国外军用生物技术发展与应用

军用生物技术是将现代生物技术与物理、化学、材料、信息等诸多学科交叉融合的一门综合性前沿技术，因其在军事领域诱人的应用前景，已成为世界军事强国重点投资的国防关键技术，并不断催生新的作战样式和作战理念，将对未来军事能力变革产生重要影响。

本书基于北京航天情报与信息研究所系列研究成果，围绕生物制造技术、生物电子技术、脑科学技术、生物能源技术、仿生技术、人体增强技术等六大技术领域，对国外军用生物技术发展及应用情况进行了综述，以期为相关研究人员及广大读者提供参考。

军用生物技术范围很广，本书仅涵盖了部分领域及方向，相关观点和结论仅代表作者意见。由于编写组水平有限，加之时间仓促，不当之处敬请批评指正！

军用生物技术是将现代生物技术与物理、化学、材料、信息等诸多学科交叉融合的一门综合性前沿技术，因其在军事领域诱人的应用前景，已成为世界军事强国重点投资的国防关键技术，并不断催生新的作战样式和作战理念，将对未来军事能力变革产生重要影响。本书围绕生物制造、生物电子、脑科学、生物能源、仿生、人体增强等六大技术领域，对国外军用生物技术发展及应用情况进行了综述，总结了国外军用生物技术的发展举措，分析了军用生物技术未来发展趋势。

刘杰，男，汉族，毕业于北京航空航天大学，就职于北京航天情报与信息研究所，工程师，主要研究方向为前沿技术，长期跟踪军用生物技术，特别是脑科学、生物电子领域的科技情报，先后承担多项军用生物技术领域情报研究课题。贾相晨，男，汉族，毕业于中国科学院大学生物电工专业，就职于北京航天情报与信息研究所，工程师，主要研究方向为前沿技术，长期从事生物电磁、生物传感器、人机交互、脑机接口等领域的科技情报研究，先后承担多项生物电磁技术领域重大项目研究。董诗潮，男，汉族，毕业于北京航空航天大学，就职于北京航天情报与信息研究所，工程师，主要研究方向为外军技术发展与应用，研究范围包括外军生物制造、生物电子与计算、脑科学、生物能源、人体增强等领域技术发展及应用情况，先后承担多项军用生物技术领域情报研究课题。寇新宇，男，汉族，毕业于北京理工大学，就职于北京航天情报与信息研究所，工程师，主要研究方向为军用生物技术应用，长期跟踪DARPA生物技术典型项目，特别是生物传感、生物电池领域的科技情报。井京，女，汉族，博士研究生，毕业于北京航空航天大学，就职于北京航天情报与信息研究所，工程师，从事情报研究工作，主要研究方向为人机界面等前沿技术，长期跟踪脑机接口等领域科技情报。 李亚莲，女，汉族，毕业于青岛海洋大学，就职于北京航天情报与信息研究所，工程师，主要研究方向为人工智能，长期跟踪军用生物技术，特别是生物仿生、生物能源的科技情报。陈悦，女，汉族，毕业于天津大学，就职于北京航天情报与信息研究所，工程师，从事情报研究工作，长期跟踪生物能源、仿生技术领域的科技情报，先后承担多项相关领域情报研究课题。

第1章军用生物技术概述1

1.1认识军用生物技术1

1.1.1概念1

1.1.2研究领域1

1.2军用生物技术的发展背景和需求2

1.2.1发展背景2

1.2.2发展需求2

1.3军用生物技术的分类3

1.3.1生物制造技术3

1.3.2生物电子技术4

1.3.3脑科学技术5

1.3.4生物能源技术5

1.3.5仿生技术6

1.3.6人体增强技术6
第2章军用生物关键技术7

2.1生物制造技术7

2.1.1仿生制造7

2.1.2生物成型制造10

2.2生物电子技术12

2.2.1生物传感12

2.2.2生物电子元器件13

2.2.3生物计算14

2.3脑科学技术15

2.3.1脑认知神经16

2.3.2脑疾病机理与防治17

2.3.3类脑模型与信息处理18

2.3.4类脑与脑控18

2.4生物能源技术19

2.4.1生物燃料20

2.4.2生物燃料电池20

2.5仿生技术21

2.5.1仿生材料21

2.5.2仿生机械22

2.6人体增强技术22

2.6.1可穿戴技术23

2.6.2机械外骨骼23
第3章国外军用生物技术发展举措26

3.1美国军用生物技术发展举措27

3.1.1调整组织体系，提升发展战略高度27

3.1.2重视顶层设计，出台系列战略规划29

3.1.3增加经费投入，保障研究顺利开展31

3.1.4坚持系统部署，推进重点研究方向31

3.1.5铺陈重大计划，全面开展课题研究33

3.2俄罗斯军用生物技术发展举措43

3.2.1成立专门机构推进生物技术创新43

3.2.2建立健全生物安全政策法规47

3.2.3全面推动生物技术发展战略49

3.3欧洲国家军用生物发展举措51

3.3.1英国52

3.3.2法国53

3.3.3德国54

3.3.4瑞士55

3.3.5奥地利55

3.4日本军用生物技术发展举措56

3.4.1注重顶层设计，优化生物技术发展战略56

3.4.2加强“官产学”结合，促进科技与产业共同发展57

3.4.3注重统筹协调，加强国际合作58

3.4.4改革成果转化体制，鼓励创办创新企业58

3.4.5改革金融市场，促进生物企业上市融资58

3.4.6修订和完善法律法规，为企业发展提供更多机会59

3.4.7推行“技术预见”，确定重点研究领域59

3.4.8加大生物技术产业研发投入60

3.4.9调整产业结构，适应生物技术发展61
第4章国外军用生物技术发展现状62

4.1生物制造技术62

4.1.1发展现状62

4.1.2最新动向65

4.2生物电子技术67

4.2.1发展现状67

4.2.2最新动向69

4.3脑科学技术73

4.3.1发展现状73

4.3.2最新动向77

4.4生物能源技术79

4.4.1发展现状79

4.4.2最新动向81

4.5仿生技术84

4.5.1发展现状84

4.5.2最新动向84

4.6人体增强技术88

4.6.1发展现状88

4.6.2最新动向90
第5章军用生物技术典型应用93

5.1用于战场侦察和环境监视，推动战场态势感知能力提升94

5.2用于机载芯片和复杂电路，助力武器装备小型化和智能化99

5.3用于复杂系统建模仿真计算，催生新一代武器装备105

5.4用于动力电源和移动电站，提升部队后勤保障能力112

5.5用于可穿戴设备和组织修复，提高战场救护能力118
第6章军用生物技术未来发展趋势127

6.1操控有机体和微生态系统，建立对生物有机体运作机理的精准认知和转化

应用127

6.2利用千变万化的生物特性，通过仿生实现军事科技创新128

6.3生物信息和生物计算将贯穿未来军用生物技术创新全链条128

6.4进一步探索生命起源和意识起源两大科学难题128

军用生物技术是将现代生物技术与物理、化学、材料、信息等诸多学科交叉融合的一门综合性前沿技术，因其在军事领域诱人的应用前景，已成为世界军事强国重点投资的国防关键技术，并不断催生新的作战样式和作战理念，将对未来军事能力变革产生重要影响。本书围绕生物制造、生物电子、脑科学、生物能源、仿生、人体增强等六大技术领域，对国外军用生物技术发展及应用情况进行了综述，总结了国外军用生物技术的发展举措，分析了军用生物技术未来发展趋势。

刘杰，男，汉族，毕业于北京航空航天大学，就职于北京航天情报与信息研究所，工程师，主要研究方向为前沿技术，长期跟踪军用生物技术，特别是脑科学、生物电子领域的科技情报，先后承担多项军用生物技术领域情报研究课题。贾相晨，男，汉族，毕业于中国科学院大学生物电工专业，就职于北京航天情报与信息研究所，工程师，主要研究方向为前沿技术，长期从事生物电磁、生物传感器、人机交互、脑机接口等领域的科技情报研究，先后承担多项生物电磁技术领域重大项目研究。董诗潮，男，汉族，毕业于北京航空航天大学，就职于北京航天情报与信息研究所，工程师，主要研究方向为外军技术发展与应用，研究范围包括外军生物制造、生物电子与计算、脑科学、生物能源、人体增强等领域技术发展及应用情况，先后承担多项军用生物技术领域情报研究课题。寇新宇，男，汉族，毕业于北京理工大学，就职于北京航天情报与信息研究所，工程师，主要研究方向为军用生物技术应用，长期跟踪DARPA生物技术典型项目，特别是生物传感、生物电池领域的科技情报。井京，女，汉族，博士研究生，毕业于北京航空航天大学，就职于北京航天情报与信息研究所，工程师，从事情报研究工作，主要研究方向为人机界面等前沿技术，长期跟踪脑机接口等领域科技情报。 李亚莲，女，汉族，毕业于青岛海洋大学，就职于北京航天情报与信息研究所，工程师，主要研究方向为人工智能，长期跟踪军用生物技术，特别是生物仿生、生物能源的科技情报。陈悦，女，汉族，毕业于天津大学，就职于北京航天情报与信息研究所，工程师，从事情报研究工作，长期跟踪生物能源、仿生技术领域的科技情报，先后承担多项相关领域情报研究课题。