沉浸式技術(shù)——

　　讓未來(lái)戰(zhàn)場(chǎng)撲面而來(lái)

　　未來(lái)信息化戰(zhàn)場(chǎng)對(duì)參戰(zhàn)官兵的作戰(zhàn)能力提出了新的更高要求，單純依靠現(xiàn)有的訓(xùn)練方式顯然難以滿足需求。日前，美國(guó)陸軍與微軟公司簽訂總價(jià)值4.8億美元合同，旨在采購(gòu)10萬(wàn)套增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)眼鏡，用來(lái)為美軍下一步開(kāi)展沉浸式軍事訓(xùn)練提供支持。與此同時(shí)，美國(guó)陸軍實(shí)驗(yàn)室也聯(lián)合多家創(chuàng)新技術(shù)研究所，著力研究沉浸式技術(shù)對(duì)軍事訓(xùn)練和戰(zhàn)場(chǎng)作戰(zhàn)的應(yīng)用價(jià)值。

　　沉浸式軍事訓(xùn)練系統(tǒng)能為參訓(xùn)者提供一個(gè)逼真的戰(zhàn)場(chǎng)虛擬環(huán)境，士兵可完全沉浸其中開(kāi)展訓(xùn)練，從而最大限度貼近實(shí)戰(zhàn)，在提升訓(xùn)練效益的同時(shí)，還能減少訓(xùn)練傷并節(jié)省訓(xùn)練費(fèi)用。目前，世界各軍事大國(guó)都已認(rèn)識(shí)到沉浸式技術(shù)在軍事領(lǐng)域的巨大潛力，通過(guò)完善虛擬訓(xùn)練系統(tǒng)不斷提升作戰(zhàn)能力。

　　虛擬戰(zhàn)場(chǎng)觸手可及

　　近年來(lái)，伴隨著云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)的快速發(fā)展，軍事仿真也逐漸駛?cè)氚l(fā)展“快車道”，在裝備建設(shè)、軍事演習(xí)、作戰(zhàn)訓(xùn)練與后勤保障等領(lǐng)域相繼取得重要進(jìn)展。尤其是近年來(lái)虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的快速發(fā)展，能將計(jì)算機(jī)生成的虛擬圖像實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)地融合到人體所能感知到的真實(shí)環(huán)境中。這樣的技術(shù)一旦應(yīng)用于軍事訓(xùn)練，勢(shì)必打造出一個(gè)能讓士兵身臨其境的虛擬戰(zhàn)場(chǎng)空間。

　　沉浸式技術(shù)正是虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展的最新成果。借助頭盔式或盔甲式顯示設(shè)備，沉浸式技術(shù)能將用戶的視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)封閉起來(lái)，產(chǎn)生虛擬的視聽(tīng)效果。同時(shí)，沉浸式技術(shù)借助數(shù)據(jù)手套為用戶提供虛擬的觸覺(jué)感官，通過(guò)語(yǔ)音識(shí)別器為用戶提供一個(gè)可以替代真實(shí)環(huán)境的理想模型。美軍目前正在研發(fā)的“士兵構(gòu)建情報(bào)系統(tǒng)”訓(xùn)練保障項(xiàng)目，就是想通過(guò)提供設(shè)備、模擬器與仿真建模等服務(wù)，更好地輔助開(kāi)展軍事情報(bào)訓(xùn)練。

　　與傳統(tǒng)的靜態(tài)沙盤和作戰(zhàn)地圖相比，沉浸式軍事訓(xùn)練系統(tǒng)不受場(chǎng)地限制，能在參戰(zhàn)官兵眼前呈現(xiàn)出包含網(wǎng)絡(luò)、電磁等跨空間的立體動(dòng)態(tài)場(chǎng)景，從而提供一種身臨其境的“現(xiàn)場(chǎng)感”。以沉浸式數(shù)字單兵虛擬體驗(yàn)系統(tǒng)為例，它能為士兵提供包含山地、叢林、沙漠等場(chǎng)景在內(nèi)的沉浸式虛擬戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境，參加訓(xùn)練的士兵只需攜帶各種傳感設(shè)備，選擇不同的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境和任務(wù)方案，就能在系統(tǒng)中體驗(yàn)到實(shí)戰(zhàn)訓(xùn)練的效果。在這樣的沉浸式訓(xùn)練系統(tǒng)中，導(dǎo)調(diào)人員同樣可以臨機(jī)設(shè)置不同的戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境和突發(fā)情況，訓(xùn)練結(jié)束后回放觀察訓(xùn)練過(guò)程，從而推動(dòng)軍事訓(xùn)練向?qū)崙?zhàn)化和信息化靠攏。

　　軍事訓(xùn)練安全高效

　　沉浸式軍事訓(xùn)練在提升訓(xùn)練效果的同時(shí)，還能有效避免訓(xùn)練傷亡，同時(shí)節(jié)省訓(xùn)練費(fèi)用。專家預(yù)測(cè)，伴隨著沉浸式技術(shù)快速發(fā)展，未來(lái)5到10年，沉浸式軍事訓(xùn)練比重將大幅增加。近年來(lái)，美國(guó)已先后研發(fā)出數(shù)款沉浸式軍事訓(xùn)練仿真系統(tǒng)，助推了美軍軍事訓(xùn)練的高效實(shí)施。

　　構(gòu)建虛擬戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境。通過(guò)對(duì)具體戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境、戰(zhàn)術(shù)背景和敵方兵力進(jìn)行模擬仿真，沉浸式軍事訓(xùn)練能為參訓(xùn)人員提供更為逼真的戰(zhàn)場(chǎng)感受，軍事背景、戰(zhàn)地場(chǎng)景、武器裝備和參戰(zhàn)人員等全部包含其中，演習(xí)將越來(lái)越接近實(shí)戰(zhàn)。美國(guó)海軍專門開(kāi)發(fā)出一款“虛擬艦艇作戰(zhàn)指揮中心”，能逼真模擬艦艇作戰(zhàn)指揮環(huán)境，提供生動(dòng)的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)和觸覺(jué)效果。加拿大軍隊(duì)也通過(guò)沉浸式技術(shù)組織過(guò)模擬訓(xùn)練演習(xí)。2014年，美軍公開(kāi)展示了“增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)沙盤”系統(tǒng)，通過(guò)直觀反映戰(zhàn)場(chǎng)真實(shí)地形地貌，使作戰(zhàn)人員身臨其境了解戰(zhàn)場(chǎng)地形。

　　錘煉單兵技戰(zhàn)素養(yǎng)。對(duì)于在2002年就推出過(guò)單兵訓(xùn)練游戲的美軍而言，沉浸式軍事訓(xùn)練系統(tǒng)并非新鮮事物。美國(guó)耗費(fèi)巨資開(kāi)發(fā)的“陸軍步兵訓(xùn)練系統(tǒng)”，是近年來(lái)首個(gè)投入使用的沉浸式訓(xùn)練系統(tǒng)。該系統(tǒng)允許9名士兵同時(shí)參與訓(xùn)練，包括可穿戴計(jì)算機(jī)、人體傳感器、具備光學(xué)瞄準(zhǔn)鏡的仿真武器等，能提供山地、叢林和沙漠等戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境，如同在真實(shí)訓(xùn)練場(chǎng)上一般使用各類槍支彈藥。由于該系統(tǒng)能對(duì)作戰(zhàn)人員進(jìn)行同一作戰(zhàn)環(huán)境、同一作戰(zhàn)任務(wù)的反復(fù)演練，從而大幅提高了訓(xùn)練效果。美軍組織實(shí)施的“軍官虛擬現(xiàn)實(shí)教程”則專門用來(lái)訓(xùn)練作戰(zhàn)指揮人員，僅需5個(gè)月的沉浸式訓(xùn)練，就能初步培訓(xùn)出具有戰(zhàn)術(shù)專家素質(zhì)的指揮官。

　　實(shí)施聯(lián)合作戰(zhàn)訓(xùn)練。借助沉浸式軍事訓(xùn)練系統(tǒng)，還可實(shí)現(xiàn)不同地域和環(huán)境下各兵種的聯(lián)合作戰(zhàn)訓(xùn)練。美國(guó)陸軍的“近戰(zhàn)戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練系統(tǒng)”就采用了分布式交互仿真技術(shù)，建立起一個(gè)復(fù)雜的虛擬作戰(zhàn)環(huán)境。作為沉浸式協(xié)作分析研究的一部分，美國(guó)陸軍實(shí)驗(yàn)室推出的“混合現(xiàn)實(shí)戰(zhàn)術(shù)分析工具包”，能通過(guò)仿真戰(zhàn)術(shù)作戰(zhàn)中心，為各軍兵種指揮官和情報(bào)分析人員提供不受地理?xiàng)l件制約的溝通和協(xié)作環(huán)境，將加速實(shí)現(xiàn)聯(lián)合戰(zhàn)場(chǎng)關(guān)鍵信息的可視化仿真訓(xùn)練。

　　戰(zhàn)場(chǎng)應(yīng)用潛力巨大

　　當(dāng)然，沉浸式軍事訓(xùn)練系統(tǒng)也并非完美無(wú)缺，目前仍有許多亟待解決的技術(shù)問(wèn)題。譬如，使用沉浸式仿真環(huán)境的各類顯示器，不可避免地會(huì)產(chǎn)生模擬器眩暈癥，對(duì)實(shí)施駕駛、武器操作等訓(xùn)練會(huì)產(chǎn)生不利影響。同時(shí)，現(xiàn)有的沉浸式軍事訓(xùn)練系統(tǒng)大多關(guān)注對(duì)物理地形等戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境的建模仿真，人文地形的建模仿真同樣是未來(lái)軍事訓(xùn)練虛擬仿真的重點(diǎn)領(lǐng)域。只是由于技術(shù)原因，目前尚未達(dá)到可以應(yīng)用的程度。

　　事實(shí)上，開(kāi)展沉浸式軍事訓(xùn)練并非要取代真實(shí)訓(xùn)練，而是盡可能利用技術(shù)發(fā)展，提高訓(xùn)練效費(fèi)比，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)斗力的整體提升。未來(lái)信息化戰(zhàn)爭(zhēng)是陸、海、空、天、電、網(wǎng)多維空間同時(shí)展開(kāi)的一體化戰(zhàn)爭(zhēng)，戰(zhàn)役結(jié)構(gòu)復(fù)雜、武器裝備多樣，對(duì)參戰(zhàn)人員素質(zhì)及其戰(zhàn)法都提出了更高要求。借助沉浸式軍事訓(xùn)練構(gòu)建出虛擬戰(zhàn)場(chǎng)，有利于讓指揮員對(duì)未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)提前具有感性認(rèn)知，在戰(zhàn)爭(zhēng)開(kāi)始之前做到“胸有成竹”。

　　沉浸式軍事訓(xùn)練系統(tǒng)的使用，不僅能提高軍事訓(xùn)練效益，還有可能啟發(fā)新的作戰(zhàn)思維。目前，美國(guó)陸軍已計(jì)劃通過(guò)沉浸式軍事訓(xùn)練打造一個(gè)擁有“虛擬戰(zhàn)場(chǎng)”的國(guó)家仿真中心。英國(guó)、法國(guó)、德國(guó)等多個(gè)國(guó)家開(kāi)始使用“虛擬戰(zhàn)場(chǎng)”軟件，并通過(guò)軟件迭代更新加速訓(xùn)法戰(zhàn)法升級(jí)。英國(guó)和阿聯(lián)酋等國(guó)還積極借助沉浸式技術(shù)服務(wù)征兵工作，為想?yún)④娙胛榈哪贻p人提供虛擬戰(zhàn)場(chǎng)體驗(yàn)。

　　沉浸式技術(shù)同樣可應(yīng)用于武器裝備維修和戰(zhàn)地醫(yī)療救護(hù)。維修人員能借助沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)提升裝備維修的熟練程度，美國(guó)洛馬公司目前就通過(guò)使用智能眼鏡加速F-22和F-35戰(zhàn)機(jī)維修速度。維修人員能通過(guò)眼鏡看到投影于戰(zhàn)斗機(jī)上的零件編號(hào)，從而減少維修錯(cuò)誤。