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虚拟现实技术:改变未来战争的前沿科技
来源:学习时报    作者:刘济西 贾珍珍    2016-11-28 10:57:49

  从1935年“虚拟现实”这个概念首次被提出以来,人们一直对此进行不懈的探索。那么,作为信息时代的最前沿技术之一,虚拟现实技术有何军事价值,它又将对未来战争带来哪些颠覆性的影响?

  虚拟现实技术(VR),也被称作灵境技术,它强调人与计算机技术完美的结合。正如任何一种前沿科技都会被军方关注并开发军事价值一样,虚拟现实技术也不例外。自1968年由艾凡·萨瑟兰教授和他的学生鲍勃·斯普劳尔研发的相关设备诞生以来,美国陆海空三军就成了积极的虚拟现实头戴设备用户。从美军的现实应用情况来看,主要体现在以下几个方面。

  虚拟战场环境构建。在虚拟战场环境中,使用者可以利用相应的三维战场环境图像库,包括军事背景、战地场景、武器装备和参战人员等,呈现出一种身临其境的作战环境,从而增强其临场感,以提高部队训练质量。换而言之,在虚拟现实技术的支撑下,虚拟战场环境中的诸军兵种联合战役训练可以做到在不动一枪、一弹、一车的情况下,对一定区域或全区域所属的诸军兵种进行适时协调一致的训练。如在阿富汗和伊拉克战争中,美军就集合了航拍照片等信息,生成了高分辨率的作战区域三维地形环境,以此训练飞行员,大大降低了伤亡率,因为很多飞行员在实际执行作战任务过程中发现,所见到的作战环境与在虚拟训练场景极为相似。

  训练单兵技战素养。早在2002年美军就推出了单兵训练游戏《美国陆军》,2011年美军推出了用于单兵训练的模拟软件《美国陆军步兵训练系统》(DSTS)。DSTS由美国政府投资5700万美元开发,由全球著名的科技服务供应商智能决策公司使用声名显赫的CryENGINE 3引擎进行开发。此前该引擎开发的最知名游戏就是大名鼎鼎的《孤岛危机2》。在DSTS中,每个士兵背上都要背一台定制版的笔记本电脑,头戴虚拟现实头盔,在一个能捕捉士兵动作的10英尺左右空间中进行训练。士兵可以做出各种复杂的姿势和动作,还可以如同在真实训练场上一样使用各种枪支弹药。DSTS还能评估士兵在虚拟战场的受伤程度,并通过回放功能观察士兵在训练中的表现。

  训练作战指挥人员。虚拟现实技术的出现正在引领一个人机协同与作战编组的新时代。通过人机协同,计算机能够帮助人类更好地做出决策。同时,人机作战编组能够充分利用有人平台与无人平台的优势。对此,美军曾使用多种作战模拟系统来训练作战指挥人员。如美国海军开发的“虚拟舰艇作战指挥中心”,通过逼真模拟舰艇指挥中心,使受训者沉浸在“真实的”作战指挥中。而美军随后又通过设置“军官虚拟现实教程”来强化对指挥官的训练,通过5个月时间的训练就能显著提高指挥官技战术素养。

  缩短武器研发周期。通过采用虚拟现实技术,可以在武器系统设计的初期向军方提供直接体验,并随时跟进军方要求现场修改设计。例如,为将美国下一代吉拉德·R·福特级核动力航母的情况清晰地展示出来,美国诺思罗普·格鲁曼造船公司使用了一种名为“快速运作虚拟现实”的计算机辅助虚拟环境软件。该公司发言人玛格丽特·米切尔·琼斯表示,从2005年10月以来,该公司就一直使用这种计算机辅助虚拟环境软件,向包括项目官员、设计工程师、系统供应商和其他感兴趣人员在内的观众展示舰船三维立体图像,以听取各利益相关方对设计方案的反馈建议,从而使设计方案进一步优化。与此同时,虚拟现实技术的应用还在一定程度上缩减了武器的研发费用,如美国第四代战斗机F22和JSF在研制全周期中由于采用了虚拟现实技术,实现了3D数字化设计,使得研发周期缩短50%,节省研发经费93%。

  开展多军兵种联合军事。在作战模拟训练中心,通过运用分布式交互仿真技术结合虚拟现实技术,可控制不同地域的作战单元及各级指挥终端的模拟系统,实现不用地域和环境下的作战训练。美国陆军的“近战战术训练系统”就采用主干光纤系统网络结合分布式交互仿真,建立了一个虚拟作战环境,交互仿真包括“布雷德利”战车、“艾布拉姆斯”坦克、HUM-VEES武器系统在内的多种武器装备,供作战人员在人工合成环境中完成训练任务。又如在美国智能决策公司的徒步步兵训练系统中,士兵可以研究地形,与当地民众进行交往,与敌人作战,以及协调战术等,这与现实世界中的军事训练高度相似。传感器不断更新战士姿势的信息,凭借这些更新的姿势信息,战士从头盔显示器看到的虚拟世界也相应地发生了改变。

  军事与科幻密切关联。在《安德的游戏》《明日边缘》《源代码》等科幻影视作品中,我们曾看到虚拟现实技术的军事价值。其基本思路就是把虚拟现实技术作为全新的人机交互技术,通过计算机作战模拟训练、可视化未来的兵器设计、一体化战场环境构建等,实现虚拟军事与现实军事的交融互通。或许在未来的战争中,人类将不必亲身冒险,而是在虚拟的数字空间中开展智慧对决,让各种智能化机器人搏杀在战斗前线。显然,虚拟现实技术的快速发展及军事运用,必将对新一轮军事变革产生影响。及时跟踪前沿科技发展动态,深入研究其军事应用前景,对赢得战争未来至关重要。

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