国际瞭望|美军研发多功能混合现实新设备

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在增强现实中，计算机生成的或真实世界的传感器输入被叠置于士兵对真实世界环境的视觉上。（美国陆军）

集成视觉增强系统（IVAS），即大家熟知的一套先进的护目镜，它是一个太阳镜大小的设备，集成了下一代夜视和热成像装置，同时也增加了导航和瞄准等功能层。

像现在许多军事项目一样，IVAS的目标是成为一个可互换的平台。这意味着，一系列其他设备、软件程序和功能将通过这个系统进行流转，并根据各个部队的喜好进行定制。

该设备的核心依赖于混合现实技术。本质上，软件在用户的视野中提供视觉符号。增强现实多于虚拟现实。用户仍然可以看到真实的世界，但是可以添加和增强他们在视图中看到的内容。

虽然这对电子游戏玩家、教育程序员和研究人员来说可能意味着很酷的图形和360度体验，但对陆军士兵或海军陆战队来说可能关系到生死存亡。

美国陆军副部长、前突击队员瑞安·麦卡锡说，自从引入夜视系统以来，其产生的影响远远超过了以往任何其他设备。这将把夜视能力提升到博士水平。

2019年4月初，弗吉尼亚州皮克特堡，士兵们将集成视觉增强系统应用到现实的训练场景中。（美国陆军）

麦卡锡和陆军副参谋长詹姆斯·麦康维尔将军对记者说，虽然全面的生产和部署决定必须遵循原型设计和测试的全流程，但预计在未来18到24个月内，部队手中会有一款可用的设备。

首先，他们必须整合陆军研发实体中已经具备的所有能力、传感器和选项。在此过程中，还需要内置网络安全元素并进行加固试验。

麦康维尔说，这种设备必须在森林中、艰苦的条件下使用。我们希望该系统能够在战斗环境下运行并蓬勃发展。

能力的进步给徒步地面部队带来很大的希望

麦克康维尔说，这使我们能够真正以陆军最擅长的方式进行战斗。把地面上的步兵火力有效地协调起来。如果知道友军位置，敌人位置，并且拥有关键的通讯，你就会赢。

在现场，《军事时报》记者看到了由微软全息目镜项目支持的原型技术演示。在最近的活动中，三名用户被允许使用IVAS回答关于他们反馈的问题。

该系统的实体部分将包括与小型计算机无线连接的护目镜及主要武器上的摄像头。这些设备将通过无线射频或无线互联网在班内进行无线通信。在某些情况下，它们将链接到云计算，而在其他情况下，它们将链接到本地网络或数据存储器。

视频屏幕截图中展示的集成视觉增强系统，它利用了微软商业全息系统使用的技术。照片采自微软的PEO Soldier项目

在演示过程中，开发人员引导用户了解他们与士兵和海军陆战队合作的早期版本，这些版本采用沉浸式导航模式，以蓝色显示用户的位置以及小队或队友的实时位置。每个成员还可以在共享地图上放置数字符号，标记敌人的位置或其他项目。

与此同时，地图视图给出了罗盘读数的固定方向。部队可以叠加点标记、相位线和友军单位的位置。当他们把地图从视野中移开时，这些标记仍然存在，在他们面前的真实世界上闪光。

同样的镜头技术允许先进的白色磷光屏幕观看——不再有夜视绿色辉光——以及从白色到黑色到轮廓模式的各种热选项。在演示过程中，一位开发人员走在一组设备后面，展示热视图如何通过身体热量特征立即显现隐藏的人。

视野足够清晰，可以近距离识别服装类型、武器和其他物品，很像许多汽车和飞机取景器上使用的先进的前视红外摄像机，可以透过雾霭观察物体，以及看到在标准夜视条件下因光线太暗无法看到的东西。

陆军第82空降师中士尼古拉·斯施耐德希望看到该设备可用于现实任务，但他指出，该设备可用于目前不可能完成的任务准备类型。例如，包括实时任务排练在内的部队领导程序。

执行任务前我们可能不知道建筑物是什么样子的，但我们可以拍摄谷歌图像，以此为基础构建一些东西，来进行预测。将其应用到IVAS中，对任务演练是一个巨大的推动。

施耐德解释说，他和他的士兵经常使用多种设备，从导航工具到夜视镜，再到智能手机，来实现一些相同的功能。经过行动评估委员会评估后，把温度计、指南针、量角器等所有设备集成在一起。还有其它一些功能，允许部队设计不同类型的房间，并根据不同的场景重新配置。

现在，工兵胶带、草钻或空兵营房间常可用来训练消防队和班组战术。早期原型的特点有助于士兵在射击场看到墙的另一侧的队友，提高他的态势感知，避免模拟自相残杀。

用户反馈意见

开发人员告诉记者，他们在更新的显示器版本中将采用军用网格坐标。士兵在反馈意见中认为一些敌人的化身移动并不完全真实，太像电子游戏。要求开发商能提供一些新东西，例如，要求敌人的化身有更多的生命模式，他们能在房子里走动。

此外，IVA正在打造成可以在白天使用。因为无论是训练任务还是现实任务，都要时刻穿戴着。

来自士兵杀伤力和合成训练环境的近距离格斗杀伤力特遣部队以及陆军的两个跨职能小组（CFT）的官员，都将IVAS看作是解决步兵训练更加逼真这一由来已久的问题的方法，它使步兵训练更加多样化，并且比目前的实弹靶场有更多的可重复性。

陆军综合训练环境（STE）部件是该设备培训方面的基础。CFT-STE团队正致力于开发“一个世界地形”（one-world terrain）软件，该软件可以让指挥官利用现有的3D地图数据，在现实世界的任何地方建立场景。

然后，从消防队长到连长，再到营和旅指挥官等任何人，都可以用虚拟敌人建立真实的训练场景，模拟真实对手的模式、战术和行为。

再加上地形和部队的精确性，他们可以在常驻地、在海上远征部队上船时、在海外基地重复这些场景，作为任务演习，在他们出发前的几天或几小时内解决他们的演练任务。

这与前国防部长吉姆·马蒂斯提出的在开始体验战斗之前让近距离作战部队进行“25场无血腥”战斗的倡议非常吻合，就像战斗机飞行员在驾驶舱中进行半标准训练飞行之前，在模拟器上花费数小时。

一个设备，多个功能

IVAS正在利用现有的和正在开发的陆军项目，将一系列功能和能力集成到一个设备中。

“Android战术突击包”是一个项目，其主要功能是为部队提供态势感知。目的是让士兵能够使用当前的军用无线电往返交换信息，从前面提到的地图测绘项目到短文本消息。它是聊天、定位、从云端和存储格式映射、导航和高度数据的主干。

“Nett Warrior”可以将士兵连接在一起，提供全动态视频，甚至可以将徒步士兵连接到地面车辆。它还可以访问蓝军跟踪器。蓝军跟踪器是一个定位软件，至少在21世纪初就开始与地面车辆一起使用。

另一个特点与另一个项目有关，即“武器视觉系列——单兵”项目，叫做快速目标捕获能力（RTA）。2017年，RTA向媒体公开展示了这一技术，从那时起，RTA又一次通过夜视设备将安装在步枪上的摄像机的实时视频图像传输到部队的视野中。

结合热能力，RTA可以让部队从隐蔽的位置，甚至不用肩扛武器，就能在拐角附近、迷雾和其他遮蔽物中射击。

用户可以选择只查看他们前面的内容，只查看他们的武器指向的内容，或者使用图片中图片模式来查看两个视图。

这种能力也被纳入IVAS。所有这些功能对用户都有直接的实际影响。但如果成功的话，更具有变革意义的可能是这些设备的另一端正在发生的事情。

即时重放的能力

通过相机、传感器和复杂的人工智能的组合，开发人员计划建立一种方法来监控眼球运动、瞳孔扩张、呼吸和心率、炮口位置以及在压力下移动和射击时的反应时间。

在射击场和更大的训练中心安装或已经安装的视频，以及设备上的即时视点摄像头，允许像NFL一样即时回放基本小队和班训练场景。这让队长和他的上级指挥官能够更好地评估团队的表现，制定指标，帮助制定使命和任务。

他们希望捕捉的行为测量和生物特征可以帮助识别个人的弱点，随着时间的推移，人工智能可以收集足够的数据，为特定任务提供最佳的编队、所需的武器和团队装载建议。

在那里的某个地方，指挥官将不得不制定计划和协议，以避免给士兵带来过多的信息负担，也就是所谓的“认知超载”。二等兵、班长、排长需要的信息量是不同的。因此，要控制作战人员得到什么样的信息。而且需要备份，以防系统降级或失败。

备份计划

必须把PACE计划（PACE代表通信的主要、备用、应急和紧急手段）纳入其中，包括首要计划、备用计划、应急计划和紧急计划。必须区分有不同的层次。

这意味着如果某个功能不能工作，那么就可以使用某种备份。就像GPS导航一样，军队必须了解掌握模拟式的陆地导航技术。所有的潜力都在未来。但这个未来并不遥远。IVA团队成立不到一年，拥有CFT和PEO人员。他们于2018年5月完成任务，在11月之前完成了对私营工业技术、示范和奖励的评估。

三月初，微软交付了50个耳机，他们开始了第一个研制功能集。导航、夜视和热能力正在通过部队反馈进行调整，到目前为止他们到达的状态大约需要6周时间。这是他们工作的四套能力中的第一套。

第一套使用了一些商业全息透镜和一些国防应用，集成了热传感器和设备，并演示了最初的STE工作，即让士兵使用该设备进入房间并清理射击室。这50款耳机采用了热发射数字子弹来打击混合现实目标，包括最初的TAK软件。

下一步工作

今年秋季，下一代系统将集成更多的热传感器和微光传感器，增加TAK软件的更多功能，为STE增加更多的战斗演习，并进一步在IVAS中开发快速目标捕获。

在2020年早期，整个夏天，他们将整合陆军开发的抬头显示器，测试热传感器和微光传感器，评估网络电磁活动，并将战斗演习扩大到更大的团队。这些都是为了在2020年11月之前完成这么一个雄心勃勃的生产原型的时间表。

文章编译自c4isrnet网，网站：

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