借助VR和AR技术应用 美军培训出一名指挥官仅需5个月

美军组织实施的军官虚拟现实教程,专门用来训练作战指挥人沉浸式技术,该技术正是VR、AR技术发展的最新成果。借助头显设备,美军仅需5个月的沉浸式训练,就能初步培训出具有战术专家素质的指挥官。

  未来,信息化战场对参战官兵的作战能力提出了新的更高要求,单纯依靠现有的训练方式显然难以满足需求。近年来,虚拟现实(Virtual Reality,简称VR)和增强现实(Augmented Reality,简称AR)技术的快速发展,能将计算机生成的虚拟图像实时、动态地融合到人体所能感知到的真实环境中。此类技术一旦应用于军事训练,势必打造出一个能让士兵身临其境的虚拟战场空间。



微软AR智能眼镜发布会


  前不久,美国陆军与微软公司签订了一个总价值4.8亿美元合同,旨在采购10万套AR智能眼镜,用来为美军下一步开展沉浸式军事训练提供支持。与此同时,美国陆军实验室也联合多家创新技术研究所,着力研究沉浸式技术对军事训练和战场作战的应用价值。

  沉浸式军事训练系统能为参训者提供一个逼真的战场虚拟环境,士兵可完全沉浸其中开展训练,从而最大限度贴近实战,在提升训练效益的同时,还能减少训练伤并节省训练费用。



佩戴改良版智能VR眼镜的美国大兵


  军事情报训练

  沉浸式技术,便正是VR/AR技术发展的最新成果。借助头盔式或盔甲式显示设备,沉浸式技术能将用户的视觉和听觉封闭起来,产生虚拟的视听效果。同时,沉浸式技术借助数据手套为用户提供虚拟的触觉感官,通过语音识别器为用户提供一个可以替代真实环境的理想模型。

  目前,美军正在研发的“士兵构建情报系统”训练保障项目,就是想通过提供设备、模拟器与仿真建模等服务,更好地辅助开展军事情报训练。

  以沉浸式数字单兵虚拟体验系统为例,它能为士兵提供包含山地、丛林、沙漠等场景在内的沉浸式虚拟战场环境,参加训练的士兵只需携带各种传感器设备,选择不同的战场环境和任务方案,就能在系统中体验到实战训练的效果。在这样的沉浸式训练系统中,导调人员同样可临机设置不同的战场环境和突发情况,训练结束后回放观察训练过程,从而推动军事训练向实战化和信息化靠拢。



在美军佩戴的某AR智能眼镜正面,贴有类型银色弹球一半的红外热成像传感器,可提供夜视功能。图中即为从士兵主观视角看到的图像数据。


  陆军步兵训练

  沉浸式军事训练在提升训练效果的同时,还能有效避免训练伤亡,同时节省训练费用。专家预测,伴随着沉浸式技术快速发展,未来5到10年,沉浸式军事训练比重将大幅增加。近年来,美国已先后研发出数款沉浸式军事训练仿真系统,助推了美军军事训练的高效实施。

  例如,美国耗费巨资开发的“陆军步兵训练系统”,是近年来首个投入使用的沉浸式训练系统。该系统允许9名士兵同时参与训练,包括可穿戴计算机、人体传感器、具备光学瞄准镜的仿真武器等,能提供山地、丛林和沙漠等战场环境,如同在真实训练场上一般使用各类枪支弹药;同时,美军组织实施的“军官虚拟现实教程”则专门用来训练作战指挥人员,仅需5个月的沉浸式训练,就能初步培训出具有战术专家素质的指挥官。



一个性能示例报告,显示士兵在训练后将通过智能眼镜可以看到什么


  武器装备维修和战地医疗救护

  此外,沉浸式技术同样可应用于武器装备维修和战地医疗救护。维修人员能借助沉浸式虚拟现实系统提升装备维修的熟练程度,美国洛马公司目前就通过使用智能眼镜加速F-22和F-35战机维修速度。维修人员能通过眼镜看到投影于战斗机上的零件编号,从而减少维修错误。

  当然,沉浸式军事训练系统也并非完美无缺,目前仍有许多亟待解决的技术问题,比如最典型的模拟器眩晕症,同时,除当下可实现的物理地形等战场环境的建模仿真外,人文地形的建模仿真同样是未来军事训练虚拟仿真的重点领域。只是由于技术原因,目前尚未达到可以应用的程度。

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