激光通信的概念出现于20世纪70年代，1998年实现商业应用，近年来进入黄金发展期和成熟期。

激光通信技术的优点包括：①使用光脉冲来传输数据，无需绕开建筑物或湖泊、河流、山脉等自然障碍物，数据速率比传统的无线电技术高100～1000倍；②可以解决当前的“频段拥挤”问题；③保密性好；④可在恶劣天气下正常工作；⑤相关系统体积小、重量轻、功耗低。

在军事应用中，激光通信系统需要坚固耐用，若安装在地面车辆或飞机上，还需抗振性能好。

美国海军研究办公室已在相隔50公里的两座山上成功测试了埃克斯利斯公司的战术瞄准线作战网激光通信系统。

该系统包括可在行进中工作的同步发射器和接收端。

发射器和接收端需要能够自动搜寻对方和自动链接，实现舰对舰或舰对岸通信。

可根据需要现场制作无人机的3D打印技术3D打印又称作增材
制造，自20世纪80年代开始出现，主要用于制造模型和样机。

随着打印机分辨率和材料强度的提高，该技术取得了飞速发展。

英国BAE系统公司的科学家和工程师预测，未来
飞行员在执行作战任务时，如果临时需要无人机支援，可以利用3D打印技术现场打印出所需装备，相关技术可能在2040年前实现。

具体过程为：飞行员提出无人机申请；后
方工程师向申请人员载机上的3D打印机发送技术资料，通常是所需机型各零部件的3D打印工程图纸；飞行员利用3D 打印机现场打印出尺寸、航行距离、载重量等参数均符合任务需求的无人机。

2014年8月，美国弗吉尼亚大学的
研究团队用3D打印技术制造出重0.8kg的“剃刀”小型无人机的9个机体部件，共耗时31小时。

制造过程采用熔融沉积
铸模技术，熔融状态的材料经一层层喷涂后形成所需结构。

无人机的马达、伺服系统、自动驾驶仪和电池等电子设备采用商用现有产品。

安卓智能手机为无人机提供计算能力。

但实际上，当前的3D打印技术还不太成熟，工业界和政府部门需就打印机、打印材料以及打印方法制定系列标准和规范，推动未来3D打印技术的稳步、有序发展。

以3D打印
技术打印的无人机
新能源技术国防部是美国最大的能源用户，每年在燃料方面耗资约十亿美元。

未来作战行动中，美国国防部需要能够为士兵装备、武器系统和电力基地提供电能的可再生能源，
降低对石油燃料的依赖。

核聚变反应堆可为部队提供丰富的能源，并且安全性更好，成本也更低。

如果能获得足够的投资，核聚变反应堆可能在15年内投入使用，在未来20年或30年内，有望装备到舰艇上为整艘舰船供电。

天基太阳能是另一种可为军方提供充足电能的技术。

地面太阳能技术存在的问题是当光照条件不好时无法收集能量，但天基太阳能可以克服这一难题。

天基太阳能方案为：发射地球同步卫星，在其上安装大型太阳能电池板阵列，收集能量并通过聚焦束定向技术发送到地面的接收电厂（接收电厂大小与足球场相当）。

军方可在前线作战基地或其他偏远地区建造接收电场来收集能量，并将其转化为电能。

但是，这项技术的成本非常高。

相关系统需耗资数千亿美元。

美国海军研究办公室正在为海军陆战队研究通过士兵自身的运动来产生电能的方法。

例如，将背包上下运动中蕴含的机械能转换为电能、利用背包收集太阳能、利用膝盖缠绕带将机械能转换为电能、利用压电技术将行走或跑步时鞋所承受的压力转换为电能。

此外，海军研究办公室还开展了可再生可持续远征能源项目，利用太阳能发电和储能技术，将海军陆战队小型发电系统的燃油消耗量减少40%～60%。

太阳能发电系统先收集太阳能，然后提供给斯特林发动机，斯特林发动机的转轴输出动能后由发电机进一步转换为电能。

储能技术是采用固体氧化物燃料电池和商用现有的太阳能电池来供
电。

相关技术正处于演示阶段，预计将在2015财年第一季度进行关键设计评审。

此外，能源部下属的能源高级研究计划局还在研究将化学能转换为电能的转换燃料电池项目，最终可能降低成本，并实现军用。