可穿戴和生物電子將成美軍士兵作戰標配

美軍可能是最嚴苛的消費者，特別是對于可穿戴式設備；他們要求技術(shù)精準，同時(shí)希望設備不笨重并擁有很長(cháng)的電池續航力，其程度遠超過(guò)傳統可穿戴式設備市場(chǎng)的水平。

 

“軍事領(lǐng)域應用的可穿戴式技術(shù)，其考慮是非常不同的；”美國國防部高等研究計劃署(Defense Advanced Research Projects Agency，DARPA)科學(xué)顧問(wèn)Pae Wu表示：“其終極目標是必須要能支持并推進(jìn)士兵的作戰任務(wù)。”

 

Wu表示，美軍促使了智能手機的大量應用；她強調自己不是DARPA的代表人，不過(guò)美軍對可穿戴式技術(shù)的需求已經(jīng)超越像是心律偵測等追蹤生命征象的解決方案，而更需要“情勢感知(situational awareness)”與“可行動(dòng)資料(actionable data)”：“如果不能提供讓士兵在戰斗中做決策的數據，就算技術(shù)很獨特，在軍事領(lǐng)域沒(méi)有人會(huì )注意。”

 

為此DARPA對于環(huán)境信息相關(guān)技術(shù)特別感興趣，例如地圖、實(shí)時(shí)情報以及其他部隊的位置追蹤，以及新興的“士兵備戰狀況(warfighter readiness)”相關(guān)技術(shù)；在此可穿戴式設備能告訴用戶(hù)其生理狀態(tài)信息，包括士兵是否適當地補充了水份、壓力過(guò)大，或者是正遭受認知疲勞(cognitive fatigue)。

 

美軍已經(jīng)布署了一種名為“爆炸沖擊量測計(blast gauge)”的戰備設備，該設備基本上是為監測士兵的腦部創(chuàng )傷并做現場(chǎng)分流(in-field triage)；該小型設備可佩戴在頭盔、肩膀或胸部，以監測爆炸沖擊的發(fā)生，并提示醫護人員做初步反應。

 

 

爆炸沖擊量測計是DARPA投資了1,100萬(wàn)美元所開(kāi)發(fā)出的士兵腦部創(chuàng )傷監測設備 (圖中以圓圈標示的設備)（來(lái)源：BlackBox Biometrics）

 

Wu表示：“該類(lèi)設備并不是用以量測士兵的整體生理狀態(tài)，而是提供能讓士兵行動(dòng)…例如該前進(jìn)或是不該前進(jìn)的量測信息。”爆炸沖擊量測計是夾式的而且體積小，并成功迎合了戰場(chǎng)上對輕量化的需求──通常在阿富汗戰場(chǎng)上的一名美軍班長(cháng)，每天負重超過(guò)128磅(約58公斤)──而且擁有優(yōu)異的電池續航力。

 

阿富汗戰場(chǎng)上的美軍通常得攜帶7種不同的電池才能支持72小時(shí)的作戰任務(wù)；“電力等同于重量的情況非常嚴重；”Wu表示：“特別是若與可穿戴式設備相關(guān)聯(lián)，舒適度最重要。”

 

 

圖中的爆炸沖擊量測計是DARPA委托美國羅徹斯特理工學(xué)院(Rochester Institute of Technology)所開(kāi)發(fā)，用以量測穿戴者在爆炸中受到的沖擊（來(lái)源：DARPA）

 

市場(chǎng)研究機構IDTechEx上周在美國硅谷主辦了一場(chǎng)可穿戴式技術(shù)研討會(huì )；該機構估計，鎖定醫療應用的可穿戴式設備市場(chǎng)，今年規?？蛇_到150億美元，而該數字在2026年可望進(jìn)一步增加至400億美元。

 

而軍事應用的生物傳感器技術(shù)則有獨特需求，包括多任務(wù)能力、可重復使用能力、實(shí)時(shí)信息、敏感度以及可靠性。Wu表示：“這一切需要在一個(gè)平臺上發(fā)生，而且不需要任何樣本制備，這是一個(gè)大問(wèn)題。”

 

為了克服以上挑戰，DARPA投資了一個(gè)名為ElectRx的生物電子醫學(xué)計劃，以“推動(dòng)針對特定神經(jīng)電路的解剖學(xué)與生理學(xué)理解，以及它們在人體健康與疾病中扮演的角色”；ElectRx的目標是建立一個(gè)完整的閉路神經(jīng)調變(neural modulation)系統，用以監測生物卷標以及外圍的神經(jīng)活動(dòng)，以提升將之布署于士兵身上的有效性。

 

 

ElectRx系統的功能示意圖（來(lái)源：DARPA）

 

Wu解釋?zhuān)?ldquo;就像是一個(gè)恒溫監測器，ElectRx設備可監測并識別系統何時(shí)從穩定狀態(tài)演變?yōu)榧膊顟B(tài)；最終將會(huì )有一個(gè)調節器可提供治療性的刺激，然后有一個(gè)調變器發(fā)送神經(jīng)訊號。”她指出，一家美國業(yè)者Cyberonics已經(jīng)開(kāi)發(fā)出一種采用類(lèi)似技術(shù)的迷走神經(jīng)刺激器(vagus nerve stimulator)。