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美海军用虚拟现实技术构建未来作战室

燕莉李淼侯豫编译 //m.auribault.com 2014-08-19 来源：科技日报

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　　在南加州一间被称为蓝鲨的实验室里，研究人员正在研究新的应用程序，同时也允许到访者尝试操作这些应用程序。这些应用程序把显示技术（如虚拟和现实增强技术及三维可视化系统）与输入设备（包括从手机到平板电脑、头盔显示器、手势控制系统及头部和手工追踪系统等）有机地结合起来。这就是“面向沟通和协作的增强环境(E2C2)”。该项目由南加州大学的创新技术研究所(ICT)研发，美国海军研究局(ONR)的SwampWorks公司赞助。

　　在这里，美国海军正试图向开发商和操作手们展示2025年作战指挥室的一幅场景。该工作间里满是无人交通工具、手势控制机器人、虚拟会议和三维可视数据。虽然这其中有些技术还没有发明出来，更没有到实用阶段，但是海军希望这些技术的潜力能鼓舞人心，通过虚拟环境迅速实现各种想法，并为迎接这些技术的到来做好准备。

　　ICT负责先进设备原型开发和转型的主管托德·理查蒙德说，“我们需要深入思考的问题是在2025年左右我们将会有什么样的技术能力，一个十八、九岁的年轻人在作战指挥室将会看到什么。”

　　当今最重要的探究要数越来越普遍和必需的无人交通工具了。仅今年5月，俄罗斯国防部宣布将训练操控无人机的士兵；美国陆军后勤官员证实了裁减地面车队驾驶员的想法；在美国佛罗里达州奥兰多的一次会议上奥什科什公司展示了无人扫雷车；美国海军正在研发用于探测水雷的无人水面舰艇，并将无人直升机联合用于军事行动。

　　无人机的操控者通常可能使用操纵杆，然而蓝鲨正在研究利用头盔显示器飞行的新方法，这将为操控员提供更加直观和身临其境的体验。为了便于蓝鲨展示其优点，ICT研发了一种虚拟的场景。在该场景中，操控员操控无人机进入该地区，先实施调查，再制定对身份不明船只的打击行动路线。这种实际应用为海军人员理解新的复合技术提供了帮助。

　　ONR负责人类和生物工程系统的布伦特·奥尔德中校指出，把技术发展潜力展示给设计师和潜在用户，可以唤醒他们关注被忽视的应用领域，并能鼓励思考出船舶设计和传感器设计的新方法。

　　从通信传感器或控制装置到无人机或小型船舶的任何装备，都可以进入一个与蓝鲨相同的虚拟环境，然后进行快速检测、试验、拆解和研究。最终，有望实现研究、开发和购买的加速以及全过程的流水供应链。

　　蓝鲨也为研究人员提供了检测渐成热门的所谓“混合时序”环境的方法，在此环境中士兵们能够操控无人装备。而对一个遥远的无人机或机器人的控制，意味着一个潜在的延迟行为和反馈。理查蒙德称之为“虚拟增强的可操作物理现实”。

　　理查蒙德说：“我们将观察到这些混合环境，在这种环境中我会收到实时信息，和不同程度延迟了的虚拟的、增强的视频。”操纵实际控件并做出有效的决策，这是需要事先培训和学习的。在仿真过程中，用成本较低但有瑕疵的替代物来代替“真实”世界里的训练时，操控也将变得越来越虚拟。基于虚拟系统的操控和训练之间的界限正变得日趋模糊。

　　蓝鲨从海军用户那里得到的反馈是肯定的，理查蒙德希望除了在创新技术研究所和美国海军研究局总部外，还可在其他地方放置更多的像蓝鲨那样的实验室以便进行快速原型设计和检测。

　　点评虚拟现实和增强现实作为人机接口和仿真工具，对生产方式、社会生活和国防装备研制使用都产生了深远影响。虚拟新技术不仅能大大缩短从概念到装备的快速原型的生成周期、降低军事训练所需装备的成本，同时又能引发人工智能、机器人等领域技术的发展和变革。

　　（作者单位：国防科技大学国际问题研究中心）

编辑：尹盼秋