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【訓練】增強現實技術(AR)在部隊訓練中的運用與局限

2020-03-03 15:23:34

來源:外軍分隊作戰訓練研究

增強現實技術在部隊訓練中的運用與局限

序言
截至目前,增強現實技術僅適用于觀察員訓練,包括前方觀察員、聯合火力觀察員、聯合終端攻擊控制員、戰術空中控制員等。

01 增強現實技術

增強現實(Augmented Reality,簡稱AR),增強現實技術也被稱為擴增現實,AR增強現實技術是促使真實世界信息和虛擬世界信息內容之間綜合在一起的較新的技術內容,其將原本在現實世界的空間范圍中比較難以進行體驗的實體信息在電腦等科學技術的基礎上,實施模擬仿真處理,疊加將虛擬信息內容在真實世界中加以有效應用,并且在這一過程中能夠被人類感官所感知,從而實現超越現實的感官體驗。真實環境和虛擬物體之間重疊之后,能夠在同一個畫面以及空間中同時存在。

增強現實技術不僅能夠有效體現出真實世界的內容,也能夠促使虛擬的信息內容顯示出來,這些細膩內容相互補充和疊加。在視覺化的增強現實中,用戶需要在頭盔顯示器的基礎上,促使真實世界能夠和電腦圖形之間重合在一起,在重合之后可以充分看到真實的世界圍繞著它。增強現實技術中主要有多媒體和三維建模以及場景融合等新的技術和手段,增強現實所提供的信息內容和人類能夠感知的信息內容之間存在著明顯不同。

02 增強沉浸式班組訓練系統(AITT)

敵情過于簡單,訓練效果必然打折扣。因此,實兵訓練的最大難題就是如何保證訓練環境的真實性和訓練條件設置的復雜性。例如,戰術空中控制組訓練時,由于目標、炮目線和地表危險區域都是固定的,使得整個訓練非常容易變得呆板,訓練效果大打折扣。

要提高實兵訓練環境真實性,離不開仿真手段。設置的坦克、靶標等各種“敵人”如果沒有反擊,那他們就不叫敵人。朝靶標打實彈,不代表靶標就是真敵情。訓練中,由于資源限制,可以允許訓練環境有缺陷,但要想方設法讓設置的敵人活起來,那么現在看來,增強現實技術可能是解決這一問題的有效手段。

在增強現實技術研究上,美軍海軍研究辦公室已經進行了十多年研究,先后投入幾千萬研發出“增強沉浸式班組訓練系統”,用于實兵對抗訓練、呼喚火力訓練和近距離空中支援訓練。該系統還可與實兵交戰系統結合使用,讓虛擬的飛機、車輛、士兵和火力效果準確投影到真實地形上。

該系統可以在整個訓練場任意地點仿真敵人目標和效果,控制的飛機可以從多個角度和方向進入“戰場”,而不是事先指定的進入點。當你從觀察哨看向戰場時,敵人車輛影像投影到你佩戴的眼鏡上,并出現在前方山谷。當你轉動頭部,敵人車輛影像也隨之調整,看上去與地形完美匹配。而后你用九段格式簡令呼喚火力,你抬頭望向天空,天空中出現飛機影像,飛機飛行方向和角度完全符合真實情況。同樣,你也能觀察到炮兵發射煙霧彈標記敵人坦克。當你把頭貼近與訓練系統無線鏈接的觀瞄儀時,里面也同步顯示了虛擬的敵軍坦克影像,同時,你觀察到飛機投放的激光制導炸彈沒有命中目標,偏移300米。而后,你立即把該情況反饋給任務飛機,并通過觀瞄儀繼續觀察,引導飛機補充發射的炸彈準確命中目標。目前,美軍已經在訓練中使用類似系統,用于訓練各軍種觀察員。


 

通過增強現實技術在訓練場上虛擬4輛敵軍坦克

03 增強現實技術的訓練效益

增強現實技術用于訓練,能顯著提升訓練效益。以美軍增強沉浸式班組訓練系統(AITT)用于“聯合終端攻擊控制員”訓練為例,海軍陸戰隊《戰術空中控制組訓練與戰備手冊》指出,一名“聯合終端攻擊控制員”訓練周期6個月,其中2個月可能進行模擬訓練,需要完成6次控制訓練,只有個別控制訓練可以在模擬系統中完成。一個合成營通常需要10名官兵通過“聯合終端攻擊控制員”資格認證,至少需要進行40次控制訓練。訓練中,遠征作戰訓練組在站訓練時間內,每半小時要完成2次9段格式簡令。就飛行員而言,25分鐘接收到簡令和檢查,15分鐘在站時間,25分鐘時間返航,每小時飛行最低消耗11134美元。這還是最簡化的費用計算,還不包括類似外掛油箱或者空中加油等額外開銷。此外,保障炮兵連還需要10臺悍馬和18臺中型戰術卡車,100名陸戰隊員。最后,一枚聯合直接攻擊炸彈造價25000美元,其它各種消耗也應計入訓練開支。實際上,實兵實彈訓練消耗巨大,各個軍種情況都一樣。

增強沉浸式班組訓練系統(AITT)訓練運用效果

  • 關鍵詞:
  • 部隊訓練
  • 外軍分隊作戰訓練研究
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