智能可穿戴设备军用领域发展深析

点击进入，招募ing......

作者：蓝海长青智库特邀研究员 姬晟杰

随着人们生活水平的不断提升，人们对物质生活也提出了更高的要求，为了能够更便捷、更舒适、更自由、更精彩的生活，越来越多消费体验类产品不断闯入人们的生活，并从民用领域逐渐延伸到军用领域，并推动着军用产品的不断升级，在这些消费体验类产品中，智能可穿戴产品应该是比较抢眼的一位。

可穿戴设备起源于20世纪60年代，是直接穿于人身上或整合到衣服或其他配件中，且可以通过软件和云端进行数据交互的智能化设备。这类设备可以利用传感器、射频识别、导航定位等模块，按约定的协议接入移动互联网，实现人与物在任何时间、任何地点的连接与信息交互，故该类设备搭载了传感器、显示器、无线模块等功能模块，是融合了可穿戴技术设计研发而成的可穿戴式电子设备的总称。在经过20世纪60年代之后的概念期，20世界80年代的发展期，及21世纪后的爆发期后，可穿戴设备变得越来越智能化便携化、柔性化，产品也来越多样化、人性化和功能化，比如我们常见到的智能手环、智能手表、智能眼镜和智能配饰等智能可穿戴装备，它们不仅具有计时、记录运动、录音、摄影、打电话等常见功能外，还具有测量人体血压、心跳脉搏等身体指标的功能，能够为我们的健康保驾护航或者智能监督。

智能可穿戴设备军用领域发展概述

随着智能可穿戴设备在民用市场领域的深入，各国从提升作战人员态势感知、数据显示和指挥通信等能力着眼，并将可穿戴技术引入实战运用，并取得了较好的效果。之后随着各国在军用领域的不断投入，使得近几年军用可穿戴装备的种类也日益增多，其中表现最为亮眼的就是单兵作战系统，如美军的“陆军勇士”、俄罗斯研发的“狼士兵2000”、法国和意大利的“未来步兵”、英国的“重拳系统”、韩国的“未来部队勇士系统”、日本的“下一代近战信息共享系统”、印度的“未来步兵作战系统”、德国的“IdZ作战系统”以及中国的“龙族战士”等单兵作战系统和单兵状态监测系统。形成了“智能衬衣”、可穿戴外骨骼系统、智能头盔和人提供电设备等系列化军用产品。

按照可穿戴装备的使用功能，可将其分为作战武器和监护管理两个类别。其中，器类智能可穿戴装备包括智能头盔类、武器类、监测传输类、安全防护类以及智能外骨骼系统等，其中以美军大量服役的凯夫拉头盔和“勇士织衣”智能作战服最为常见，也最具代表性。因为这类装备一旦投入使用，将大幅增强士兵的机动携行能力和综合防护能力，进而提高士兵的战斗力和生存能力。而监护管理类包括安防管理装备、生理检测与医疗辅助装备和智能化装备检修设备，其中比较典型的事穿戴式生理监测与医疗辅助装备，在各国军事训练及战场救护方面几乎都有所应用。

军用智能可穿戴设备发展现状

随着电子信息、仿生技术、智能制造等产业的不断发展，未来战争已经不再是简简单单的规模战，单兵在战争中的作用显得越来越重要，单兵的实力也决定了军队的整体实力。而当前战争条件下，单个士兵要完成的任务也不再单一化，而是呈现多样化任务叠加，这就要求士兵在执行任务的过程中携带更多的装备和物资。而士兵的较大负荷必然严重影响士兵的行军速度、机动灵活性和持续作战能力，同时也威胁着士兵生存能力。

为了到达增强人体的生理机能，提高士兵携行能力、减轻负重对士兵的损伤，提高士兵负重情况下的持久作战能力的目的，从而解决士兵负重下的上述问题，科学家将仿生技术应用于军用领域，研发了可穿戴外骨骼系统、智能作战服等军用可穿戴装备。其中较为先进的是雷神公司为美军陆军勇士单兵系统研制的“第二代XOS”可穿戴外骨骼系统，该系统由一系列机械结构、传感器、执行机构和控制器组成，并采用了性能稳定的液压驱动方式，使得该系统具备了重量轻、速度快、能力强等一系列有点，除此之外，该系统的耗电量比第一代XOS系统还降低了50%。该系统经过了美国陆军进行的人体负重外骨骼实验室测试、环境测试和野外试验等一系列测试评估，深受美国士兵和军方的青睐。除了该设备之外，美国宇航局也在航空航天及航海远洋等领域开始投资研发用于这些领域的机械外骨骼系统。

除了上述可穿戴外骨骼系统产品外，美国也加大了单兵系统其他产品的研发，比如智能作战服等军用可穿戴装备。相比于20世纪90年代末乔治亚工程技术研究所研发了的“智能衬衣”，智能作战服可以说是一种全新的内穿型士兵作战服，它上面不仅布满了小型传感器、功能结构件和致动器，能够使士兵负重智能分布于士兵全身，从而以减小作用力；而且能够根据需要灵活地将多种可穿戴附属产品拆装在士兵踝部、臀部、膝部和上身的核心部件，从而减少人体代谢消耗，增强人体机能，避免负重引起的肌肉骨骼损伤；最主要的是该类型作战服采用了柔韧性和灵活性好的先进防弹材料制成，同时搭配被动和主动控制技术，可以激发人体肌肉、肌腱和骨骼功能，合理利用装备能量，达到既舒适又能够最大限度降低能耗的效果。如此装备实在是现代陆军士兵的最爱。

除美国外，英国、法国、意大利、荷兰和澳大利亚等国也在研发可穿戴外骨骼，如英国BAE系统公司采用铝和碳纤维复合材料制成的一副与士兵背包和靴子相连的机械腿装备-“矫正负重辅助装置”。法国研发的由“机电”腿、背部支撑架和一对机械臂组成的“大力神”可穿戴外骨骼等。该类设备均能够在提高士兵负重的前提下，增强士兵的作战能力和生存能力。随着计算机、微型传感器、仿生技术和柔性化技术的迅猛发展，智能可穿戴设备真正实现了贴身便捷携带的目标，也极大地扩展了士兵的生理功能，这也使得智能可穿戴设备在军用领域的应用范围越来越广。

智能可穿戴设备的军事应用前景

随着智能可穿戴装备在军队、航空航天、航海及武警等军用领域的大量应用，使得战争模式已由规模战向单体或者小团队作战转变。在这一新的战争模式下，单兵系统作战能力的作用将在军事领域变得越来越突出，单兵作战系统能力的高低直接决定了战场整体战斗力的强弱。

而智能可穿戴设备是单兵系统的典型必备装备，其不仅能够增加士兵的额外功能如夜视、监听等，还能够增强士兵的负重能力、机动灵活性，还能够对士兵生理功能进行检测从而降低士兵死亡率，最主要的是其能够增强士兵的作战能力和保护士兵最大限度少受伤害的生存能力。如军用可穿戴外骨骼系统在当前可大幅提升徒步士兵携行能力的同时将会采用柔性设计，彻底改变当前军用可穿戴外骨骼系统的机械性与不协调性，使之能够像人的衣服一样柔软，在增强士兵负重能力的基础上，也要兼具持久机动性与运动速度灵活性，使之真正成为科幻片成为“钢铁侠”的现实增强版。而智能作战服使士兵将具有传统防弹和增强人体机能的防护能力外，还将具有生理监测、变色、自主学习及人机协作等综合防护能力。由于这些优点，吸引着各国军队的迫切需求。假如将系列化、多样化的智能可穿戴产品用于列装部队，可以想象其需求量是多么的巨大，其应用前景必将是一片大好。

军用智能可穿戴设备的未来发展

随着半导体技术的集成化、袖珍化与高性能化迅猛发展，以及人机交互、智能制造与柔性制造、高性能新材料、生物医学等技术的不断突破，军用可穿戴装备也必将面临着更新换代，具体来说主要有以下几点：　　

（1）轻量化。虽然当前军用可穿戴设备能够使得士兵在负重能力方面有所提升，但是加持在士兵身上的人体负重外骨骼系统等可穿戴设备仍显得很笨重，这将严重影响士兵的机动灵活性。运用智能制造、柔性制造和新材料等技术研发更加轻量便捷化和环境适应性的军用可穿戴设备已成为必然趋势。

（2）智能化。与科幻电影里的可穿戴设备相比，当前产品的智能化显现的尤为不足。积极研发高性能核心芯片，并将其运用到军用可穿戴设备中，使可穿戴设备像“钢铁侠”一样，具有飞升、攻击、监测、分析、学习等能力，是军用可穿戴设备的又一个重要发展点。

（3）防护全面化。不论是智能头盔，还是智能衬衫，抑或是智能作战服，其最大的缺点就是防护不全面。开发全身型可穿戴防护装备是当前战争模式下急需的产品。

（4）人机交互简易化。战地环境复杂，如沙漠、高湿高热、高盐雾、腐蚀性液体等高度恶劣的战场环境，具有一定的破坏性、干扰性和腐蚀性，开发高性能传感设备和研发简易高效的人机交互技术，使人机之间与人与人之间的信息的收发、传输与识别变得简单有效是军用可穿戴设备发展的有一方向。

（5）设备加密安全化。军用可穿戴设备主要是用来增强自身士兵的战斗性的，一旦遇到设备落入敌方手上，如何防止设备轻而易举被敌方士兵所使用，从而有效防止敌方伪造信息对战事指挥造成干扰或诱导，是军用可穿戴设备面临的安全性问题。因此，智能化安全系统及加密技术在军用可穿戴设备中的重要性变得不言而喻。

回复关键字，获取相关主题精选文章 关键字：人工智能 | 无人机 | 无人船 | 无人车 | 机器人 | 虚拟现实 | 脑机接口 | 神经芯片 | 智慧社会 |智能制造

其他主题文章陆续整理中，敬请期待······

系列自媒体