美陆军研究沉浸式技术的应用

作者：李皓昱 来源：防务快讯

转自：军鹰资讯

下一代虚拟和增强现实设备（如Oculus Rift和Microsoft HoloLens等）的出现，使美军对应用混合现实来模拟训练、增强指挥控制以及提高作战人员在战场上的效率产生了兴趣。

一般认为，将任务相关的战场数据（如卫星图像或身体佩戴的传感器信息）放入沉浸式环境将使作战人员能够更有效地检索、协作和做出决策。然而，科学文献中目前几乎没有证据表明，使用沉浸式技术可以实现任何可衡量的优势，如增加任务参与度或提高决策准确性等。

美国陆军研究、开发与工程司令部（RDECOM）陆军研究实验室（ARL）的研究人员，正与明尼苏达大学和美国陆军设在南加州大学的创新技术研究所合作，着手改变这一状况。

美陆军研究实验室正研究适用于作战人员的沉浸式系统   

作战人员在指挥控制或情报分析场景下进行决策时可能面临特定的问题，陆军研究实验室针对与这些问题相关的标准和方法进行了研究。

在最近于佛罗里达州彭萨科拉举行的第23届国际指挥与控制信息技术研讨会上，实验室的研究人员提出了评估沉浸式系统有效性的可能方法，讨论了如何在实验和战术场景中获取数据，并阐述了多用户协作中存在的问题。

目前在该领域的研究中，收集的数据没有采用便于汇报的标准。因此，关键决策者很难或不可能确定，沉浸式技术能够在何时、何地，以怎样的方式为特定使命或任务需求提供帮助或产生不利影响。

陆军研究实验室建议从范式上进行转变，从在相似的任务上对非沉浸式系统与沉浸式系统进行简单比较，转变为将决策制定过程精确分解为可以更准确地建模并在不同的显示类型之间进行比较的过程分量。例如，在对破坏和清除敌方建筑等战术行动的规划进行研究时，在二维和虚拟现实实验条件中必须存在相同的空间信息，以便进行精确的定量比较。

通过对现有的文献进行研究，陆军研究实验室表示，新的方法和标准可确保未来的基础研究和应用研究能够有效和准确地评估沉浸式技术与传统二维系统之间的性能差异。

作为沉浸式协作分析研究的一部分，研究人员于2017年12月开始开发作为单用户虚拟现实环境的混合现实战术分析工具包（MRTAK）。该工具是加快用户在作战、研究和分析中的推理（AURORA）项目的混合现实模块，即AURORA-MR。它可作为实验平台，在协作任务规划和执行过程中对沉浸式技术进行评估。在美国陆军协会（AUSA）举办的2018年“全球兵力博览会”上，陆军研究实验室对AURORA-MR进行了展示。

目前，位于马里兰州的阿伯丁试验场和Adelphi实验中心的陆军研究实验室总部、位于加利福尼亚州的陆军研究实验室西分部和创新技术研究所的混合现实实验室、明尼苏达大学正使用AURORA-MR，用分布式沉浸技术对多用户决策进行严格控制的基础和应用研究。

AURORA-MR可实现战场关键信息的可视化，并使士兵能够与这些信息进行交互。通过对战术作战中心（TOC）的部分或全部要素进行虚拟化，指挥官和情报分析员可以在不受物理建筑限制的情况下进行沟通和协作，并减少被敌方情报、监视与侦察（ISR）系统发展的可能性。

AURORA-MR将与其他数据库、传感器和机器学习技术相集成，以便在陆军研究实验室内部并与外部的其他学术界和企业界合作伙伴更加顺畅地开展联合研究。

目前，陆军研究实验室正在开发支持AURORA-MR的网络（AURORA-NET），更好地控制客户端发送和接收的信息，同时确保以合适的帧速率呈现虚拟环境，从而最大限度地减少晕动病对用户造成严重影响。研究人员将探索如何通过混合现实中的分布式协作，更好地从战场物联网等有噪声的系统中获取和分析数据。

2018年11月，陆军研究实验室成功与阿伯丁实验场建立了连接，使两边的研究人员能够通过网络进行远程协作。

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