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结合VR和AR的训练系统能够拯救士兵的生命吗

五角大楼的近战杀伤力特遣部队(Close Combat Lethality Task Force)正在寻求新一代的训练方式，比如结合VR和AR的训练系统。

外媒记者询问一位久经沙场的士官，在国防部的近战杀伤力特遣部队所关注的所有技术和策略中，在你个人看来，哪个最具有拯救生命的潜力?他的回答不是更强大的武器，也不是更先进的无人机，Jason Wilson毫不犹豫地说：“ 合成训练环境(Synthetic Training Environment)。”

这是一个全新的结合了虚拟现实和真实世界数据的系统，它能够革新陈旧的军队训练方式，Wilson将其称之为“敌人视线范围内的极端暴力”。

数十年来，美军为战斗机飞行员训练投入了大量的模拟器，以使他们在真正进行战斗之前能够一遍又一遍地进行虚拟对战，出现各种错误并且被“击落”，以保证他们不会在真实战斗中出现致命失误。在实际的战斗中，飞行员们需要通过复杂的抬头显示器(Heads-Up Display，简称HUD)来观看，抬头显示器会将数据直接投射到飞行员的视野，并且高亮显示威胁和目标。现在，计算机技术已经足够发达，曾经作为步兵的国防部长对将类似的技术应用到步兵部队相当有兴趣。正如国防部长Jim Mattis所说，这样步兵们也能够在真正上战场之前先“进行25场血腥的战斗”。

对于一位内阁大臣来说，要创建一支特遣部队并不难，而对于Wilson这样服役长达23年的老步兵来说，能够意识到新技术是真正有价值的，则是非常不一样的一件事。

“合成训练环境”意在开发一个用于步兵的抬头显示器，美国陆军希望能够在明年推出，该系统能够“革新士兵们观察、处理和理解战场空间的方式”，Wilson对记者表示，“并且能够给士兵们提供空前的战场感知优势。”但是最直接的回报是，在战争开始之前，“为我们的士兵提供逼真的训练。”

该系统有些类似军用版的Google Glass或Pokémon Go，通过将虚拟的数据叠加在真实世界的视图上，这种增强现实技术能够帮助军队进行跨区域甚至是跨国界的导航，并且提示友军或敌军的位置。在训练过程中，你可以将虚拟的敌人和障碍物叠加在真实世界里，让士兵们在基地里进行训练，就像步兵们经常做的那样，跳跃、跑动，进行战斗，同时能够模拟出士兵们在真实任务中将会遇到的各种情况。

但是，这会比将更多的军队送到美国陆军现有的战斗训练中心，或者海军陆战队的空地作战训练中心更有效吗?毕竟这些训练基地都因为其严格的训练、真实的设施和专业的假想敌部队(OPFOR)而闻名。“位于艾文堡的波尔克堡军事基地每年只能训练固定数量的士兵，”Wilson回答道，他本人曾经在波尔克堡军事基地的联合战备训练中心(Joint Readiness Training Center)服役。通过对训练任务的重复，你能更好地应对战斗任务。“但这些重复的过程不得不在各自的基地中进行，毕竟波尔克堡军事基地的容量有限。”他说道。而在这些训练的过程中，虚拟训练的价值是无法衡量的。

“虽然，无论你能够在合成训练环境中进行多少这样的训练，都无法替代士兵们真正拿着武器，在泥土中前行和战斗，”Wilson说。“但是，在他们离开这个训练环境，并且在真实场景中进行训练之前，他们确实能够在虚拟训练中进行逼真的预演。”

Wilson明确表示，让单个士兵进行训练，就像是第一人称射击游戏的体验，与和紧密团结的团队一起训练是不一样的。“一个士兵可以佩戴这些设备，并且使自己沉浸在这个环境中，一个小队也能够佩戴这些设备，并且能够共同进行训练，”他说道。“合成训练环境能够供一个排进行训练，能够供一个连队进行训练，甚至还能供旅级作战部队(Brigade Combat Team，简称BCT)进行训练。这是我们目前正在关注的，同时也是我们正在进行评估的训练方式。”

现在，一个旅会有几千名士兵，所以为他们全部配备增强现实眼镜，并且进行互动，或许已经超出的目前的技术水平(比如无线传输的带宽需求将会是超乎想象的)。但是像魔兽世界和其他的MMO游戏却能够在一个简单的、纯虚拟的环境中管理更多的成员。如何满足军队训练的多种需求，还需要进一步研究。Wilson还表示，“合成训练环境”还可以模仿旅级部队的某个要素，来单独进行增强现实训练，比如针对其中的火力支援部队进行训练。

根据美国陆军采办保障中心网站的介绍，“合成训练环境”被设计来为军队训练提供一种认知的、集体的、多层级的训练和任务预演能力。它将虚拟的、建设性的和游戏性的训练环境整合成一个单独的合成训练环境，它将会为现役军人、预备役部队甚至是平民，以及战地指挥所提供训练服务。

最初发布于2018年10月31日

原文链接：https://breakingdefense.com/2018/09/virtual-training-will-save-real-army-lives-close-combat-task-force/

军事训练领域寻求一场变革 VR等技术显然还面临挑战

要让军队跟上新科技发展的步伐，一直都是充满挑战且价格昂贵的过程。当然，各国军事部门在寻求改变。根据研究机构的预测，到2022年，会有多达110亿美元的资金投入到虚拟现实、增强现实和混合现实培训系统中，而这些新技术正在成为军事培训领域创新的一个主要关注点。

在全球范围内，VR行业的规模一直在快速增长。预计到2021年，全球的VR市场规模将会达到750亿美元。单单是设备方面，到2021年，中国市场对VR设备的需求可能会超过8500万台，超过美国的6800万台的市场规模。随着消费者们驱动新的创意，并且在这一领域持续投入，像是英国、韩国和澳大利亚这样的国家，也开发了一些平台，来将VR战略融入到政府事务中，比如在军事领域。

在此之前，美国国防部一直依赖着现场式的培训，在一个所谓的“合成环境”中模拟真实的战场环境，用电脑控制的模拟器或者化身进行互动。单单是这个合成的数字培训系统，每年就要花费140亿美元。但是随着技术的进步，用于步兵的培训方式也在发生变化。

由于现在有了可以在移动设备上工作，并且还可以配合VR头显的培训课程和模拟器，以及基于云端的共享内容，士兵们现在可以在世界上的任何地方进行培训。这些模拟器可以模拟新的武器，新的军事策略，甚至可以让士兵们练习从飞机上进行高风险的高空跳伞。此外，老兵们还能够沉浸在治疗环境中，帮助他们处理战后的焦虑，或者创伤后应激障碍等心理创伤。

“美国国防部正在研发沉浸式技术，”三星的联邦政府销售事务副总裁Chris Balcik说道。这家电子技术公司也开发用于军事用途的技术和设备。“我们认为，虚拟现实、增强现实和混合现实在军事领域有着广阔的用武之地，目前已经用作一种补充手段，出现在了在军事训练中。”

毫无疑问，新技术是一场全球性的军事竞赛。根据2017年的一份关于人工智能在军事领域应用的报告，如果美国想要跟上其竞争对手，比如中国和俄罗斯，那么美国需要快速推进技术方面的创新。

“美国军队要么引领这场革命，要么屈服于已经落后的现状，” 位于弗吉尼亚州的数据科学和分析机构Govini在报告中说道。

该报告指出，美国是否能够成功地变身为军事新技术领域的领导者，将取决于美国国防部认识到AI和其他自动化系统的潜力的速度，以及需要多长时间才能全力投入这些相关的技术，比如VR/AR、人工神经网络、计算机视觉、自然语言处理、大数据、机器学习、无人系统和机器人，并且为这些技术在战场上找到对应的应用场景。

根据来自IDC的数据，美国仍然是在AI领域投入最高的国家，在2017年这一数字达到了差不多100亿美元的水平。报告人为，中国正在不断地投入这一领域，并且从军事领域的创新中获益。并且一个有趣的现象是，当美国政府还在犹豫时，中国已经开始向美国的创业团队投入资金了。

专家表示，虽然美国已经在将人工智能引入到国防战略中做了一些工作，但美国国防部并没有引领虚拟现实/增强现实/混合现实等技术在军事领域的发展。

“对于虚拟现实来说，基于消费者的业务是其发展的动力，”Booz Allen Hamilton的执行副总裁Young Bang说道，这是一家位于弗吉尼亚的管理和信息技术咨询机构。根据IDC提供的数据，2018年美国在VR领域的投入将会达到64亿美元，作为对比，亚太地区，包括日本在内，将会投入51亿美元，而欧洲、中东和非洲一共会有30亿美元。

虽然政府部门在虚拟现实领域的投入正在逐渐增加，专家表示在军队大规模采用VR之前，仍然有几个挑战需要克服。其中一个障碍是需要确保VR设备足够安全，以保证军事训练内容受到全程保护。政府和技术提供商一直在研究，需要具备多高的安全程度才能将其用在军事部门中。这就拖慢了VR等技术在军事培训领域的应用进度。

“比如你使用自己的声音来进行认证，并且已经输入了自己的PIN码，使用了你的生物识别手段如虹膜识别等等，这样你就使用了三四种认证手段，但这样足够了吗?”Balcik说道。

另一项挑战则是目前的VR设备存在的问题，比如会引发晕动症，会让用户感觉恶心等等。

“由于屏幕刷新率、分辨率等方面的问题，这些设备还有很大的优化空间，”Bang说道。“并且无线设备的电池寿命也是一个限制因素，不过很快就会被克服。”在刷新率方面，会随着新的图形处理芯片的推出得到改善，Bang说道。

开发可用的内容也是一个问题。目前已经可以采用的VR培训内容包括一些简单的任务，比如学习如何穿戴装备。而更复杂的用来模拟军事任务的VR内容开发起来就更难了，尤其是当这内容需要体现多人协同作战，或者模拟复杂的城镇作战环境时。

“现在每个人都在进入这一领域，无论是学术界、终端用户，还是军事部门，”Balcik说道。“这需要很多领域共同发力来驱动内容的进步。”

最初发布于2018年3月28日

原文链接：https://www.usnews.com/news/best-countries/articles/2018-03-20/the-us-military-wants-to-lead-the-innovation-game-in-vr

战争游戏：美国陆军欲用VR/AR替换训练模拟器

在经历了数年对新技术的测试之后，现在，美国陆军正在加速替换上世纪80年代和90年代沿用至今的训练模拟器，这些古老和笨拙的设备，将被虚拟现实、大规模多人在线网络和其他创新手段所替代，而这些手段都是直接从商业化的游戏行业企业中获得的。

近日，七家承包商向美国陆军的专家们展示了全新的飞机和地面车辆模拟器。二星少将Maria Gervais告诉记者，在今年7月或8月，会策划一次有作战部队参与的场地测试。到2019财年或2020财年的早些时候，她说，美国陆军将会完成足够的测试，来决定是否大量采购新的模拟器。

这对于任何的政府IT采购来说都是相当激进的一步，以美国陆军为例，大量替换训练模拟器是颇具争议的面向政府的服务项目。但这并不是全部，Synthetic Training Environment的首个阶段将会替换现有的车辆模拟器。第二个阶段将会在仅仅两年时间内开发出美国陆军之前从未接触过的东西：一个为步兵设计的“沉浸式”的虚拟训练环境。

与随车作战人员不同的是，步兵们不能通过坐在一个盒子里，并且与面前的屏幕互动来进行训练。近战需要极为真实的训练环境。步兵们需要匍匐、奔跑、攀爬、卧倒以及寻找掩护，与真实世界和同伴互动。所以这里不会用虚拟现实，步兵班的教练会使用增强现实：一些类似Google Glass的抬头显示器，可以让士兵既能看到周围的环境，同时还能看到叠加的数字信息，如障碍物、平民，甚至还会有在真实地形上出现的敌人。(一位国防部门的官员将其比作军队版的《Pokémon Go》)。

用这种方式将虚拟世界和真实世界联系在一起，可以让步兵在多样化的场景中进行训练，这是纯真实的训练场景无法比拟的。“如果你在班宁堡有一个城镇作战训练基地，在这次进去时，就好像在阿富汗一样，”Gervais说。“而下次进去时，你就像在伊拉克一样。”

跨学科+跨部门协同

在去年10月，美国陆军的参谋长Mark Milley将军组建了8个跨部门小组，以求打破被长时间搁置的现代化进程。它将长期以来积累的专业知识进行了整合。与此并行的是，在今年2月，美国国防部长Jim Mattis启动了一个Close Combat Lethality Task Force项目，来改善整个美军的步兵的现状，其中尤其关注培训所使用的模拟器。

在Gervais少将管理着美国陆军的Synthetic Training Environment跨部门小组的同时，她还在密切关注着Soldier Lethality跨部门小组、美国国防部长的Close Combat特遣部队、海军陆战队和特种作战指挥部。她还负责每一辆坦克、每一架飞机和其他七个跨部门小组所使用的训练模拟器。她通过每周的视频电话会议密切关注着这些项目。

Gervais的团队也逐渐增加了一些美国陆军特种部队和海军陆战队的老兵，同时还有常规部队的陆军步兵、收购方面的专家、软件工程师、美国军方智库的代表和一些律师。他们有着跨越多个组织和区域的多样化的专业知识，在一起合作，花费数月甚至数年的时间进行交流探讨。

“我的团队中有了这些人，”Gervais说道。“就有了跨部门和跨学科的讨论，并且能够解决一些实际问题。”

混乱的模拟器采用情况

Gervais少将和她的团队有一个艰巨的问题需要解决，那就是，美国陆军目前的模拟器采用情况相当混乱。在上世纪80年代的“培训大革命”期间，美国陆军满腔热情地采用了当时最先进的技术，直到现在，很多那时的模拟器仍然在使用中，目前已经使用了超过30年的时间，已经经过了20个摩尔定律周期。

这些模拟器的尺寸和复杂性令人震惊，当洛克希德·马丁在近日宣布他们获得了一个长达七年的，总价值35.3亿美元的合同，来更新美国陆军现役的培训设备时，洛克希德·马丁的负责人Amy Gowder估计，他们将会负责100种不同的主要培训系统，每个培训系统都有其独特的，且互相不兼容的软件和备件。从完整的模拟器到射击场的保护装置，共有超过30万个独立的库存项目，共约2100万个零件。

为什么会有这么多?在大多数情况下，每个美国陆军的采购项目，比如每辆汽车、每架飞机和每件武器，都会开发其对应的模拟器，来训练士兵们使用其产品，但不会太多地考虑模拟器间的互动性。而在实际的战场上，坦克的乘员或飞行员如果还是这样操作，那可能就是去送死了。逼真的训练不仅需要与其他车辆的协同，并且其他的车辆也不一定是同样型号的，而是会有多种型号。

目前的模拟器并不是为此而设计的。让这些模拟器协同工作需要繁琐的调试过程，比如故意调慢飞行模拟器，使其能够与坦克模拟器和步兵战车模拟器协同。战场上的一些因素是根本无法模拟的，比如，美国陆军所使用的指挥和控制软件都是用来指挥真正的战斗，通常在模拟器的虚拟世界中是无法运行的。

多种模拟器如何协同?

接下来是不同的地形带来的噩梦。由于来自俄罗斯空军的日益增长的威胁，美国陆军正在尝试训练其直升机部队和防空部队协同作战，但二者所使用的模拟器并不能整合到一起。比如在直升机飞行员的屏幕上，飞行员们正在进行超低空飞行，并且在山后进行隐蔽，这是标准的战术之一。而在防空部队的屏幕上，这些山并不存在，其中的直升机也是极易被击中的目标。

如上文所说，“目前共有57种地形，我们一直在尝试在其中训练，”Gervais说。最新展示的新的模拟器将会使用单一的通用标准，名为One World Terrain。“通过使用One World Terrain标准，我们相信我们能很快将其减少至28种地形。”那么需要多长时间来减少地形的数量呢?“给我大概一年半的时间，”她说道。

当然，并不仅仅是虚拟的地形需要改进，整个全新的虚拟世界中还需要有人参与。当使用目前大多数模拟器进行训练时，“其中不会有狗，也不会有马车，也不会有人，这是一个非常枯燥乏味的环境，”Gervais说道。“这并不是战场，比如阿富汗，实际上的样子。实际上，阿富汗是非常拥堵的，甚至在路上你会遇到很多四处跑的驴。”

随着美国陆军越来越多地聚焦于城镇作战，模拟训练这个问题变得越来越复杂。“比如一个大城市，我们能够创作出其中的建筑物，但我们必须要进入到建筑物里面，或者要到建筑物下面去执行任务，并且我们需要的是一个鲜活的城市，”她说道，其中充满生活在这里的市民和来往的车辆。“我们正在基于这种生活节奏进行开发，并且我们已经开始取得成果了。”

那么，这会花费多少钱呢?“由于我们刚刚开始，我们目前还没有一个准确的预估，但是，我认为这不会达到十亿美元级别，”Gervais说道。“由于我们正在和商业化的VR和游戏行业一起进行开发，所需的费用会有所下降。”

“在接下来的一到两年间，我们会有一个更好的费用预估，”她说道，“需要在我做完这些技术演示和实验之后。”

最初发布于2018年3月23日

原文链接：https://breakingdefense.com/2018/03/war-games-army-replacing-1980s-simulators-with-gaming-tech/