利用腦機介面進行人體增強有多重途徑，可打造遠超人類的「超級士兵」
在當前美軍作戰體系下，半人馬作戰指的就是人機協同作戰。而腦機介面技術正是人機協同技術的代表
「神經戰」是近20年來隨著神經資訊科技的發展逐漸在美軍興起的一種新作戰理念，旨在透過確保大腦與神經領域的優勢來贏得戰爭
正如相關國際議程並未徹底阻止人工智能在戰場上的套用，對於腦機介面軍事套用可能帶來的各種風險與挑戰，須心中有數
文 | 譚笑間
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，最終催生了腦機介面概念的誕生。一百年後的今天，隨著柔性材料、生物傳感器以及人工智能（AI）等技術興起，腦機介面技術實用化的條件愈發成熟。據聯合國教科文組織的報告，2013年以來，各國政府在腦機介面領域的投資已超過60億美元，私人投資則高達332億美元。與腦機介面有關的論文在過去20年間增長了35倍，專利數增長了20倍。
相比於商業上的套用，腦機介面在軍事領域的套用前景更具顛覆性。美國防部前副部長羅拔·沃克認為，「對應於冷戰時期的裝甲旅，今後軍事領域的主流就是機器學習和人機協同。」
打造「超級士兵」
腦機介面有多種軍事套用。
一是健康監控。腦機介面的初級軍事套用是監控士兵各項健康指標，即「遠端跨防區無線評估」。美軍一項研究表明，戰場上的成功很大程度取決於戰鬥人員的身體和心理抗壓能力。健康監控可及時挑選出抗壓能力弱、心理瀕臨崩潰的戰鬥人員返回後方休養。這不僅可以減輕士兵繼續留在戰場上可能面臨的風險，也有可能在關鍵時刻挽救任務表現，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視器整合到F-16飛行員頭盔中，以監測飛行員的心率等健康指標。
二是神經調節。根據近年來的神經科學研究，腦機介面能夠調節人的情緒，使其在戰場上保持鎮靜，提高決策速度和準確性。這被稱作「經顱神經調節」。2018年，美國空軍研究實驗室報告稱，經顱神經調節顯著提高了參與者的資訊處理能力，還能夠全面提高認知表現，這尤其有利於部份在戰場上長期處在高壓或雜訊環境下的士兵，如潛艇兵、坦克兵或航母起降指揮員等。
針對超精準射擊，南韓陸軍2019年研究了腦機介面在個人射擊中的套用，發現在使用K-1和K-2步槍等南韓軍隊制式武器時，腦機介面可透過增強具有鎮靜作用的α波和有助於提高射擊專註力的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專案局（以下簡稱DARPA）與美國大腦計劃的合作專案「ElectRx」，旨在透過可註射的超小型器材，利用神經調節器官功能來幫助戰場上的傷員自愈。
三是感官擴充套件。借助腦機介面，士兵的感官可以和各種數碼傳感器相關聯。DARPA在試驗制造一種類似於雙筒望遠鏡的器材，並將其連線到腦機介面。不同於一般的望遠鏡較窄的視野，該技術可將視野擴大到120°，範圍可達10公裏。相關器材可進一步搭載於無人機上，夜間還可以和紅外線、電磁波傳感器等相關聯，全方位即時感知周遭敵情。2017年，美國陸軍通訊電子研究、開發和工程中心（CERDEC）和美國陸軍研究實驗室（ARL）共同推出了可穿戴戰術增強現實（TAR）計劃，使士兵即使處在完全黑暗或濃煙環境下也能夠透過紅外線與電磁波看清周遭環境，甚至透過掩體發現敵人所在。借助高分辨率的數碼鏡頭或紫外、紅外光譜成像系統，士兵的感官可以得到擴充套件，成為「千裏眼」「順風耳」。
四是心靈感應。例如，士兵在戰場執行偵察與特種潛入任務期間，隱蔽和靜默往往至關重要，大多數情況下難以發出口頭命令，若在夜間亦無法看清手勢語。此時腦機介面技術就可派上用場。2010年，DARPA啟動了「靜默交談」（Silent Talk）計劃，在試驗中實作了70%左右的讀取準確率。除靜默場景下的套用外，戰場上普遍存在的高噪音環境下，心靈感應也可用來提升資訊傳遞的效率和準確率。
更遠期套用則包括在戰場上實作「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絡。後方高級軍官可以隨時借前線士兵的眼睛「看到」前線情況，並根據敵我交戰情況即時調整兵力部署，提升軍隊的反應組織能力。
此外，腦機介面還可用於測謊，為在戰場上快速審訊戰俘、獲取情報帶來便利。當前，美國土安全部已在開展一項名為「未來內容篩查技術」（FAST）的神經科學專案，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，當前最前沿的部份智能高級假肢已經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，並輕松爬上樓梯或坡道等。此外，腦機介面也有助於推動「第三代智能作戰服」的套用，該技術又被稱為可穿戴電腦，采用柔性可拉伸材料，並使用3D印表機在其上打印各種傳感器，不僅可以監控健康指標和環境數據，還具有「被動觸覺學習」功能，可透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，減少新兵學習作戰技巧所需時間。隨著智能假肢、外骨骼與人形機器人技術進一步融合發展，腦機介面可在未來實作人體改造，在增強士兵力量與體能表現的同時，用機械化修理代替戰場醫療，減少兵員損耗。
六是經驗下載。2020年，美國空軍曾在其報告【腦機介面技術的機遇和影響】中設想了以下場景：「飛行員定期接受神經調節課程，幫助大腦通路更快形成，神經元更易激發，來自雲端數據儲存庫的知識和經驗透過腦機介面被直接下載到大腦，從而無需進行多年的飛行訓練。」
DARPA已開展「靶向神經可塑性訓練」（TNT）計劃，旨在實作戰鬥經驗的快速傳承。該計劃已在小鼠身上進行了試驗，將「經驗」從一只老鼠轉移到另一只老鼠，獲得「經驗」的老鼠幾乎立即學會了執行通常需要數周訓練才能學會的任務，相關技術擬於二十年內套用。該技術一旦成真，不僅將大大縮短新兵培養時間，更可使軍隊的實戰經驗透過腦機介面不斷積累和增強。同時，AI在虛擬環境中積累的模擬戰鬥經驗，理論上也可透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積累的戰鬥經驗，從而創造出身體、心理、經驗等各方面都遠超人類的「超級士兵」。
2021世界機器人大會上展示的腦機介面技術（資料照片） 李欣攝/本刊
人機協同的半人馬作戰
在西方神話體系中，半人馬是能征善戰的代表，其不僅具有馬的作戰機動性，也具有人的智慧。在當前美軍作戰體系下，半人馬作戰指的就是人機協同作戰。有美國學者指出，1997年IBM超級電腦「深藍」擊敗卡斯巴羅夫或許令國際安全專家印象深刻，但鮮為人知的是，八年後兩名業余棋手在三台商用電腦的幫助下擊敗了一台比「深藍」更強大的超級電腦，證明了人機混合智能能夠取得對AI的勝利。而腦機介面技術正是人機協同技術的代表，其軍事套用主要表現在兩個不同方向上，即意念控制與人機協同決策。
「意念控制」顧名思義是人透過腦機介面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套用於美國空軍。例如，戰鬥機釘選目標的傳統方法是將光標移到雷達螢幕上對應的目標上，然後按下按鈕進行指定。最新的頭盔提示系統的套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向特定方向來操縱光標，這在動態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。引入腦機介面的視網膜跟蹤技術後，光標可以直接跟蹤眼球轉動，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介面駕駛戰鬥機、車隊或無人機群。2015年，DARPA宣布其成功利用腦機介面使一名四肢癱瘓的普通女子在模擬飛行中成功駕駛F-35實作各種姿態控制；2017年，Emotiv公司演示了癱瘓者使用非侵入式腦機介面駕駛一級方程式式賽車；亞利桑那州立大學也研發了一種導航系統，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，且愈發面向實戰化。比起利用遙控器進行操縱，腦機介面不僅可以實作更為精細的控制，而且可以一人同時操控多個目標，這無論是對於需要「忠誠僚機」協同作戰的第六代戰機，還是對於無人機地位愈發重要的地面作戰部隊，都有著莫大幫助，據稱相關技術將在五到十年內列裝美軍。
在腦機介面技術加持下，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「動物戰爭」的概念成為現實：士兵們可以透過植入動物體內的腦機介面控制老鼠、蝙蝠等動物的行為，使其為戰場上的偵察與奇襲服務。相關概念性技術2017年已出現，當時美國Draper Labs公司實作了腦機介面控制飛行中的蜻蜓。相比於操縱無人機，腦機介面操縱動物具有更為隱蔽的特征，尤其適合執行高度機密的潛入性任務。
除了意念控制，AI透過腦機介面輔助人類決策，則是另一種資訊流方向上的人機協同。
一方面，人機協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據的高速分析，提高士兵在評估戰場情況時的效率。AI還可以接入人類視覺，自動分析辨識威脅物，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時臨機應變，及時糾正AI的錯誤。
另一方面，人機協同決策也有利於無人武器平台在戰場上的使用。在未來的無人戰爭時代，各種海量資訊來自分布於各地的無人平台，包括對敵方高超音速導彈與空中作戰平台的攔截等，將以人類無法跟上的速度發生。然而，依據國際人道法以及近年來達成的AI軍控領域的國際規則，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台的殺傷鏈中變得不可或缺。對此美智庫蘭德公司認為，腦機介面可能是唯一一種讓人類能夠有效參與並跟上機器決策速度的途徑，這使得腦機介面技術的領先對於一國而言不僅是戰術優勢，更是核心戰略優勢。
不戰而屈人之兵的「神經戰」
「神經戰」是近20年來隨著神經資訊科技的發展逐漸在美軍興起的一種新作戰理念。2008年，美國國防情報局釋出報告，稱美軍需要在神經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世紀的戰場」。美軍在相關領域的研究其實早已開始，包括上世紀50年代的「藍鳥」計劃（後更名為「洋薊」計劃），旨在研究是否可以透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。
「神經戰」旨在透過確保大腦與神經領域的優勢來贏得戰爭，包括研究使用各種作用於人體神經的技術手段來增強美軍的表現、降低敵軍的戰鬥力，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。
利用腦機介面進行「神經戰」包括以下方式。
一是利用腦機介面技術強化認知作戰，支持顛覆破壞行動。即使在腦機介面尚未普及的當下，其也有助於美國情報機構開展顛覆行動。例如，情報機構特工可透過植入腦機介面混入「示威人群」中偷聽談話，並即時轉換為社交網絡貼文，使帖文更貼近現實，更具煽動性，並經由社交網絡的反饋互動不斷放大焦慮情緒。透過與後台的生成式AI協同，還可以針對性制造虛假資訊。腦機介面與AI網絡攻擊武器的結合還可能做到即時篡改街頭網絡攝影機畫面，使特工「數碼隱身」。
二是利用腦機介面操縱物件國民眾情緒。更為潛移默化的顛覆手段可能發生在非侵入式商用腦機介面普及後。如透過預留的後門程式，在物件國民眾使用腦機介面時將導致恐懼、混亂或憤怒情緒上升的波形混入正常的波形之中，將代表鎮靜、舒緩的波形與美國領導人及其政治制度相關聯，從而使這些國家更容易出現顛覆活動。更高級的操縱則需要進一步的技術突破，如改變文化偏好、社會價值觀、大眾信仰和集體行為，或給物件國民眾植入不存在的有關本國的負面記憶，使其自發改變國家的政治方向。
三是利用腦機介面從大腦層面全面壓制對手。當兩國發生戰爭時，掌握先進腦機介面技術及相關網絡攻擊技術的一方，將「不戰而屈人之兵」。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，使戰爭「還未開始就已結束」。而透過更遠期的「記憶操縱」技術，敵對國家民眾可能完全忘記戰爭過程而欣然接受其政治結果，仿佛這些結果一開始就存在。
由於當前腦機介面尚未普及，以上場景很大程度上仍只是美軍的設想，但其的確對現有作戰概念乃至政治安全等提出了新的巨大挑戰。2021年透過的聯合國教科文組織【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技術系統和腦機介面相關的倫理問題，維護人類尊嚴和自主權。但正如相關國際議程並未徹底阻止人工智能在戰場上的套用，對於腦機介面軍事套用可能帶來的各種風險與挑戰，必須心中有數。
（作者為中國現代國際關系研究院科技與網絡安全研究所副研究員）■
