美海軍用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)構(gòu)建未來(lái)作戰(zhàn)室
在南加州一間被稱為藍(lán)鯊的實(shí)驗(yàn)室里，研究人員正在研究新的應(yīng)用程序，同時(shí)也允許到訪者嘗試操作這些應(yīng)用程序。這些應(yīng)用程序把顯示技術(shù)（如虛擬和現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)技術(shù)及三維可視化系統(tǒng)）與輸入設(shè)備（包括從手機(jī)到平板電腦、頭盔顯示器、手勢(shì)控制系統(tǒng)及頭部和手工追蹤系統(tǒng)等）有機(jī)地結(jié)合起來(lái)。這就是“面向溝通和協(xié)作的增強(qiáng)環(huán)境(E2C2)”。該項(xiàng)目由南加州大學(xué)的創(chuàng)新技術(shù)研究所(ICT)研發(fā)，美國(guó)海軍研究局(ONR)的SwampWorks公司贊助。
在這里，美國(guó)海軍正試圖向開(kāi)發(fā)商和操作手們展示2025年作戰(zhàn)指揮室的一幅場(chǎng)景。該工作間里滿是無(wú)人交通工具、手勢(shì)控制機(jī)器人、虛擬會(huì)議和三維可視數(shù)據(jù)。雖然這其中有些技術(shù)還沒(méi)有發(fā)明出來(lái)，更沒(méi)有到實(shí)用階段，但是海軍希望這些技術(shù)的潛力能鼓舞人心，通過(guò)虛擬環(huán)境迅速實(shí)現(xiàn)各種想法，并為迎接這些技術(shù)的到來(lái)做好準(zhǔn)備。
ICT負(fù)責(zé)先進(jìn)設(shè)備原型開(kāi)發(fā)和轉(zhuǎn)型的主管托德·理查蒙德說(shuō)，“我們需要深入思考的問(wèn)題是在2025年左右我們將會(huì)有什么樣的技術(shù)能力，一個(gè)十八、九歲的年輕人在作戰(zhàn)指揮室將會(huì)看到什么。”
當(dāng)今最重要的探究要數(shù)越來(lái)越普遍和必需的無(wú)人交通工具了。僅今年5月，俄羅斯國(guó)防部宣布將訓(xùn)練操控?zé)o人機(jī)的士兵；美國(guó)陸軍后勤官員證實(shí)了裁減地面車(chē)隊(duì)駕駛員的想法；在美國(guó)佛羅里達(dá)州奧蘭多的一次會(huì)議上奧什科什公司展示了無(wú)人掃雷車(chē)；美國(guó)海軍正在研發(fā)用于探測(cè)水雷的無(wú)人水面艦艇，并將無(wú)人直升機(jī)聯(lián)合用于軍事行動(dòng)。
無(wú)人機(jī)的操控者通常可能使用操縱桿，然而藍(lán)鯊正在研究利用頭盔顯示器飛行的新方法，這將為操控員提供更加直觀和身臨其境的體驗(yàn)。為了便于藍(lán)鯊展示其優(yōu)點(diǎn)，ICT研發(fā)了一種虛擬的場(chǎng)景。在該場(chǎng)景中，操控員操控?zé)o人機(jī)進(jìn)入該地區(qū)，先實(shí)施調(diào)查，再制定對(duì)身份不明船只的打擊行動(dòng)路線。這種實(shí)際應(yīng)用為海軍人員理解新的復(fù)合技術(shù)提供了幫助。
ONR負(fù)責(zé)人類和生物工程系統(tǒng)的布倫特·奧爾德中校指出，把技術(shù)發(fā)展?jié)摿φ故窘o設(shè)計(jì)師和潛在用戶，可以喚醒他們關(guān)注被忽視的應(yīng)用領(lǐng)域，并能鼓勵(lì)思考出船舶設(shè)計(jì)和傳感器設(shè)計(jì)的新方法。
從通信傳感器或控制裝置到無(wú)人機(jī)或小型船舶的任何裝備，都可以進(jìn)入一個(gè)與藍(lán)鯊相同的虛擬環(huán)境，然后進(jìn)行快速檢測(cè)、試驗(yàn)、拆解和研究。最終，有望實(shí)現(xiàn)研究、開(kāi)發(fā)和購(gòu)買(mǎi)的加速以及全過(guò)程的流水供應(yīng)鏈。
藍(lán)鯊也為研究人員提供了檢測(cè)漸成熱門(mén)的所謂“混合時(shí)序”環(huán)境的方法，在此環(huán)境中士兵們能夠操控?zé)o人裝備。而對(duì)一個(gè)遙遠(yuǎn)的無(wú)人機(jī)或機(jī)器人的控制，意味著一個(gè)潛在的延遲行為和反饋。理查蒙德稱之為“虛擬增強(qiáng)的可操作物理現(xiàn)實(shí)”。
理查蒙德說(shuō)：“我們將觀察到這些混合環(huán)境，在這種環(huán)境中我會(huì)收到實(shí)時(shí)信息，和不同程度延遲了的虛擬的、增強(qiáng)的視頻。”操縱實(shí)際控件并做出有效的決策，這是需要事先培訓(xùn)和學(xué)習(xí)的。在仿真過(guò)程中，用成本較低但有瑕疵的替代物來(lái)代替“真實(shí)”世界里的訓(xùn)練時(shí)，操控也將變得越來(lái)越虛擬。基于虛擬系統(tǒng)的操控和訓(xùn)練之間的界限正變得日趨模糊。
藍(lán)鯊從海軍用戶那里得到的反饋是肯定的，理查蒙德希望除了在創(chuàng)新技術(shù)研究所和美國(guó)海軍研究局總部外，還可在其他地方放置更多的像藍(lán)鯊那樣的實(shí)驗(yàn)室以便進(jìn)行快速原型設(shè)計(jì)和檢測(cè)。
點(diǎn)評(píng)虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)作為人機(jī)接口和仿真工具，對(duì)生產(chǎn)方式、社會(huì)生活和國(guó)防裝備研制使用都產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響。虛擬新技術(shù)不僅能大大縮短從概念到裝備的快速原型的生成周期、降低軍事訓(xùn)練所需裝備的成本，同時(shí)又能引發(fā)人工智能、機(jī)器人等領(lǐng)域技術(shù)的發(fā)展和變革
