《电子技术应用》

军用VR大幅度降低训练费用

作者:电子技术应用综合整理
2016/5/10 9:43:00

       虚拟现实(Virtual Reality,简称VR)可以说是现在最热门的技术。VR可广泛的应用于影视、游戏、制造、城市规划、室内设计、工业仿真、古迹复原、桥梁道路设计、房地产销售、旅游教学、水利电力、地质灾害、教育培训等众多领域,可以说是一种革命性的技术。

       现在VR不仅仅在民用领域被广泛使用,在军事领域的价值也被逐渐开发,对于强化军事训练、加速成军有着不可小觑的作用。

美国已经初步投入应用

       美国国防部高度重视仿真技术的发展,近十多年来,美国一直将建模与仿真列为重要的国防关键技术。1992年公布了“国防建模与仿真倡议”,并成立了国防建模与仿真办公室,负责倡议的实施。1992年7月美国防部公布了“国防科学技术战略”,“综合仿真环境”被列为保持美国军事优势的七大推动技术之一。1995年10月,美国防部公布了“建模与仿真主计划”,提出了美国防部建模与仿真的六个主目标。1997年度的“美国国防技术领域计划”,将“建模与仿真”列为“有助于能极大提高军事能力的四大支柱(战备、现代化、部队结构、持续能力)的一项重要技术,并计划从1996年至2001年投资5.4亿美元、年均投资0.9亿美元”。同时美国国防科学局(Defense Science Board)认为建立集成的综合仿真环境和仿真系统,必须解决五个层次的使能技术,(enabling technologies )(即应能解决实现的技术)。

       第一层次——基础技术。第二层次——元、部件级技术。第三层次——系统级技术。第四层次——应用级技术。第五层次——集成综合环境和建模与仿真工程。

       现在美国已经把部分VR技术投入了使用之中。美国陆军曾经演示了其专有的徒步士兵训练系统(DSTS),一个用来教导部队战术和团队在一个虚拟环境的可穿戴式虚拟现实系统。在空军基地,美国陆军第3步兵师——格鲁吉亚使用DSTS实行了一个特别的训练方式。DSTS被描述为灵活、便携以及能适应高强度训练的系统。

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       DSTS的实现原理与我们目前熟知的主流VR头戴设备一样,只是身体的旋转和位置的判定他们采用了一个特别的穿戴式设备 IMUs。

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       美国国防部长Ashton Carter最近还就跑到了海军BEMR实验室,视察一部分VR,AR相关的工作。BEMR的中文名字是海军混合现实作战空间开发。它是美国空间和海上作战系统中心太平洋分部(SSC Pacific)内的一个实验室。该实验室主要工作方向为探索作战空间可视化服务的大众化技术应用。该实验室目前配备了最新最好的私用VR设备,可支持不同实验服务任务。并通过研究和发展,提升整体海军能力,实现作战人员的最新信息支配。

       除了美国之外,,欧洲对于仿真的研究历来也十分重视。北大西洋公约组织(NATO)于1992年9月成立了DIS工作组。同年欧洲学术界的二百个成员成立了欧洲仿真特殊兴趣组,并于次年组建了“仿真未来:新概念、工具和应用”基础研究工作组。制定了仿真基础研究和开发为第一优先主题。其第二个主题即为开发新的应用领域。尤其是象并行和分布式仿真这样的基础技术,围绕这个主题将就“仿真互操作性”展开行动计划。并对应于美国DIS工作组成立一些对应的“影子”机构进行跟踪研究。

可以大幅度降低训练费用

       各国大力发展VR技术在军事上的应用,很重要的一个原因就是可以大幅度降低训练费用。你可以想象VR技术所带来的节约程度。当训练一个战斗机飞行员时,VR仅需使用20000美元一个的头显和驾驶舱模型就可以,而启用一架真实的飞机则要花费100万美元甚至更多,后续还需要担心使用损毁等问题。

       目前,模拟训练是VR军事应用中的一个重要部分,可以让士兵们亲身实践战场上的感觉。BEMR的首席技术专家Arne Odland说:“在过去的几十年里,VR技术一直被用作模拟训练,主要用于那些在真实系统上十分昂贵甚至危险的项目。”现在BEMR现在正在探索更多的使用案例去提高战场的可视化,力求可以更好的为战场上的每一个士兵提供信息帮助。

       在如今VR技术大众化的环境下,花费和使用方面都会产生巨大变化。大众化意味着我们可以用相对低的价格获得更高质量的设备,让VR技术应用的更广。现在,伴随着成本的降低,政府可以利用大众消费版VR去大大降低军队费用并提高军队能力。大众版硬件几乎价格将会比专业级低100倍甚至更多,这种大众VR可以很好的帮助士兵训练。

       实际上VR技术的广泛应用,无论是对驾驶员进行成功训练的飞行模拟器,或是用来训练军事作战人员虚拟战场,或是基于仿真的设计包括几何外形,传动物理特性和动力学特性的在建模基础上,完成的虚拟样机,还是通过仿真模型在计算机上仿真生产全过程,实现产品的工艺规程,加工制造等生产出的虚拟产品,都已有许多成功事例。

中国起步早技术发展水平高

       中国非常重视仿真技术在军事领域的应用,在VR大发展的今年,也更加重视仿真对军事训练的促进作用。

       我国军用仿真技术的发展已有四十年的历史。建成了航天机电集团以北京仿真中心为代表的,科技集团以上海八院八部的射频、红外仿真系统为代表的服务于各类新型导弹、卫星、运载火箭和鱼雷等仿真的“八大仿真系统”以及用于新型军机研制的飞机工程仿真系统,为仿真技术的研究和应用打下了坚实的基础。

       上世纪90年代我国开始对分布交互仿真,虚拟现实等先进仿真技术及其应用进行研究,开展了较大规模的复杂系统仿真,由单个武器平台的性能仿真发展为多武器平台在作战环境下的对抗仿真。

       现在研制出了连续系统仿真语言ICSLⅡ和ICSL++仿真环境,连续/离散(事件)系统仿真语言IHSL和图形输入仿真语言IFAS等通用仿真语言及射频、红外、反坦克导弹、卫星、战略导弹和运载火箭等半实物仿真专用软件。正在研制基于高档微机、工作站通用、并发、一体化仿真软件。坚持边建边用的原则,在应用方面取得显著成果。

       未来随着技术的发展,VR必将在军事领域更加大放光彩。

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