腦機接口的軍事前景

利用腦機接口進行人體增強有多重途徑，可打造遠超人類的“超級士兵”

在當前美軍作戰(zhàn)體系下，半人馬作戰(zhàn)指的就是人機協(xié)同作戰(zhàn)。而腦機接口技術(shù)正是人機協(xié)同技術(shù)的代表

“神經(jīng)戰(zhàn)”是近20年來隨著神經(jīng)信息技術(shù)的發(fā)展逐漸在美軍興起的一種新作戰(zhàn)理念，旨在通過確保大腦與神經(jīng)領域的優(yōu)勢來贏得戰(zhàn)爭

正如相關(guān)國際議程并未徹底阻止人工智能在戰(zhàn)場上的應用，對于腦機接口軍事應用可能帶來的各種風險與挑戰(zhàn)，須心中有數(shù)

自1924年德國精神病學家貝格爾首次記錄腦電波以來，各國研究者對解讀腦電波的熱情日益高漲，最終催生了腦機接口概念的誕生。一百年后的今天，隨著柔性材料、生物傳感器以及人工智能（AI）等技術(shù)興起，腦機接口技術(shù)實用化的條件愈發(fā)成熟。據(jù)聯(lián)合國教科文組織的報告，2013年以來，各國政府在腦機接口領域的投資已超過60億美元，私人投資則高達332億美元。與腦機接口有關(guān)的論文在過去20年間增長了35倍，專利數(shù)增長了20倍。

相比于商業(yè)上的應用，腦機接口在軍事領域的應用前景更具顛覆性。美國防部前副部長羅伯特·沃克認為，“對應于冷戰(zhàn)時期的裝甲旅，今后軍事領域的主流就是機器學習和人機協(xié)同。”

打造“超級士兵”

腦機接口有多種軍事應用。

一是健康監(jiān)控。腦機接口的初級軍事應用是監(jiān)控士兵各項健康指標，即“遠程跨防區(qū)無線評估”。美軍一項研究表明，戰(zhàn)場上的成功很大程度取決于戰(zhàn)斗人員的身體和心理抗壓能力。健康監(jiān)控可及時挑選出抗壓能力弱、心理瀕臨崩潰的戰(zhàn)斗人員返回后方休養(yǎng)。這不僅可以減輕士兵繼續(xù)留在戰(zhàn)場上可能面臨的風險，也有可能在關(guān)鍵時刻挽救任務表現(xiàn)，提高任務成功率。2017年，由美國空軍試飛員學校實施的一項計劃，已將便攜式腦電圖和生物反饋顯示器整合到F-16飛行員頭盔中，以監(jiān)測飛行員的心率等健康指標。

二是神經(jīng)調(diào)節(jié)。根據(jù)近年來的神經(jīng)科學研究，腦機接口能夠調(diào)節(jié)人的情緒，使其在戰(zhàn)場上保持鎮(zhèn)靜，提高決策速度和準確性。這被稱作“經(jīng)顱神經(jīng)調(diào)節(jié)”。2018年，美國空軍研究實驗室報告稱，經(jīng)顱神經(jīng)調(diào)節(jié)顯著提高了參與者的信息處理能力，還能夠全面提高認知表現(xiàn)，這尤其有利于部分在戰(zhàn)場上長期處在高壓或噪聲環(huán)境下的士兵，如潛艇兵、坦克兵或航母起降指揮員等。

針對超精準射擊，韓國陸軍2019年研究了腦機接口在單兵射擊中的應用，發(fā)現(xiàn)在使用K-1和K-2步槍等韓國軍隊制式武器時，腦機接口可通過增強具有鎮(zhèn)靜作用的α波和有助于提高射擊專注力的β波，來提高士兵射擊精準度。此外還有美國國防部高級研究項目局（以下簡稱DARPA）與美國大腦計劃的合作項目“ElectRx”，旨在通過可注射的超小型設備，利用神經(jīng)調(diào)節(jié)器官功能來幫助戰(zhàn)場上的傷員自愈。

三是感官擴展。借助腦機接口，士兵的感官可以和各種數(shù)字傳感器相關(guān)聯(lián)。DARPA在試驗制造一種類似于雙筒望遠鏡的設備，并將其連接到腦機接口。不同于一般的望遠鏡較窄的視野，該技術(shù)可將視野擴大到120°，范圍可達10公里。相關(guān)設備可進一步搭載于無人機上，夜間還可以和紅外線、電磁波傳感器等相關(guān)聯(lián)，全方位實時感知周遭敵情。2017年，美國陸軍通信電子研究、開發(fā)和工程中心（CERDEC）和美國陸軍研究實驗室（ARL）共同推出了可穿戴戰(zhàn)術(shù)增強現(xiàn)實（TAR）計劃，使士兵即使處在完全黑暗或濃煙環(huán)境下也能夠通過紅外線與電磁波看清周遭環(huán)境，甚至透過掩體發(fā)現(xiàn)敵人所在。借助高分辨率的數(shù)字鏡頭或紫外、紅外光譜成像系統(tǒng)，士兵的感官可以得到擴展，成為“千里眼”“順風耳”。

四是心靈感應。例如，士兵在戰(zhàn)場執(zhí)行偵察與特種潛入任務期間，隱蔽和靜默往往至關(guān)重要，大多數(shù)情況下難以發(fā)出口頭命令，若在夜間亦無法看清手勢語。此時腦機接口技術(shù)就可派上用場。2010年，DARPA啟動了“靜默交談”（Silent Talk）計劃，在試驗中實現(xiàn)了70%左右的讀取準確率。除靜默場景下的應用外，戰(zhàn)場上普遍存在的高噪音環(huán)境下，心靈感應也可用來提升信息傳遞的效率和準確率。

更遠期應用則包括在戰(zhàn)場上實現(xiàn)“蜂群意識”，使一線士兵到高級軍官之間形成巨大的心靈感應網(wǎng)絡。后方高級軍官可以隨時借前線士兵的眼睛“看到”前線情況，并根據(jù)敵我交戰(zhàn)情況實時調(diào)整兵力部署，提升軍隊的反應組織能力。

此外，腦機接口還可用于測謊，為在戰(zhàn)場上快速審訊戰(zhàn)俘、獲取情報帶來便利。當前，美國土安全部已在開展一項名為“未來屬性篩查技術(shù)”（FAST）的神經(jīng)科學項目，旨在從入境人員中檢測潛在的恐怖分子。

五是人體改造。DARPA認為，當前最前沿的部分智能高級假肢已經(jīng)擁有超越人類肢體的潛力。2017年，美國佐治亞理工學院研究人員開發(fā)了一款智能仿生義手，使殘障人士可以彈鋼琴。雷神公司的XOS2外骨骼則可以使穿戴者反復舉起200磅的重物，并輕松爬上樓梯或坡道等。此外，腦機接口也有助于推動“第三代智能作戰(zhàn)服”的應用，該技術(shù)又被稱為可穿戴計算機，采用柔性可拉伸材料，并使用3D打印機在其上打印各種傳感器，不僅可以監(jiān)控健康指標和環(huán)境數(shù)據(jù)，還具有“被動觸覺學習”功能，可通過動作捕捉和觸覺反饋刺激士兵在軍事訓練中更快形成肌肉記憶，減少新兵學習作戰(zhàn)技巧所需時間。隨著智能假肢、外骨骼與人形機器人技術(shù)進一步融合發(fā)展，腦機接口可在未來實現(xiàn)人體改造，在增強士兵力量與體能表現(xiàn)的同時，用機械化修理代替戰(zhàn)場醫(yī)療，減少兵員損耗。

六是經(jīng)驗下載。2020年，美國空軍曾在其報告《腦機接口技術(shù)的機遇和影響》中設想了以下場景：“飛行員定期接受神經(jīng)調(diào)節(jié)課程，幫助大腦通路更快形成，神經(jīng)元更易激發(fā)，來自云端數(shù)據(jù)存儲庫的知識和經(jīng)驗通過腦機接口被直接下載到大腦，從而無需進行多年的飛行訓練?！?/p>

DARPA已開展“靶向神經(jīng)可塑性訓練”（TNT）計劃，旨在實現(xiàn)戰(zhàn)斗經(jīng)驗的快速傳承。該計劃已在小鼠身上進行了試驗，將“經(jīng)驗”從一只老鼠轉(zhuǎn)移到另一只老鼠，獲得“經(jīng)驗”的老鼠幾乎立即學會了執(zhí)行通常需要數(shù)周訓練才能學會的任務，相關(guān)技術(shù)擬于二十年內(nèi)應用。該技術(shù)一旦成真，不僅將大大縮短新兵培養(yǎng)時間，更可使軍隊的實戰(zhàn)經(jīng)驗通過腦機接口不斷積累和增強。同時，AI在虛擬環(huán)境中積累的模擬戰(zhàn)斗經(jīng)驗，理論上也可通過這種方式傳至人腦，使士兵能夠獲得AI在近乎無限的訓練時間內(nèi)積累的戰(zhàn)斗經(jīng)驗，從而創(chuàng)造出身體、心理、經(jīng)驗等各方面都遠超人類的“超級士兵”。

人機協(xié)同的半人馬作戰(zhàn)

在西方神話體系中，半人馬是能征善戰(zhàn)的代表，其不僅具有馬的作戰(zhàn)機動性，也具有人的智慧。在當前美軍作戰(zhàn)體系下，半人馬作戰(zhàn)指的就是人機協(xié)同作戰(zhàn)。有美國學者指出，1997年IBM超級計算機“深藍”擊敗卡斯帕羅夫或許令國際安全專家印象深刻，但鮮為人知的是，八年后兩名業(yè)余棋手在三臺商用計算機的幫助下?lián)魯×艘慌_比“深藍”更強大的超級計算機，證明了人機混合智能能夠取得對AI的勝利。而腦機接口技術(shù)正是人機協(xié)同技術(shù)的代表，其軍事應用主要表現(xiàn)在兩個不同方向上，即意念控制與人機協(xié)同決策。

“意念控制”顧名思義是人通過腦機接口以意念控制其他可操控物體。該領域較為初級的目標有望在五年內(nèi)應用于美國空軍。例如，戰(zhàn)斗機鎖定目標的傳統(tǒng)方法是將光標移到雷達屏幕上對應的目標上，然后按下按鈕進行指定。最新的頭盔提示系統(tǒng)的應用使飛行員能夠在看向目標方向的同時按下按鈕進行指定，但飛行員需要將頭顱轉(zhuǎn)向特定方向來操縱光標，這在動態(tài)高過載機動中不僅非常棘手，而且會給飛行員帶來頸部骨折的風險。引入腦機接口的視網(wǎng)膜跟蹤技術(shù)后，光標可以直接跟蹤眼球轉(zhuǎn)動，利用人的視覺焦點來移動光標，從而較好解決了該問題。

意念控制更雄心勃勃的目標是使用腦機接口駕駛戰(zhàn)斗機、車隊或無人機群。2015年，DARPA宣布其成功利用腦機接口使一名四肢癱瘓的普通女子在模擬飛行中成功駕駛F-35實現(xiàn)各種姿態(tài)控制；2017年，Emotiv公司演示了癱瘓者使用非侵入式腦機接口駕駛一級方程式賽車；亞利桑那州立大學也研發(fā)了一種導航系統(tǒng)，可以讓駕駛員同時操控一群無人機。近年來類似案例不僅越來越多，且愈發(fā)面向?qū)崙?zhàn)化。比起利用遙控器進行操縱，腦機接口不僅可以實現(xiàn)更為精細的控制，而且可以一人同時操控多個目標，這無論是對于需要“忠誠僚機”協(xié)同作戰(zhàn)的第六代戰(zhàn)機，還是對于無人機地位愈發(fā)重要的地面作戰(zhàn)部隊，都有著莫大幫助，據(jù)稱相關(guān)技術(shù)將在五到十年內(nèi)列裝美軍。

在腦機接口技術(shù)加持下，能夠被操縱的不僅是無人機等無機個體，還包括動物等有機個體，使得“動物戰(zhàn)爭”的概念成為現(xiàn)實：士兵們可以通過植入動物體內(nèi)的腦機接口控制老鼠、蝙蝠等動物的行為，使其為戰(zhàn)場上的偵察與奇襲服務。相關(guān)概念性技術(shù)2017年已出現(xiàn)，當時美國Draper Labs公司實現(xiàn)了腦機接口控制飛行中的蜻蜓。相比于操縱無人機，腦機接口操縱動物具有更為隱蔽的特征，尤其適合執(zhí)行高度機密的潛入性任務。

除了意念控制，AI通過腦機接口輔助人類決策，則是另一種信息流方向上的人機協(xié)同。

一方面，人機協(xié)同決策可以增強人類士兵的計算力、分析力、判斷力。AI能夠進行人所不擅長的大量數(shù)據(jù)的高速分析，提高士兵在評估戰(zhàn)場情況時的效率。AI還可以接入人類視覺，自動分析識別威脅物，以使人類士兵快速應對。人類則可以在AI所不擅長的意外或新情況出現(xiàn)時臨機應變，及時糾正AI的錯誤。

另一方面，人機協(xié)同決策也有利于無人武器平臺在戰(zhàn)場上的使用。在未來的無人戰(zhàn)爭時代，各種海量信息來自分布于各地的無人平臺，包括對敵方高超音速導彈與空中作戰(zhàn)平臺的攔截等，將以人類無法跟上的速度發(fā)生。然而，依據(jù)國際人道法以及近年來達成的AI軍控領域的國際規(guī)則，致命性自主武器將人類認定為打擊目標的過程，必須要有人的參與。這就使得人類在無人武器平臺的殺傷鏈中變得不可或缺。對此美智庫蘭德公司認為，腦機接口可能是唯一一種讓人類能夠有效參與并跟上機器決策速度的途徑，這使得腦機接口技術(shù)的領先對于一國而言不僅是戰(zhàn)術(shù)優(yōu)勢，更是核心戰(zhàn)略優(yōu)勢。

不戰(zhàn)而屈人之兵的“神經(jīng)戰(zhàn)”

“神經(jīng)戰(zhàn)”是近20年來隨著神經(jīng)信息技術(shù)的發(fā)展逐漸在美軍興起的一種新作戰(zhàn)理念。2008年，美國國防情報局發(fā)布報告，稱美軍需要在神經(jīng)科學方面投入更多資金，以“使敵人服從我們的命令”。2020年，北約資助的一份論文也認為，“大腦將成為21世紀的戰(zhàn)場”。美軍在相關(guān)領域的研究其實早已開始，包括上世紀50年代的“藍鳥”計劃（后更名為“洋薊”計劃），旨在研究是否可以通過心理催眠使人從事暗殺，以及臭名昭著的“MK-Ultra”計劃，旨在研究各種各樣的以精神控制操縱人類的手段。

“神經(jīng)戰(zhàn)”旨在通過確保大腦與神經(jīng)領域的優(yōu)勢來贏得戰(zhàn)爭，包括研究使用各種作用于人體神經(jīng)的技術(shù)手段來增強美軍的表現(xiàn)、降低敵軍的戰(zhàn)斗力，甚至直接攻破敵國領導人或其民眾的心理防線，使其放棄抵抗。

利用腦機接口進行“神經(jīng)戰(zhàn)”包括以下方式。

一是利用腦機接口技術(shù)強化認知作戰(zhàn)，支持顛覆破壞行動。即使在腦機接口尚未普及的當下，其也有助于美國情報機構(gòu)開展顛覆行動。例如，情報機構(gòu)特工可通過植入腦機接口混入“示威人群”中偷聽談話，并實時轉(zhuǎn)換為社交網(wǎng)絡帖子，使帖文更貼近現(xiàn)實，更具煽動性，并經(jīng)由社交網(wǎng)絡的反饋互動不斷放大焦慮情緒。通過與后臺的生成式AI協(xié)同，還可以針對性制造虛假信息。腦機接口與AI網(wǎng)絡攻擊武器的結(jié)合還可能做到實時篡改街頭攝像頭畫面，使特工“數(shù)字隱身”。

二是利用腦機接口操縱對象國民眾情緒。更為潛移默化的顛覆手段可能發(fā)生在非侵入式商用腦機接口普及后。如通過預留的后門程序，在對象國民眾使用腦機接口時將導致恐懼、混亂或憤怒情緒上升的波形混入正常的波形之中，將代表鎮(zhèn)靜、舒緩的波形與美國領導人及其政治制度相關(guān)聯(lián)，從而使這些國家更容易出現(xiàn)顛覆活動。更高級的操縱則需要進一步的技術(shù)突破，如改變文化偏好、社會價值觀、大眾信仰和集體行為，或給對象國民眾植入不存在的有關(guān)本國的負面記憶，使其自發(fā)改變國家的政治方向。

三是利用腦機接口從大腦層面全面壓制對手。當兩國發(fā)生戰(zhàn)爭時，掌握先進腦機接口技術(shù)及相關(guān)網(wǎng)絡攻擊技術(shù)的一方，將“不戰(zhàn)而屈人之兵”。其既可以壓制敵國軍隊，使其精神渙散、彌漫投降主義情緒，也可消磨敵國民眾的反抗心理。敵國軍隊的將領將更容易臨陣倒戈，或暴露更多敵方談判核心機密，使戰(zhàn)爭“還未開始就已結(jié)束”。而通過更遠期的“記憶操縱”技術(shù)，敵對國家民眾可能完全忘記戰(zhàn)爭過程而欣然接受其政治結(jié)果，仿佛這些結(jié)果一開始就存在。

由于當前腦機接口尚未普及，以上場景很大程度上仍只是美軍的設想，但其的確對現(xiàn)有作戰(zhàn)概念乃至政治安全等提出了新的巨大挑戰(zhàn)。2021年通過的聯(lián)合國教科文組織《人工智能倫理問題建議書》已敦促各國考慮與人工智能神經(jīng)技術(shù)系統(tǒng)和腦機接口相關(guān)的倫理問題，維護人類尊嚴和自主權(quán)。但正如相關(guān)國際議程并未徹底阻止人工智能在戰(zhàn)場上的應用，對于腦機接口軍事應用可能帶來的各種風險與挑戰(zhàn)，必須心中有數(shù)。

（摘自《瞭望》2024年第43期。作者為中國現(xiàn)代國際關(guān)系研究院科技與網(wǎng)絡安全研究所副研究員）

■ 本欄編輯 何欣 朱湘渝 趙婷宇