科技領域的下一場革命，即 混合現實 技術(本文中的混合現實包括增強現實和 虛擬現實 )，正在改變美國海軍和海軍陸戰隊進行系統培訓、執行任務、維護和原型設計的方式。增強現實是將電腦生成的圖像疊加在真實世界中，而虛擬現實，已經存在了數十年的時間，用戶的視野被遮擋，并且完全被由電腦生成的圖像所替代。這兩項技術都是在視覺上使用了由電腦生成的信息。有了美國海軍位于圣迭戈的Battlespace Exploitation of Mixed Reality實驗室(以下簡稱BEMR實驗室)的幫助，研究人員正在尋求使用現有的價格低廉的商用產品來研究VR和AR在軍事領域的應用。

其中的一項創新，名為GunnAR統一射擊系統，該系統使用 增強現實 頭盔作為武器系統的一部分。GunnAR系統從海軍的射擊聯絡官和武器系統中獲取信息，并且將其呈現在甲板上炮手的頭盔中。根據BEMR實驗室的說法，該技術改善了傳統的獲取信息和授權炮手開火的方式，美國海軍在數十來年，一直使用老舊的無線電和聲力電話，這些設備的聲音在機槍的射擊聲以及必須要配備的聽覺保護措施下很難聽清楚。

GunnAR系統是使用虛擬現實原型技術來開發的。這種虛擬地創作任何物體，快速地進行虛擬測試，并且立刻將其應用到戰士身上的能力，正在讓新奇的創意在很短的時間內進入原型階段，并且只需花費少量的資金，BEMR實驗室的領導Heidi Buck說道。

“如果我想要在真實世界中開發頭盔系統，我不得不去做實彈測試。我還需要站在一艘軍艦的甲板上，”Buck說道。“并且你知道，所有這些都是非常昂貴且耗費時間的，并且我還需要協調一些大型的測試。與此相反，我能夠將專家們虛擬的帶到軍艦甲板上，并且讓他們觀看不同的設計。他們可以預演火炮系統的工作過程，觀看視野中的所有物體， 并且快速地聯機重新設計，來改進火炮系統，就好像他們真的站在軍艦甲板上那樣。 ”

BEMR實驗室隸屬于美國海軍旗下的空間和海上作戰系統中心太平洋分部，該實驗室被正在考慮游戲領域，以及所謂的沉浸式技術領域那些尖端的混合現實硬件和軟件。BEMR實驗室承擔著為美國海軍、海軍陸戰隊和其他國防事務探索、評估和應用這些新技術的職責，因為虛擬現實和增強現實可以用在多種不同的應用場景內。

“我們專注于研究所有那些價格低廉的設備，以及如何在接下來的五年、十年、十五年、二十年內應用它們，”Buck說道。

Buck是該實驗室的創始人之一，該實驗室啟動于三年前，獲得了來自美國海軍研究辦公室的資助和裝備。他需要設定BEMR的技術方向，進行日常的運營并且舉辦展示活動。在美軍空間和海戰系統司令部的指揮下，BEMR實驗室也很快成長為了一個有變革能力的工具，已經成為美國海軍旗下指揮、控制、通信、計算機、智能、監測和偵查(C4ISR)能力的一部分。

“你可以想象一下，走進一間空屋子，來觀看增強現實能夠如何被用來進行戰場可視化，”Buck說道。“我們能夠控制無人機或艦隊。在虛擬環境中，我們能夠創作出任何物體，并且展現任何物體。現在，我們有了這種在虛擬現實中的快速原型設計能力，我們能夠非常簡單地測試解決方案。這就讓我們能夠向軍方展示這些概念，并且可以讓我們更快一些地將新的能力應用到艦隊中。”

通過幫助戰士們預演那些危險的，成本非常昂貴或很少遇到的任務，混合現實證明了自己在培訓方面的益處。BEMR實驗室應用了美國海軍官員們稱之為虛擬設備環境的技術，可以虛擬地演練發動機部件裝配和拆解過程。這可以被用來可視化任何設備的任何維護工作培訓課程。另一個工具名為Aircraft Carrier Environment Simulator(航空母艦環境模擬器)，可以用來培訓特定的航空母艦上任何崗位的工作人員。此外，還可以使用360°的觀看設備來體驗360°視頻，讓戰士們熟悉任務，并且讓他們在實際參與任務之前就能獲得經驗。

比如，該實驗室最近幫助美國海軍SEAL團隊培訓停靠一個潛水員運輸載具(SDV)。通過使用360°技術來演練，可以虛擬地將SDV安置在一艘潛艇的干燥的甲板上，并且可以讓美國海軍的SEAL團隊成員培訓高度復雜且危險的活動，而無需面臨真正的SDV停靠作業會帶來的高風險和高成本。

雖然人們能夠很容易地理解虛擬培訓，要掌握如何將混合現實技術用于系統維護、原型設計和操作，還有一點點困難。但是，這項技術仍然被證明是有用的。尤其是，增強現實在維護作業中非常有效。“比如說你在一艘船上，上面有一些大型設備的組件無法正常工作，或者說損壞了，”Buck與我們分享道。“你可以戴上增強現實眼鏡，并且看到疊加在上面的信息。接下來，該平臺能夠提供分步的指導，比如如何啟動某個旋鈕，如何拆解和修復等等。使用增強現實就像是有一個虛擬的專家或一個遠程專家在你身邊那樣，指導你如何完成任務。”

在實際行動中，混合現實技術正在提升士兵們瞄準目標和執行任務的能力，正如美國海軍從GunnAR系統中得到的那樣。“在這中場景下，增強現實是非常棒的，因為炮手能夠看著海面上的船只或者任何目標，并且獲得疊加的增強現實信息，之后在炮手的視野中，就會出現射擊指令以及其他任何炮手可能會需要的信息。你可以在船上的任何地方使用這種成像能力。你可以走到艦橋上，查看視野范圍內那些你需要知道的重要信息。”Buck說道。

將虛擬現實用于原型設計“對我們來說是非常有價值的，”她肯定地說。“比如，你需要創建一個大型的軍艦系統。你可以和一大群工程師、一大批設計資料一起，來開始創建這個龐大的系統。而我則能夠在虛擬現實中虛擬地進行創建。我們能讓專家們虛擬地來到船上，并且給出反饋。我們能查看同一個部件的不同的虛擬設計，并且無需在真實世界中花費成本來制造它。在虛擬世界中，這些都不存在。你在虛擬世界中會沒有任何限制，這樣我們能夠很快地創建物體，并且很快地進行原型設計。”

BEMR實驗室現在的座右銘是，優先在虛擬世界中設計，讓每個人都認同一個設計，接下來再真正創建這個這個系統，Buck解釋道。

“這將為海軍帶來成本的大幅降低，因為你是在真正開始生產之前就已經在測試、嘗試并且確定設計方案了，”SSC Pacific的員工Patric Petrie補充道。

為了進行這些混合現實的開發工作，使用正確的工具是很重要的。為了達到這一目的，BRMR實驗室正在測試任何Buck所知的產品。該實驗室想要使用先進的手套來跟蹤手部動作，同時使用手套和背心來提供觸覺反饋。他們還想要使用眼動跟蹤技術。“我們需要各種類型的硬件和設備，”她承認。“我們自己并沒有在開發頭顯，也不想做這個，所以任何有頭顯產品的新公司，我都會非常非常感興趣。并且我想與這些公司取得聯系，體驗他們的頭顯，來看看其優勢和劣勢。”

然而，對于一個任務是利用商業上可用的技術，來滿足美國海軍和海軍陸戰隊獨特的需求的實驗室來說，這在有時還是一個挑戰。Buck注意到，大多數的主流消費級增強現實或虛擬現實產品并不是為了嚴酷的軍事領域而設計的。

“海軍會有各種各樣的特殊情況，比如從甲板上刺眼的光照環境突然走進一間黑暗的屋子，”這位實驗室的領導說。“所以你的增強現實頭顯需要能夠快速和可信賴的做出適應。普通的消費者可能會戴著頭顯在自己家中走動，或者去逛街。與之相比，軍艦甲板上的炮手將會經歷設備的振動、巨大的噪音、海浪的潑濺，各種天氣狀況，以及船身的晃動和搖擺。”

美國海軍與行業企業有著特殊的協議，來用這些技術滿足軍事領域的需求，包括協同搜索和開發的協議。比如，BEMR實驗室與DAQRI有一個協議，這是一家位于洛杉磯的增強現實頭盔技術公司，他們幫助將硬件整合到GunnAR系統中。“實際上，我們聯系了一些行業巨頭，并且和他們探討了我們獨特的需求，”Buck說道。

來自實驗室的官員們計劃參觀全國范圍內的虛擬現實主題樂園和其他沉浸式體驗，來增進對新技術的了解。這家正在壯大的實驗室也發現它正處在一個獨特的位置，他們需要雇用一些藝術家和工程師來開發模擬器所使用的3D模型和動畫內容。“我們正在和好萊塢的布景設計師、電影設計師、游戲設計師和其他藝術家們合作，”Buck特別提到。

然而，目前最好的消息來自于參觀過這個實驗室的士兵們。平均下來，BRMR實驗室每年有3000個參觀者，并且其中大約有6000名士兵是因為技術演示而來的。

“我們這個實驗室正在迎來很多的參觀者，他們很容易就會看到混合現實技術的好處，并且能夠看到這項技術在未來的應用，”Buck說道。“讓這些人來參觀，可以讓我們收集來自不同兵種和部門的士兵們的想法。我們可以收集、審查、原型化這些想法并且根據這些想法做出改善。”

此外，該實驗室的成就很快就引起來來自高層領導的注意和支持。其中一個曾經參觀過的海軍上將就曾說，“這就像是‘星際迷航’一樣。當你面對那些你甚至從未考慮過的問題時，如果有人能夠將其進行可視化，你或許可以想到一個解決方案。”Petrie說道。

對于Buck來說，BEMR實驗室“真的讓我們能夠掌握海軍和其他兵種正在面臨的問題，并且或許可以通過低成本的混合現實技術來解決它們。”

文章來源：VR網 如轉載請標明出處

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