編譯／潘楠慕

半機械化的生化戰士目前只出現在科幻電影裡，但美國軍方正在研發的技術，或許會讓電影情節成真；美國陸軍已與麻省理工學院（MIT）合作研發一種人工聚合物智慧纖維，能夠儲存、傳輸、分析並計算資料，讓軍服變成「穿戴式電腦」。

美國陸軍作戰能力發展司令部（DEVCOM）已與MIT和產業界合作，成立「士兵奈米科技研究所」（ISN），並開發出智慧纖維。研究團隊在發表於《自然通訊》（Nature Communications）期刊的報告中指出，以這種纖維摻入布料製作軍服，將可大幅強化前線士兵及指揮單位間的數位連結能力。

研究人員表示，智慧纖維「非常纖細，且具有彈性，可以穿過針孔，縫進其他纖維裡」。這種纖維內含數百顆微晶片，初步測試顯示，微晶片每次充電後的數據傳輸距離可達數十公尺，也可當成儲存裝置，儲存約七六七KB（千位元）的彩色影片，或是零點四八MB（百萬位元） 的音樂檔案；即使未再充電，仍可保存資料約兩個月。

智慧纖維也能搭配人工智慧（AI）應用程式，透過演算法快速偵測士兵的身體狀態，即時提供士兵的各項生理數據，包括心跳頻律、呼吸頻率、肌肉狀態等。此外，智慧纖維還能驅動各種感測器，收集並計算穿戴者周遭環境的資料，並回傳指揮中心。

研究人員表示，透過AI運算，指揮中心可了解士兵所處環境，下達各項作戰指令，也能提前向士兵示警，例如化學武器攻擊；此外，智慧軍服也能分享士兵所在位置，讓部隊所有人掌握友軍分布狀況。

報告指出，研究人員把智慧纖維縫在一般T恤上，偵測穿戴者進行各種活動時的體表溫度並予以記錄，供AI比對；目前的測試結果顯示，智慧纖維與AI搭配後，預測活動型態的準確率高達九成六。

智慧衣物的瓶頸之一是耐穿度，包括耐水洗、抗汗性、延展性及強度等，但DEVCOM的研究人員表示，目前的試驗成品經過十多次水洗後仍可正常運作，足以應付高強度活動。

目前，智慧纖維仍需透過小型的外部裝置來操控，研究團隊正在設計一款新的晶片，可在智慧纖維內部充當微型控制器，如此一來即可無線傳輸，讓智慧纖維衣物更實用。



蛇形機器人

鑽地入水暢行無阻

機器人的應用範圍日益廣泛，目前已用於運輸、探索與搜救等任務；與人類相比，機器人具有長時間持續運作、不怕受傷，可在深海、外太空、火山等極端環境下作業等優點，且在陸地、海洋、高空及外太空都可使用；不過，機器人在地底作業的靈活性仍受限制。

為了克服地底探勘的障礙，聖塔芭芭拉加州大學（UCSB）與喬治亞理工（Georgia Tech）的研究團隊正嘗試開發新的蛇形機器人。研究人員指出，蛇類的身體細長，但動作靈活，科學家過去已使用蛇形機器人探索沙丘、海床、管線，最新目標則是應用在地底探索，例如鑽入沙土中前行。

UCSB機械工程研究員奈克勒里歐（Nicholas Naclerio）表示，目前已設計出能攀爬不同高度和材質台階的蛇形機器人，仿造蛇類的身體，採用側身起伏與懸臂結合的型態，讓機器人的肢體分為三部分，前後段來回移動，中間部分則保持不動，達到移動效果。

奈克勒里歐指出，研究團隊採用新設計，希望讓蛇形機器人在地底也能行動自如；一般機器人能夠輕鬆在空氣或水中移動，但鑽入地底卻需要特殊技術，因為地底的阻力遠大於水和空氣；機器人在地底移動時，必須先把前進方向的沙土撥開。

新型蛇形機器人的造型類似藤蔓，但僅由頭部往前鑽行，帶動體積較小的身軀，降低摩擦力。除此之外，地底移動面臨的狀況是，物體通過砂土環境時，上方與下方承受的壓力並不均勻，機器人試圖在土壤中水平前進時，因為下方砂土已壓實，壓力較大，會導致機器人的行進路線向上偏移。

為改善這個問題，研究人員在蛇形機器人的頭部安裝一組噴氣裝置，能噴出氣流吹開前方的沙土；這個靈感來自砂魚蜥（sandfish lizard），這種蜥蜴的身體與鱗片的構造能形成特殊的流體力學，讓牠們在沙中就像游泳般快速潛行。

最終，研究團隊設計出一款能輕鬆在沙土顆粒中移動的機器人，遇到障礙物時能像蛇類一樣扭動和轉彎，繞過障礙物後繼續推進。研究人員指出，這種設計有助進行土壤採樣、地下管線鋪設作業，未來甚至還可應用在醫學領域，在人體內部進行檢查或手術。

研究人員指出，這類地下潛行機器人面臨的另一項挑戰，是續航力的問題；如何降低耗能，並讓機器人在更複雜的環境中順利移動，將是接下來的研究重點。



第三隻眼 走路滑手機不怕撞

智慧手機普及後，許多人養成一項不安全的習慣：走路甚至開車時仍使用手機；這種習慣已導致許多人發生意外，輕則造成財物損毀或小傷，嚴重的意外甚至危及生命；有鑑於此，南韓一名工業設計師為邊走路邊低頭滑手機的「智慧手機殭屍」開發一款頭戴式裝置「第三隻眼」，以減少意外事故。

今年28歲的彭敏郁（Paeng Min-wook，音譯）是英國皇家藝術學院（Royal College of Art）和倫敦帝國學院（Imperial College London）創新設計工程學研究生，他開發一款機器眼球，使用者可把這項裝置綁在額頭上，彷彿多了一隻眼睛，能夠避免行走時撞上障礙物。

「第三隻眼」以半透明的圓形塑膠外殼包覆超音波感測器、陀螺儀和蜂鳴器等電子零件和運算晶片，並連結至附有電池組的微控制器。

陀螺儀的作用是偵測使用者的移動速度和頸部角度，只要超過特定的速度和的角度，系統就判定使用者正一邊走路一邊使用手機，啟動感測功能。超音波感測器能計算使用者與障礙物的距離，一旦偵測到使用者與障礙物的距離不到兩公尺，蜂鳴器就會發出警示音。

彭敏郁表示：「手機問世已開始改變人類的身體結構；研究發現，使用手機的姿勢不良，已導致人們的頸椎前傾，造成龜頸綜合症，托住手機的手指也逐漸變得彎曲，未來幾代受到的影響可能更大。」

彭敏郁坦言，設計「第三隻眼」的初衷是出於諷刺，「許多人的目光根本離不開手機，既然無法改變這個習慣，只好以其他方式避免意外」。他強調，這項裝置「治標不治本」，主要目的是希望讓人們意識到科技產品成癮且影響日常生活的嚴重性；最理想的解決方案，是養成正確的使用習慣，以免危及自己和他人的安全。