美軍打造未來(lái)戰(zhàn)士

薛曉芳

近日，美國(guó)防部邀請(qǐng)專(zhuān)家探討未來(lái)5年、10年和20年有哪些技術(shù)趨勢(shì)能夠幫助戰(zhàn)士應(yīng)對(duì)未來(lái)戰(zhàn)爭(zhēng)的復(fù)雜狀況，研究未來(lái)美軍在地面、空中、海上、太空和網(wǎng)絡(luò)空間與敵人工智能機(jī)器人作戰(zhàn)問(wèn)題，探索利用機(jī)器人、認(rèn)知科學(xué)和混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)優(yōu)勢(shì)增強(qiáng)士兵戰(zhàn)斗力的方式。與會(huì)專(zhuān)家認(rèn)為，先進(jìn)虛擬技術(shù)對(duì)軍事訓(xùn)練的影響預(yù)計(jì)在未來(lái)幾十年內(nèi)迅速增長(zhǎng)。

2022年的訓(xùn)練與模擬

混合或混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)

混合現(xiàn)實(shí)是將物質(zhì)世界的元素與數(shù)字世界相結(jié)合的產(chǎn)物?！兜谒拇无D(zhuǎn)型：現(xiàn)實(shí)和人工智能如何改變一切》一書(shū)曾預(yù)言，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和人工智能會(huì)導(dǎo)致“智能眼鏡”取代智能手機(jī)；增強(qiáng)鏡頭將真實(shí)世界與計(jì)算機(jī)生成的圖像混合，做到幾乎與現(xiàn)實(shí)無(wú)區(qū)分。混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)將使訓(xùn)練場(chǎng)景模擬更為逼真，已在探索使用計(jì)算機(jī)生成虛擬人來(lái)滿足未來(lái)訓(xùn)練需求。

美軍方一直投入現(xiàn)場(chǎng)、虛擬和建設(shè)性的技術(shù)，未來(lái)的混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)將更加動(dòng)態(tài)。美軍目前的模擬訓(xùn)練有陸軍的綜合訓(xùn)練環(huán)境計(jì)劃，已將更多混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)融入訓(xùn)練場(chǎng)地，如加利福尼亞州彭德?tīng)栴D海軍陸戰(zhàn)隊(duì)基地營(yíng)的步兵沉浸教練機(jī)。該營(yíng)地的訓(xùn)練設(shè)施包括近1.4平方米的室內(nèi)模擬村莊和室外綜合設(shè)施，以及支持混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)的幾個(gè)地區(qū)。

2017年11月14日，佛羅里達(dá)州奧蘭多市陸軍締約司令部官員發(fā)布小隊(duì)沉浸式虛擬訓(xùn)練師（SiVT）需求，提出SiVT將提供虛擬現(xiàn)實(shí)的小單元模擬訓(xùn)練器，使用混合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，功能包括與未來(lái)陸軍訓(xùn)練設(shè)備互操作；與陸軍共同合成環(huán)境（CSE）互操作；士兵快速構(gòu)建和設(shè)計(jì)場(chǎng)景；短時(shí)間內(nèi)連續(xù)進(jìn)行多次訓(xùn)練模擬；訓(xùn)練后可進(jìn)行評(píng)估。SiVT可仿真小隊(duì)的通信和武器系統(tǒng)能跟蹤任務(wù)進(jìn)度，與模擬敵人交戰(zhàn)，支持從單兵基本槍法訓(xùn)練到全面戰(zhàn)術(shù)訓(xùn)練的全范圍訓(xùn)練，可仿真作戰(zhàn)士兵的各種動(dòng)作，詳細(xì)識(shí)別士兵的手勢(shì)、手臂姿勢(shì)和面部表情，便于士兵無(wú)聲交流。該系統(tǒng)可仿真沙漠、雪山、叢林、城市、地下設(shè)施等地形，模擬人聲、戰(zhàn)場(chǎng)噪聲、車(chē)輛運(yùn)動(dòng)、步兵武器和飛機(jī)等戰(zhàn)場(chǎng)環(huán)境。

美國(guó)波希米亞互動(dòng)模擬公司一直致力于將虛擬和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用到訓(xùn)練中，為國(guó)防和民用仿真訓(xùn)練提供解決方案。波希米亞公司2001年開(kāi)始專(zhuān)門(mén)從事戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)向網(wǎng)絡(luò)游戲的視頻游戲開(kāi)發(fā)，今年與美空軍學(xué)院簽訂合同，提供幾種仿真產(chǎn)品供學(xué)校的軍事戰(zhàn)略研究課程使用，幫助約250名RPA學(xué)員每年通過(guò)以最新戰(zhàn)術(shù)、技術(shù)和程序?yàn)榛A(chǔ)的可定制情景來(lái)獲得遙控飛機(jī)和空中力量操作訓(xùn)練。此外，F(xiàn)acebook、HTC和Sonys等正投入大筆資金為電子游戲行業(yè)打造商業(yè)的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和虛擬現(xiàn)實(shí)的技術(shù)，具有成本效益的混合現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)可以提供身臨其境的真實(shí)世界仿真環(huán)境，其軍事應(yīng)用在未來(lái)5-10年將繼續(xù)增長(zhǎng)。

頭戴顯示器圖像更保真

頭戴顯示器圖像保真度的提高將使產(chǎn)品更具吸引力。前幾代顯示器沒(méi)有足夠分辨率，不能提供真實(shí)環(huán)境。目前圖像保真度正向4K超高清屏幕發(fā)展，可在3年內(nèi)廣泛使用。新興技術(shù)如針對(duì)中央凹的增強(qiáng)技術(shù)，視網(wǎng)膜背面的一個(gè)小型凹陷，可在一年內(nèi)提供對(duì)特定物體的高度關(guān)注。中心凹陷可以使系統(tǒng)跟蹤用戶的眼球運(yùn)動(dòng)，并在特定的視覺(jué)焦點(diǎn)區(qū)域而非整個(gè)顯示器提供更高分辨率。

提高認(rèn)知能力的植入式/可穿戴技術(shù)

未來(lái)，作戰(zhàn)人員將越來(lái)越依賴植入式或可穿戴技術(shù)來(lái)提高認(rèn)知功能，包括可掛在或插入受訓(xùn)者頭部的外部裝置，用來(lái)增強(qiáng)佩戴者的靈活性或訓(xùn)練速度。美光暈（Halo）神經(jīng)科學(xué)公司開(kāi)發(fā)了刺激負(fù)責(zé)記憶學(xué)習(xí)的大腦部位的運(yùn)動(dòng)耳機(jī)，提高大腦的力量訓(xùn)練和目標(biāo)獲取能力。美精銳部隊(duì)已使用該運(yùn)動(dòng)耳機(jī)，該設(shè)備讓用戶戴著尖尖的橡膠底膠，使用經(jīng)顱直流技術(shù)向運(yùn)動(dòng)皮層發(fā)送電刺激，使用后一小時(shí)內(nèi)，用戶的大腦處于超級(jí)學(xué)習(xí)狀態(tài)，有助于加速獲得舉重或目標(biāo)射擊等技能。該技術(shù)可幫助美軍縮短訓(xùn)練時(shí)間，例如使用該技術(shù)分析一項(xiàng)技術(shù)或軍械，分析時(shí)間將由3個(gè)星期縮短為3分鐘。雖然目前較多技術(shù)仍處科幻小說(shuō)階段，但在未來(lái)10年或更短時(shí)間內(nèi)這些技術(shù)將更加適用軍隊(duì)。endprint

功能藥物

未來(lái)模擬訓(xùn)練可能需要受訓(xùn)人員服用認(rèn)知增強(qiáng)藥物，如苯丙胺或咖啡因等。美軍方已使用了含有強(qiáng)效化學(xué)刺激劑的“去丸”，但這些尼古丁和咖啡因類(lèi)藥物與正開(kāi)發(fā)的認(rèn)知增強(qiáng)藥物組合（TNT）相比相當(dāng)原始。DARPA的TNT項(xiàng)目正資助來(lái)自學(xué)術(shù)和軍事機(jī)構(gòu)的7個(gè)小組的8項(xiàng)工作，這些小組可以確定非侵入性刺激如何更好地獲取圖像分析、槍法和決策等技能。該項(xiàng)目處于4年的中期，目標(biāo)是確定能夠增強(qiáng)技能學(xué)習(xí)的無(wú)創(chuàng)神經(jīng)刺激方法。TNT項(xiàng)目通過(guò)有針對(duì)性的神經(jīng)可塑性訓(xùn)練，研究外周神經(jīng)刺激與其對(duì)大腦可塑性影響相聯(lián)系的基本原理。突觸可塑性是大腦中的一個(gè)自然過(guò)程，涉及兩個(gè)神經(jīng)元聯(lián)系的加強(qiáng)或減弱，并且是記憶和學(xué)習(xí)功能的關(guān)鍵。DARPA希望TNT比傳統(tǒng)訓(xùn)練方案的學(xué)習(xí)效率或技能表現(xiàn)至少提高30%，且副作用最小，該項(xiàng)目可以確定非侵入性刺激如何有益于獲取圖像分析、槍法和決策等技能，預(yù)計(jì)4年內(nèi)投入6 000萬(wàn)美元。加強(qiáng)認(rèn)知因素并不能完全取代訓(xùn)練，而是增加訓(xùn)練的步調(diào)和效果。如語(yǔ)言訓(xùn)練的標(biāo)準(zhǔn)訓(xùn)練常不能滿足要求，但TNT增強(qiáng)訓(xùn)練會(huì)提高達(dá)標(biāo)比率。

2027年的訓(xùn)練與模擬

未來(lái)模擬訓(xùn)練的教官等非真人

人工智能能力將在10年內(nèi)迅速提升。智能機(jī)器將在虛擬領(lǐng)域（通過(guò)游戲化、機(jī)器人和混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)）以及“先進(jìn)人形化身”領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。未來(lái)模擬訓(xùn)練的教官將是根據(jù)需要設(shè)計(jì)的“數(shù)字工程人員”而非真人。無(wú)論是教官還是分析師，這些“先進(jìn)化身”將能夠根據(jù)需要立即在語(yǔ)言或技能組之間切換。這些“數(shù)字工程人員”將幫助士兵、水手、飛行員或海軍陸戰(zhàn)隊(duì)員通過(guò)先進(jìn)混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)開(kāi)發(fā)訓(xùn)練場(chǎng)地，教官們可快速改變環(huán)境模仿任何特定場(chǎng)景。

能響應(yīng)現(xiàn)實(shí)世界事態(tài)的虛擬增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)（VAR）

虛擬增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域?qū)＜乙舱κ乖鰪?qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)響應(yīng)現(xiàn)實(shí)世界的聲音和事件。這種復(fù)雜的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)最短在5年或10-15年內(nèi)可用，但隨著耳機(jī)和軟件等設(shè)備的普及，虛擬增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的運(yùn)用可能會(huì)加速。

2037年的訓(xùn)練與模擬

人工智能機(jī)器人戰(zhàn)士

未來(lái)美軍開(kāi)展的訓(xùn)練將完全自主系統(tǒng)沖突涵蓋在內(nèi)。人工智能、大數(shù)據(jù)分析和增材制造正在日益改變戰(zhàn)場(chǎng)，而戰(zhàn)場(chǎng)服務(wù)也正納入更多無(wú)人系統(tǒng)。人工智能機(jī)器已在金融市場(chǎng)上展開(kāi)激烈競(jìng)爭(zhēng)，彭博社2016年度報(bào)告稱，電腦系統(tǒng)交易策略（或投資機(jī)器人）管理的量化基金增長(zhǎng)最快。相關(guān)技術(shù)將很快投入到軍事領(lǐng)域。

應(yīng)對(duì)“無(wú)道德規(guī)范”的機(jī)器戰(zhàn)爭(zhēng)

美軍未來(lái)需要做好不同戰(zhàn)爭(zhēng)類(lèi)型的準(zhǔn)備。目前戰(zhàn)爭(zhēng)中操作人員始終在殺戮鏈條循環(huán)中，機(jī)器不會(huì)在無(wú)人觸動(dòng)情況下決定射擊目標(biāo)，但軍方必須做好未來(lái)對(duì)手的“無(wú)道德規(guī)范”的機(jī)器戰(zhàn)爭(zhēng)。特別是全自主艦艇編隊(duì)作戰(zhàn)、全自主蜂群作戰(zhàn)等。

數(shù)據(jù)傳輸和通信無(wú)縫連接的戰(zhàn)爭(zhēng)

未來(lái)20多年，認(rèn)知修改將使人類(lèi)通過(guò)人工智能更直接地連接網(wǎng)絡(luò)，形成“人工智能和人融合”和未來(lái)戰(zhàn)士的多維度意識(shí)，未來(lái)戰(zhàn)士將有較多可部署的人工智能，可以通過(guò)外部網(wǎng)絡(luò)部署在戰(zhàn)士之外。這將使部隊(duì)與自主武器或監(jiān)視系統(tǒng)更加緊密互動(dòng)，作戰(zhàn)雙方圍繞數(shù)據(jù)傳輸和通信連接的爭(zhēng)斗將更為激烈。

量子計(jì)算讓未來(lái)模擬訓(xùn)練如臨戰(zhàn)場(chǎng)

未來(lái)量子計(jì)算的發(fā)展，量子比特處理比當(dāng)前超算更快更高，也將對(duì)模擬技術(shù)和增材制造等許多領(lǐng)域產(chǎn)生重大影響。量子計(jì)算的模擬效率更高，可以實(shí)時(shí)渲染出逼真畫(huà)面，增強(qiáng)混合現(xiàn)實(shí)的真實(shí)度和畫(huà)面感。量子計(jì)算能力能大幅度提高未來(lái)的遠(yuǎn)程聯(lián)合模擬作戰(zhàn)的臨場(chǎng)感等。endprint