美陸軍啟動新項目增強「士兵—機器人」編隊性能

編者按

近日，發表在《科學進展》雜誌上的文章指出，通過研究特定任務期間的士兵大腦活動，可以使機器人編隊更好地自主完成各種動態任務。美陸軍研究實驗室希望通過研究有關人類大腦活動模式的更多信息來提高機器人編隊的自主性。

一、項目背景

美陸軍研究實驗室作戰能力發展司令部的高級神經科學家吉恩·維特爾博士表示，美陸軍設想了一個由「士兵—機器人」編隊組成的未來戰場，作為該未來願景的一部分，美陸軍正在尋求開發能夠預測個人狀態和行為的機器人技術，以創建一個更加優化的「士兵—機器人」編隊。

在軍事行動中，士兵通常同時執行多項任務，如分析多來源信息、環境導航、目標追蹤、威脅評估、態勢感知共享以及分散式團隊溝通。這需要士兵不斷在這些任務中進行切換，也意味著大腦需要在執行不同任務的大腦區域之間迅速轉移。如果將士兵正在執行的任務與當時的大腦數據對應起來，那麼機器人編隊就可以做出自主動態響應與調整以幫助士兵完成任務。

為了實現這一機器人編隊的自主能力，美陸軍研究實驗室近日與紐約州立大學布法羅分校開展了一項合作研究項目，旨在研究人類大腦動態活動和結構如何協調來預測個人狀態和行為，從而優化「士兵—機器人」編隊效能。雖然該研究項目的重點是士兵個體，但其目的是通過研究士兵個體大腦不同區域活動的連接模式為編隊（無論是士兵編隊還是機器人編隊）協同任務創造新策略。

二、研究思路

研究人員首先需要研究大腦在執行特定任務時如何在不同區域進行協調。他們使用了一種計算方法來理解如何對這一大腦活動過程進行表徵以進行行為預測。

為了完成這項研究，研究人員對30個受試者進行了測試，分別繪製了受試者大腦的不同區域如何通過腦白質（大腦內部神經纖維聚集區）進行相互連接（連接不同大腦區域的特定模式因人而異）。接下來，科學家將這些連接圖轉換為相應受試者大腦的計算模型，並使用計算機模擬受試者大腦的某個區域在受到刺激時會作出的反應。最後，研究人員使用其開發的數學框架來測量大腦活動如何在各種模擬認知系統中進行同步。

三、項目意義

大腦不同區域之間的連接可能會隨著學習而增強，也可能隨著年齡增長或神經疾病而惡化。人與人之間的大腦連接能力也不盡相同。這項研究幫助我們理解這種可變性，並評估大腦組織中的微小變化如何影響與各種認知系統相關的大規模大腦活動模式。

研究人員指出，雖然該研究項目建立在個體受試者大腦的有限區域上，但其得出的大腦活動協調模式的基本原則，可用以增強士兵與機器人之間的連接模式，從而更好地協調士兵和機器人之間的合作模式，並在未來創建優化的「士兵—機器人」編隊，共同完成各種動態任務。

來源 ：美國每日航天網站/圖片來自互聯網

軍事科學院軍事科學信息研究中心唐睿

編輯：張岸佳

如需轉載請註明出處：「國防科技要聞」（ID：CDSTIC）

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