受昆蟲、鬼幅魟、人體血管與真菌啟發的軍事科技
人類仿效自然界的”特異功能”來發展守衛家園的科技,這樣的研發歷史已久。
美國五角大廈轄下的國防高等研究計畫署(DARPA)自1958年成立以來,是美軍新創與技術發展的搖籃,且在獲得充裕資金挹注下,能進行長期且系統性的研發工作,該單位從生物獲取不少靈感發展軍備科技,例如自2006年啟動「機器昆蟲」計畫,利用仿效昆蟲的極小型無人機,對敵人進行監視與偵察任務。而大自然迫使昆蟲急劇小型化、提高能源效率,有些昆蟲在小巧密實的外形中只有幾百個神經元,卻能同時保持基本功能,透過理解這些微型昆蟲的綜合感覺和神經系統來改良AI運算能力。
除了空中與陸域偵查,DARPA近期也發表了一款無人水下航行器(UUV)的原型機,從海中的鬼蝠魟獲得靈感,目標是「長續航、遠航程、可承載有效載荷」的水下偵查技術,希望盡可能在少人監督下執行水下任務。這需要克服一些天然挑戰,像是海水具有腐蝕性,海洋生物(例如藤壺、水母和海藻)會污染運動元件,並且各種類型的電磁輻射(特別是陽光)在海水中無法很好地傳播等,目前DARPA的鬼幅魟原型機已測試成功。此外,美軍在鬼蝠魟上嘗試使用替代能源,像是波浪和潮汐動力,甚至是水溫差。
修復能力也是重點發展項目。去(2023)年DARPA也啟動「仿生老舊水泥建築修復計畫」(Bio-inspired Restoration of Aged Concrete Edifices program,BRACE),目標是開發出具有自我修復能力的水泥。脈管系統是生命的基礎設施,在植物和動物許多的基本生物功能中發揮重要作用,無論是調節溫度、抵抗疾病到癒合傷口,人體血管或真菌結構這些生物靈感可應用於開發修復和加固建築環境中許多結構的新方法。研發目標是將癒合「脈管系統」、微生物整合到混凝土結構中(像是飛機跑道或建築物)及早解決裂縫,以防止其擴展並修復裂縫,同時還可以延長關鍵基礎設施的可用性。
資料來源:
- 創意天馬行空 DARPA研發計畫令人拍案叫絕, 青年日報社, 2020/09/09
- DARPA eyes tiny insects as models for advanced SWaP-constrained artificial intelligence (AI) computing, Milatary Aerospace, 2019/2/2
- Manta Ray UUV Prototype Completes In-Water Testing, DARPA, 2024/05/01
- The Pentagon Created a New Kind of Underwater Predator: The Mysterious Manta Ray, Popuar Mecanics, 2024/04/11
- Drexel Engineers Support DARPA Effort to Make Self-Repairing Concrete, Drexel University, 2023/10/04
圖片來源: DARPA、Pixabay