國外生物電子技術(shù)發(fā)展及其軍事應(yīng)用

郭彥江

生物電子技術(shù)是涉及生物科學(xué)、化學(xué)、物理學(xué)、電子科學(xué)、材料科學(xué)、工程科學(xué)等多學(xué)科交叉融合的一門新興技術(shù)。生物電子技術(shù)通過將生物信息處理的優(yōu)異特性借鑒于電子學(xué)和信息學(xué)，催生電子學(xué)和信息學(xué)的重大變革，將為武器裝備實(shí)現(xiàn)跨越式創(chuàng)新發(fā)展提供新的源泉，已成為武器裝備變革的重要推動(dòng)力量，并在不斷催生新的作戰(zhàn)樣式和作戰(zhàn)理念。

概念內(nèi)涵

近年來，生物科學(xué)的研究已進(jìn)入分子、細(xì)胞、組織以及系統(tǒng)等不同層次，大量生物醫(yī)學(xué)信息的獲得、處理和分析成為生物科學(xué)發(fā)展的瓶頸問題，電子、信息科學(xué)的發(fā)展為在分子層次揭示生物信息提供了可能。生物電子技術(shù)以生物的信息過程為研究對(duì)象和應(yīng)用對(duì)象，并以人腦信息處理的功能模擬為最終目的，綜合應(yīng)用電子學(xué)、工程學(xué)、信息學(xué)和系統(tǒng)學(xué)的方法、原理和技術(shù)來分析、處理、利用和模擬生物的信息處理體系，發(fā)展更靈敏和高通量的生物傳感器件、儀器設(shè)備等：并基于對(duì)生命系統(tǒng)信息處理的認(rèn)識(shí)，提出和發(fā)展新的信息處理的原理和器件，包括有別于現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的新的生物計(jì)算方法，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)人腦功能的模擬，以促進(jìn)生物學(xué)、醫(yī)學(xué)以及電子學(xué)和信息學(xué)自身的發(fā)展。

生物電子技術(shù)的研究?jī)?nèi)容主要包括三個(gè)方面：一是研究生物體系的電子學(xué)問題，包括生物分子的電子學(xué)特性、生物系統(tǒng)中的信息存儲(chǔ)和信息傳遞，由此發(fā)展基于生物信息處理原理的新型計(jì)算技術(shù)，即生物計(jì)算領(lǐng)域;二是應(yīng)用電子信息科學(xué)的理論和技術(shù)解決生物學(xué)問題，包括生物信息獲取、生物信息分析，也包括結(jié)合納米技術(shù)發(fā)展生物醫(yī)學(xué)檢測(cè)技術(shù)及輔助治療技術(shù)、開發(fā)微型檢測(cè)儀器等。即生物傳感領(lǐng)域：三是利用生物體系的電子學(xué)特性，解決電子信息科技領(lǐng)域的問題，包括生物燃料電池、生物電子器件和執(zhí)行器等，即傳統(tǒng)生物電子領(lǐng)域。

國外生物電子技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

美國、俄羅斯等軍事強(qiáng)國均在大力推進(jìn)以生物傳感、生物計(jì)算等為重點(diǎn)的生物電子技術(shù)研究。美國國防部、各軍兵種、DARPA等已經(jīng)制定了一系列軍用生物電子方面的發(fā)展戰(zhàn)略和規(guī)劃，部署了大量國防生物電子創(chuàng)新項(xiàng)目。當(dāng)前已在生物電子材料、生物傳感器、生物存儲(chǔ)與計(jì)算、生物燃料電池等領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展，形成了一大批具有重大軍事應(yīng)用前景的產(chǎn)品，如DNA芯片、人工突觸、生物紅外傳感器、新型生物電池等。

競(jìng)相制定生物電子技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略和規(guī)劃，成立專門組織管理機(jī)構(gòu)。世界主要軍事強(qiáng)國高度重視發(fā)展生物電子相關(guān)技術(shù)，成立相關(guān)組織管理機(jī)構(gòu)，制定發(fā)展戰(zhàn)略，設(shè)立重大發(fā)展規(guī)劃，從國家層面推動(dòng)生物電子技術(shù)快速發(fā)展，搶占未來軍事革命的戰(zhàn)略制高點(diǎn)。

美國將生物電子技術(shù)列入國家頂層布局。特朗普政府制定的首份《國防戰(zhàn)略》將生物技術(shù)列為確保美國打贏未來戰(zhàn)爭(zhēng)的重要技術(shù)。2017年以來，特朗普政府宣布將制定新的國家生物防御戰(zhàn)略，研究生物材料、生物芯片、生物計(jì)算機(jī)對(duì)美國未來國家安全的潛在影響。美國國防部將軍用生物電子相關(guān)技術(shù)列為美軍重點(diǎn)資助和發(fā)展的八大領(lǐng)域之一，成立生物技術(shù)高性能計(jì)算軟件開發(fā)研究所。明確突出國防生物和電子信息技術(shù)的融合趨勢(shì)。美國陸、海、空三軍在《陸軍科學(xué)規(guī)劃與戰(zhàn)略報(bào)告》《海軍科技戰(zhàn)略規(guī)劃》《空軍科技戰(zhàn)略》等規(guī)劃戰(zhàn)略中均將生物電子技術(shù)列為投資重點(diǎn)。DARPA從2003年開始在戰(zhàn)略規(guī)劃中將生物技術(shù)列為優(yōu)先發(fā)展的重點(diǎn)之一，2014年成立生物技術(shù)辦公室，在2015年發(fā)布的戰(zhàn)略主導(dǎo)文件《保障國家安全的突破性技術(shù)》中將生物技術(shù)列為未來四大重點(diǎn)研究領(lǐng)域之一。DARPA近年在生物領(lǐng)域投資已超過40億美元，占總投資比重超過8，9%。

俄羅斯、歐洲等國家制定國家生物電子技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略。俄羅斯仿照美國DARPA成立的先期研究基金會(huì)將生物化學(xué)和醫(yī)學(xué)技術(shù)列為重點(diǎn)研究領(lǐng)域，重點(diǎn)進(jìn)行生物燃料、生物醫(yī)藥、納米生物計(jì)算、認(rèn)知技術(shù)等研究，探索新型軍事裝備和武器的潛在動(dòng)力供應(yīng)方法，以及實(shí)施武器、特種裝備和部件制造輔助技術(shù)工藝的發(fā)展項(xiàng)目。歐盟在“地平線2020計(jì)劃”框架下針對(duì)生物電子技術(shù)和產(chǎn)品等主題部署研究項(xiàng)目，將微生物傳感器平臺(tái)、納米生物芯片開發(fā)等列為優(yōu)先發(fā)展事項(xiàng)。英國成立生物技術(shù)和生物科學(xué)研究理事會(huì)，2017年宣布投入4.24億美元支持未來5年生物技術(shù)發(fā)展。

新型DNA芯片和人工突觸層出不窮，催生新型計(jì)算機(jī)算法和架構(gòu)。生物計(jì)算是當(dāng)前推進(jìn)生物科技創(chuàng)新的基礎(chǔ)性使能技術(shù)。通過大規(guī)模、多類型的數(shù)據(jù)和信息的存儲(chǔ)、管理、獲取和計(jì)算技術(shù)支撐，生物計(jì)算技術(shù)為生物科技創(chuàng)新提供必要的、高效的數(shù)據(jù)支撐。以美國為首的科技強(qiáng)國正通過多個(gè)項(xiàng)目推動(dòng)生物存儲(chǔ)和生物計(jì)算技術(shù)研究。

利用DNA、聚合物等分子技術(shù)發(fā)展數(shù)據(jù)存儲(chǔ)能力。美國情報(bào)高級(jí)研究計(jì)劃局（IARPA）2018年5月發(fā)布“分子信息存儲(chǔ)”項(xiàng)目，項(xiàng)目尋求開發(fā)一種將數(shù)據(jù)寫入聚合物的桌面設(shè)備，以及一種可讀取存儲(chǔ)信息的桌面設(shè)備，依靠聚合物零誤差、存儲(chǔ)效率高的特點(diǎn)，推動(dòng)生物存儲(chǔ)技術(shù)研究。DARPA于2017年4月發(fā)布“分子信息學(xué)”項(xiàng)目跨部門公告，尋求開發(fā)一種可在分析和化學(xué)層面處理來自偵察、電子戰(zhàn)、信息情報(bào)、持續(xù)監(jiān)視等數(shù)據(jù)密集型軍事應(yīng)用領(lǐng)域的海量信息流技術(shù)。哥倫比亞大學(xué)成功創(chuàng)建一種在DNA中存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的方法，創(chuàng)造出迄今最高密度的大規(guī)模數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方案，新系統(tǒng)將具備1克DNA存儲(chǔ)215拍字節(jié)的能力，達(dá)到了理論極限值的85%。哈佛大學(xué)成功將電影片段存儲(chǔ)到細(xì)菌活體細(xì)胞中，經(jīng)過多次迭代后，存儲(chǔ)在基因中的電影信息保存完好，有望應(yīng)用于數(shù)據(jù)加密和生物傳感等領(lǐng)域。

研發(fā)出多種新型人工突觸、憶阻器等生物信息處理單元。人工突觸是一種人工設(shè)計(jì)的有機(jī)電子器件，可通過模仿人腦中的突觸來傳遞信息。人工突觸傳遞信息的同時(shí)可自動(dòng)存儲(chǔ)信息，顯著提高電子元器件的傳遞、處理效率。美國斯坦福大學(xué)和桑迪亞國家實(shí)驗(yàn)室研發(fā)出一種人工突觸，試驗(yàn)表明這種人工突觸模擬神經(jīng)識(shí)別效率達(dá)到93%～97%，功耗僅為頂尖級(jí)計(jì)算機(jī)能耗的1/10。法國國家科學(xué)研究院開發(fā)出一種能自主學(xué)習(xí)的人工突觸，這些突觸能夠自主學(xué)習(xí)并預(yù)測(cè)識(shí)別模式，為脈沖神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的無監(jiān)督學(xué)習(xí)開辟了一條新路徑。憶阻器是一種先進(jìn)的具備記憶功能的非線性電阻器，可基于對(duì)其施加的電壓的歷史記錄對(duì)電流進(jìn)行調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)對(duì)各種不同任務(wù)的并行處理。美國密歇根大學(xué)開發(fā)出一種新型憶阻器計(jì)算機(jī)電路芯片原型，具備處理圖像和視頻等復(fù)雜數(shù)據(jù)信息的能力，處理速度比現(xiàn)有最先進(jìn)的系統(tǒng)快幾個(gè)數(shù)量級(jí)且功耗極低。

DNA、RNA生物計(jì)算機(jī)性能不斷取得突破。生物計(jì)算機(jī)因運(yùn)算速度快、功耗低、儲(chǔ)存數(shù)據(jù)大等優(yōu)勢(shì)受到各科技大國的強(qiáng)烈關(guān)注。美國亞利桑那州立大學(xué)和哈佛大學(xué)維斯生物啟發(fā)工程研究所開發(fā)出迄今最復(fù)雜的生物計(jì)算機(jī)。該計(jì)算機(jī)由RNA制成，能在大腸桿菌活細(xì)胞內(nèi)對(duì)12種不同指令同時(shí)做出反應(yīng)，控制細(xì)菌細(xì)胞的行為。美國微軟公司與華盛頓大學(xué)研發(fā)出大幅提升DNA分子運(yùn)算的方法。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)證明，新型DNA計(jì)算機(jī)僅用7分鐘就完成了包含3個(gè)輸入鏈的與門，之前的設(shè)備則需要4個(gè)小時(shí)完成同樣的任務(wù)。歐盟“地平線2020計(jì)劃”啟動(dòng)了一個(gè)為期5年的Bio4Comp項(xiàng)目，以研制功能更加強(qiáng)大、安全性更高的生物計(jì)算機(jī)，當(dāng)前已投資712萬歐元成立了由多個(gè)大學(xué)和公司組成的研究團(tuán)隊(duì)。

研發(fā)新型材料和柔性結(jié)構(gòu)，納米生物傳感器靈敏度達(dá)到分子水平。生物傳感器是一種對(duì)生物物質(zhì)敏感并將其濃度轉(zhuǎn)換為電信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)的儀器，主要實(shí)現(xiàn)感受、觀察、反應(yīng)三個(gè)功能，廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、生物芯片、環(huán)境檢測(cè)、軍事醫(yī)學(xué)監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域。國外機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)生物傳感器市場(chǎng)2020年將達(dá)到270億美元，復(fù)合年增長率超過10%。

美國空軍利用凝膠研發(fā)生物紅外傳感器。美國空軍資助研究利用來自鯊魚感覺器官的凝膠來開發(fā)紅外傳感器的項(xiàng)目。鯊魚通過這種凝膠感知魚類所釋放的電磁輻射而跟蹤獵物。當(dāng)暴露于不同梯度的電、磁和熱條件下，這種凝膠能夠擴(kuò)展和收縮。研究人員通過在兩層非常薄的黃金之間放置一層凝膠，凝膠受到輻射照射后會(huì)膨脹并使黃金層之間的距離增大，從而增加了設(shè)備的電容，驗(yàn)證了使用凝膠材料取代傳統(tǒng)無機(jī)材料的可能性。

利用石墨稀材料特性發(fā)展柔性生物傳感器。石墨稀作為柔性電子器件和柔性生物傳感器的理想材料，其零帶寬的特征限制了基于石墨稀的場(chǎng)效應(yīng)晶體管的開關(guān)以及生物傳感器的靈敏度。美國加利福尼亞大學(xué)洛杉磯分校和武漢大學(xué)的研究人員利用一種石墨稀納米篩結(jié)構(gòu)，制備了具有3納米較窄孔壁和1000高開關(guān)比的石墨稀納米篩，為開發(fā)低成本和高效高性能柔性生物傳感器提供了一種途徑。莫斯科物理與技術(shù)研究院的研究人員開發(fā)出全球首款基于銅和氧化石墨稀的生物傳感器芯片，研究人員在銅和電介質(zhì)薄膜的頂部添加了石墨稀氧化物層，將生物傳感器的精度提高了數(shù)十倍，未來有望應(yīng)用在可穿戴設(shè)備、高精度電子設(shè)備中。德國弗勞恩霍夫生物與醫(yī)學(xué)技術(shù)研究所開發(fā)了一種基于石墨稀導(dǎo)電油墨的生物傳感器，證實(shí)了在細(xì)胞培養(yǎng)微板上凹版印刷制備生物傳感器基底的可能性。

納米生物傳感器靈敏度達(dá)到分子水平，成本逐漸減低。美國伯克利實(shí)驗(yàn)室開發(fā)出一種稱為“生化鼻子”的具有單分子水平靈敏度的納米傳感器。這種納米傳感器基于分子指紋技術(shù)，可以在幾分鐘內(nèi)準(zhǔn)確地檢測(cè)和診斷分子水平的物質(zhì)，傳統(tǒng)方法則需要數(shù)小時(shí)或數(shù)天。瑞典烏普薩拉大學(xué)和巴西研究人員開發(fā)出一種可以檢測(cè)單分子的新型納米傳感器，這種納米傳感器可以通過電流信號(hào)方便、便宜地鑒定DNA中不同的核苷酸序列。美國塔夫茨大學(xué)首次成功研發(fā)成功一種智能縫合線，內(nèi)置了納米傳感器，可以通過無線的方式監(jiān)測(cè)電子和微觀數(shù)據(jù)，在幫助人體組織愈合的同時(shí)收集血壓、溫度等診斷數(shù)據(jù)?？p合線還能創(chuàng)建“完成線程診斷平臺(tái)”，讓不同縫合線運(yùn)輸?shù)囊后w相互支持，將傳感器檢測(cè)數(shù)據(jù)和結(jié)果同步到智能手機(jī)和電腦中。韓國科學(xué)家基于聲音震動(dòng)原理，研發(fā)出一款源生于“蜘蛛”仿生學(xué)的納米縫隙傳感器。研究人員在粘彈性聚合物表面添加20納米厚度的鉑金層，搭建了傳感器框架。研究人員測(cè)試發(fā)現(xiàn)，納米裂縫傳感器可以在92分貝的實(shí)驗(yàn)環(huán)境中捕捉到測(cè)試人員的聲音。

微生物燃料電池能效進(jìn)一步提高，電流密度和連續(xù)工作時(shí)間再創(chuàng)新高。生物燃料電池具有無毒無有害排放的優(yōu)點(diǎn)，其燃料主要包括環(huán)境中易于獲取的、戰(zhàn)場(chǎng)產(chǎn)生的或后勤補(bǔ)給中已有的各類燃料。當(dāng)前生物酶燃料電池是生物燃料電池的研發(fā)重點(diǎn)，美國海軍研究實(shí)驗(yàn)室等都正在研究酶燃料電池：美國加州理工大學(xué)、德國卡爾斯魯厄理工大學(xué)等正在研究生物太陽能電池。

美國海軍實(shí)驗(yàn)室研究微生物燃料電池用于氣象傳感器。微生物燃料電池利用整個(gè)微生物作為催化劑，能夠使用各種類型的燃料，已經(jīng)得到驗(yàn)證的燃料包括糖類、有機(jī)酸、纖維素、廢水、燃料油污染的地下水、蓄水層中分解的有機(jī)物質(zhì)等。美國海軍實(shí)驗(yàn)室的研究人員多年來一直在資助研究基于沉積物的微生物燃料電池，將陽極埋在含水層沉積物的厭氧區(qū)，陰極放置于沉積物上方，利用自然界的生物和燃料來發(fā)電，這些類型的燃料電池被用于氣象傳感器。

美國和德國聯(lián)合研發(fā)高效仿生太陽能電池板。2017年10月，美國加州理工大學(xué)和德國卡爾斯魯厄理工學(xué)院研究人員從黑蝴蝶翅膀結(jié)構(gòu)中獲得靈感，開發(fā)出一種吸收光能效率更高的3D打印太陽能電池板，這種新型太陽能電池板光吸收效率增加了200%，可用于打造微型廉價(jià)太陽能電池。

美國研發(fā)出新型生物燃料太陽能電池。2017年10月，美國賓厄姆頓大學(xué)和紐約州立大學(xué)研究人員研發(fā)出新型生物太陽能電池。這種生物太陽能電池使用藻青菌，能夠在白天通過光合作用產(chǎn)生能量，夜間通過生物酶儲(chǔ)存的葡萄糖降解產(chǎn)生能量。新型生物太陽能電池系統(tǒng)的最大輸出電流密度能夠達(dá)到43.8微瓦/平方厘米，而且能夠連續(xù)工作20天左右。

生物電子技術(shù)的軍事應(yīng)用

生物電子技術(shù)作為一門新型、交叉技術(shù)，具有廣闊的應(yīng)用前景，已在新型武器裝備目標(biāo)識(shí)別和敵友判斷、智能定向武器偵察監(jiān)視傳感器、后勤保障裝備能源供給、大型生物計(jì)算機(jī)研制、未來戰(zhàn)士單兵可穿戴設(shè)備、生命體組織修復(fù)和戰(zhàn)場(chǎng)救護(hù)等多個(gè)領(lǐng)域，展示了廣闊的應(yīng)用前景。

用于戰(zhàn)場(chǎng)偵察和環(huán)境監(jiān)視，推動(dòng)戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)感知能力提升。利用生物在某些方面的特性研制出高靈敏度、高視場(chǎng)的戰(zhàn)場(chǎng)監(jiān)控、感知設(shè)備，可以顯著提升戰(zhàn)場(chǎng)態(tài)勢(shì)感知能力。國外研究人員通過研究蝮蛇、甲蟲和蝴蝶等對(duì)熱非常敏感的動(dòng)物來研究生物電子執(zhí)行器。蝮蛇的吻部有一些氣孔，似乎能夠收集溫度信息，分辨能力可以達(dá)到幾分之一攝氏度;蝴蝶的翅膀可以采集陽光并發(fā)現(xiàn)環(huán)境中溫暖的地點(diǎn)，某些甲蟲已經(jīng)被證明能夠探測(cè)到2千米外森林火災(zāi)的能量。目前已對(duì)這些生物進(jìn)行了深入的研究。設(shè)計(jì)和建造低成本、靈活、高靈敏的紅外傳感器技術(shù)，可應(yīng)用在目標(biāo)識(shí)別和敵我判斷裝置上，提高戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境下的偵察監(jiān)視等態(tài)勢(shì)感知能力。

用于機(jī)載芯片和復(fù)雜電路，助力武器裝備小型化和智能化。生物電子領(lǐng)域DNA芯片、DNA存儲(chǔ)、人工突觸等研究的發(fā)展，使微系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于儀器測(cè)量、無線通信、電子元器件等軍事國防領(lǐng)域。生物芯片尺寸小、計(jì)算效率高、熱量低等特性尤為適合制造機(jī)載、彈載芯片和電子元器件，以及用于設(shè)計(jì)彈載計(jì)算機(jī)、導(dǎo)引頭等高精度電子設(shè)備，可以提高武器裝備的小型化和智能化水平。美國DARPA微系統(tǒng)辦公室先后組織實(shí)施了自適應(yīng)焦平面陣列、微機(jī)電系統(tǒng)、光纖激光器等上百項(xiàng)與先進(jìn)微系統(tǒng)技術(shù)密切相關(guān)的研究開發(fā)計(jì)劃。單鏈DNA直徑比當(dāng)前14納米制程的芯片小10倍以上，有望研發(fā)出比傳統(tǒng)芯片快10倍以上且成本更低的芯片。美國科學(xué)家利用向DNA內(nèi)部插入柯喃因分子研制出當(dāng)前全球最小的DNA二極管。

用于復(fù)雜系統(tǒng)建模仿真計(jì)算，催生新一代武器裝備。隨著武器裝備系統(tǒng)朝著信息化、復(fù)雜化的方向發(fā)展，大型復(fù)雜系統(tǒng)的建模仿真計(jì)算對(duì)計(jì)算機(jī)的計(jì)算效率和容錯(cuò)水平提出了更高的要求。相比傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)，生物計(jì)算機(jī)一個(gè)存儲(chǔ)點(diǎn)只有一個(gè)分子大小，但具備強(qiáng)大的記憶功能;運(yùn)算速度是傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的100萬倍，計(jì)算速度快;一個(gè)蛋白質(zhì)分子就可以作為一個(gè)存儲(chǔ)體，阻抗低，電路間無信號(hào)干擾，能耗低;生物芯片可以發(fā)揮生物本身的調(diào)節(jié)機(jī)能，具有自愈性;具有模仿人腦的思考機(jī)制，具備較高的人工智能等特性?；诘鞍踪|(zhì)、DNA和RNA的信息處理與存儲(chǔ)材料，有望極大促進(jìn)新型計(jì)算技術(shù)和信息科學(xué)技術(shù)發(fā)展，研發(fā)出基于生物計(jì)算機(jī)的大型建模仿真軟件，提高武器系統(tǒng)建模仿真的效率和水平，提升建模仿真系統(tǒng)的逼真度，助力催生出新一代武器裝備。

用于動(dòng)力電源和移動(dòng)電站，提升部隊(duì)后勤保障能力。現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)打的是“消耗”戰(zhàn)，是后勤的戰(zhàn)爭(zhēng)。部隊(duì)后勤機(jī)動(dòng)保障能力對(duì)于打贏現(xiàn)代化高科技戰(zhàn)爭(zhēng)至關(guān)重要。生物燃料電池具有原料來源廣泛、操作條件溫和、生物相容性好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、無毒無環(huán)境危害等優(yōu)點(diǎn)，不僅為利用工農(nóng)業(yè)廢棄物和城市生活垃圾等物質(zhì)資源進(jìn)行發(fā)電提供了廣闊的前景，而且隨著酶和微生物等生物燃料電池、太陽能電池技術(shù)研究的深入，生物燃料電池可用于單兵作戰(zhàn)動(dòng)力電源、移動(dòng)電站和軍車動(dòng)力驅(qū)動(dòng)電源等，可以大幅降低部隊(duì)的能源保障負(fù)擔(dān)，大大提高部隊(duì)的機(jī)動(dòng)能力和復(fù)雜環(huán)境下的裝備能源供給能力。生物燃料電池還可用于為機(jī)器人運(yùn)動(dòng)和工作提供動(dòng)力，用于野外探險(xiǎn)機(jī)器人和軍用機(jī)器人等。

用于可穿戴設(shè)備和組織修復(fù)，提高戰(zhàn)場(chǎng)救護(hù)能力。研究人員通過學(xué)習(xí)生物體成功完成特定功能，根據(jù)生物體的經(jīng)驗(yàn)開發(fā)設(shè)計(jì)出自我修復(fù)的解決方案。通過利用生物體的自我組織修復(fù)能力，指導(dǎo)復(fù)雜電子結(jié)構(gòu)及元器件的組裝，最終實(shí)現(xiàn)生物體與電子元器件的無限融合。完全利用生物體的高效運(yùn)行、復(fù)制與修復(fù)能力。比利時(shí)布魯塞爾大學(xué)已經(jīng)研發(fā)出一種可用于軟性機(jī)器人自我修復(fù)的柔性材料。這種柔性材料未來可用于戰(zhàn)場(chǎng)救護(hù)和假肢修復(fù)。美國卡耐基梅隆大學(xué)正在研發(fā)由軟導(dǎo)電聚合物、凝膠制成的人工皮膚和神經(jīng)組織。這種材料可作為人造肌肉使用，可以從2.5厘米拉伸至2.5米，當(dāng)被刺穿時(shí)可以自動(dòng)融合修復(fù)。

結(jié)語

生物電子技術(shù)作為一門新興多學(xué)科交叉技術(shù)，有著廣闊的軍事應(yīng)用前景。隨著各國對(duì)相關(guān)研究投入的不斷加大。生物傳感器、生物芯片、人工突觸、憶阻器、生物燃料電池等將加速成熟和應(yīng)用。在國防軍工領(lǐng)域，生物電子技術(shù)將對(duì)武器裝備的信息化、智能化產(chǎn)生巨大的推進(jìn)作用。當(dāng)前，生物電子技術(shù)的領(lǐng)域仍在不斷延伸，未來隨著生物電子技術(shù)與人工智能技術(shù)、納米技術(shù)和量子技術(shù)的不斷交叉融合，必將顛覆未來作戰(zhàn)樣式和作戰(zhàn)理念，成為新軍事變革的重要推動(dòng)力量。

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