沉浸式技术 让未来战场扑面而来
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。日前,美国陆军与微软公司签订总价值4.8亿美元合同,旨在采购10万套增强现实眼镜,用来为美军下一步开展沉浸式军事训练提供支持。
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。目前,世界各军事大国都已认识到沉浸式技术在军事领域的巨大潜力,通过完善虚拟训练系统不断提升作战能力。
虚拟战场触手可及
近年来,伴随着云计算、大数据、人工智能等技术的快速发展,军事仿真也逐渐驶入发展“快车道”,在装备建设、军事演习、作战训练与后勤保障等领域相继取得重要进展。尤其是近年来虚拟现实和增强现实技术的快速发展,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。这样的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。
沉浸式技术正是虚拟现实和增强现实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。美军目前正在研发的“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。
与传统的静态沙盘和作战地图相比,沉浸式军事训练系统不受场地限制,能在参战官兵眼前呈现出包含网络、电磁等跨空间的立体动态场景,从而提供一种身临其境的“现场感”。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,导调人员同样可以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。
军事训练安全高效
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。
构建虚拟战场环境。通过对具体战场环境、战术背景和敌方兵力进行模拟仿真,沉浸式军事训练能为参训人员提供更为逼真的战场感受,军事背景、战地场景、武器装备和参战人员等全部包含其中,演习将越来越接近实战。美国海军专门开发出一款“虚拟舰艇作战指挥中心”,能逼真模拟舰艇作战指挥环境,提供生动的视觉、听觉和触觉效果。加拿大军队也通过沉浸式技术组织过模拟训练演习。
锤炼单兵技战素养。对于在2002年就推出过单兵训练游戏的美军而言,沉浸式军事训练系统并非新鲜事物。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。
实施联合作战训练。借助沉浸式军事训练系统,还可实现不同地域和环境下各兵种的联合作战训练。美国陆军的“近战战术训练系统”就采用了分布式交互仿真技术,建立起一个复杂的虚拟作战环境。作为沉浸式协作分析研究的一部分,美国陆军实验室推出的“混合现实战术分析工具包”。
战场应用潜力巨大
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。同时,现有的沉浸式军事训练系统大多关注对物理地形等战场环境的建模仿真,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。
事实上,开展沉浸式军事训练并非要取代真实训练,而是尽可能利用技术发展,提高训练效费比,进而实现战斗力的整体提升。未来信息化战争是陆、海、空、天、电、网多维空间同时展开的一体化战争,战役结构复杂、武器装备多样,对参战人员素质及其战法都提出了更高要求。借助沉浸式军事训练构建出虚拟战场,有利于让指挥员对未来战争提前具有感性认知,在战争开始之前做到“胸有成竹”。
沉浸式军事训练系统的使用,不仅能提高军事训练效益,还有可能启发新的作战思维。目前,美国陆军已计划通过沉浸式军事训练打造一个拥有“虚拟战场”的国家仿真中心。英国、法国、德国等多个国家开始使用“虚拟战场”软件,并通过软件迭代更新加速训法战法升级。英国和阿联酋等国还积极借助沉浸式技术服务征兵工作,为想参军入伍的年轻人提供虚拟战场体验。
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。 (文/张瑷敏张玉民)
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