科技領(lǐng)域的下一場(chǎng)革命，即 混合現(xiàn)實(shí) 技術(shù)(本文中的混合現(xiàn)實(shí)包括增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和 虛擬現(xiàn)實(shí) )，正在改變美國(guó)海軍和海軍陸戰(zhàn)隊(duì)進(jìn)行系統(tǒng)培訓(xùn)、執(zhí)行任務(wù)、維護(hù)和原型設(shè)計(jì)的方式。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)是將電腦生成的圖像疊加在真實(shí)世界中，而虛擬現(xiàn)實(shí)，已經(jīng)存在了數(shù)十年的時(shí)間，用戶(hù)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(xiàng)技術(shù)都是在視覺(jué)上使用了由電腦生成的信息。有了美國(guó)海軍位于圣迭戈的Battlespace Exploitation of Mixed Reality實(shí)驗(yàn)室(以下簡(jiǎn)稱(chēng)BEMR實(shí)驗(yàn)室)的幫助，研究人員正在尋求使用現(xiàn)有的價(jià)格低廉的商用產(chǎn)品來(lái)研究VR和AR在軍事領(lǐng)域的應(yīng)用。

其中的一項(xiàng)創(chuàng)新，名為GunnAR統(tǒng)一射擊系統(tǒng)，該系統(tǒng)使用 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí) 頭盔作為武器系統(tǒng)的一部分。GunnAR系統(tǒng)從海軍的射擊聯(lián)絡(luò)官和武器系統(tǒng)中獲取信息，并且將其呈現(xiàn)在甲板上炮手的頭盔中。根據(jù)BEMR實(shí)驗(yàn)室的說(shuō)法，該技術(shù)改善了傳統(tǒng)的獲取信息和授權(quán)炮手開(kāi)火的方式，美國(guó)海軍在數(shù)十來(lái)年，一直使用老舊的無(wú)線電和聲力電話(huà)，這些設(shè)備的聲音在機(jī)槍的射擊聲以及必須要配備的聽(tīng)覺(jué)保護(hù)措施下很難聽(tīng)清楚。

GunnAR系統(tǒng)是使用虛擬現(xiàn)實(shí)原型技術(shù)來(lái)開(kāi)發(fā)的。這種虛擬地創(chuàng)作任何物體，快速地進(jìn)行虛擬測(cè)試，并且立刻將其應(yīng)用到戰(zhàn)士身上的能力，正在讓新奇的創(chuàng)意在很短的時(shí)間內(nèi)進(jìn)入原型階段，并且只需花費(fèi)少量的資金，BEMR實(shí)驗(yàn)室的領(lǐng)導(dǎo)Heidi Buck說(shuō)道。

“如果我想要在真實(shí)世界中開(kāi)發(fā)頭盔系統(tǒng)，我不得不去做實(shí)彈測(cè)試。我還需要站在一艘軍艦的甲板上，”Buck說(shuō)道。“并且你知道，所有這些都是非常昂貴且耗費(fèi)時(shí)間的，并且我還需要協(xié)調(diào)一些大型的測(cè)試。與此相反，我能夠?qū)?zhuān)家們虛擬的帶到軍艦甲板上，并且讓他們觀看不同的設(shè)計(jì)。他們可以預(yù)演火炮系統(tǒng)的工作過(guò)程，觀看視野中的所有物體， 并且快速地聯(lián)機(jī)重新設(shè)計(jì)，來(lái)改進(jìn)火炮系統(tǒng)，就好像他們真的站在軍艦甲板上那樣。 ”

BEMR實(shí)驗(yàn)室隸屬于美國(guó)海軍旗下的空間和海上作戰(zhàn)系統(tǒng)中心太平洋分部，該實(shí)驗(yàn)室被正在考慮游戲領(lǐng)域，以及所謂的沉浸式技術(shù)領(lǐng)域那些尖端的混合現(xiàn)實(shí)硬件和軟件。BEMR實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)著為美國(guó)海軍、海軍陸戰(zhàn)隊(duì)和其他國(guó)防事務(wù)探索、評(píng)估和應(yīng)用這些新技術(shù)的職責(zé)，因?yàn)樘摂M現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)可以用在多種不同的應(yīng)用場(chǎng)景內(nèi)。

“我們專(zhuān)注于研究所有那些價(jià)格低廉的設(shè)備，以及如何在接下來(lái)的五年、十年、十五年、二十年內(nèi)應(yīng)用它們，”Buck說(shuō)道。

Buck是該實(shí)驗(yàn)室的創(chuàng)始人之一，該實(shí)驗(yàn)室啟動(dòng)于三年前，獲得了來(lái)自美國(guó)海軍研究辦公室的資助和裝備。他需要設(shè)定BEMR的技術(shù)方向，進(jìn)行日常的運(yùn)營(yíng)并且舉辦展示活動(dòng)。在美軍空間和海戰(zhàn)系統(tǒng)司令部的指揮下，BEMR實(shí)驗(yàn)室也很快成長(zhǎng)為了一個(gè)有變革能力的工具，已經(jīng)成為美國(guó)海軍旗下指揮、控制、通信、計(jì)算機(jī)、智能、監(jiān)測(cè)和偵查(C4ISR)能力的一部分。

“你可以想象一下，走進(jìn)一間空屋子，來(lái)觀看增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)能夠如何被用來(lái)進(jìn)行戰(zhàn)場(chǎng)可視化，”Buck說(shuō)道。“我們能夠控制無(wú)人機(jī)或艦隊(duì)。在虛擬環(huán)境中，我們能夠創(chuàng)作出任何物體，并且展現(xiàn)任何物體。現(xiàn)在，我們有了這種在虛擬現(xiàn)實(shí)中的快速原型設(shè)計(jì)能力，我們能夠非常簡(jiǎn)單地測(cè)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(yīng)用到艦隊(duì)中?！?

通過(guò)幫助戰(zhàn)士們預(yù)演那些危險(xiǎn)的，成本非常昂貴或很少遇到的任務(wù)，混合現(xiàn)實(shí)證明了自己在培訓(xùn)方面的益處。BEMR實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用了美國(guó)海軍官員們稱(chēng)之為虛擬設(shè)備環(huán)境的技術(shù)，可以虛擬地演練發(fā)動(dòng)機(jī)部件裝配和拆解過(guò)程。這可以被用來(lái)可視化任何設(shè)備的任何維護(hù)工作培訓(xùn)課程。另一個(gè)工具名為Aircraft Carrier Environment Simulator(航空母艦環(huán)境模擬器)，可以用來(lái)培訓(xùn)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(shè)備來(lái)體驗(yàn)360°視頻，讓?xiě)?zhàn)士們熟悉任務(wù)，并且讓他們?cè)趯?shí)際參與任務(wù)之前就能獲得經(jīng)驗(yàn)。

比如，該實(shí)驗(yàn)室最近幫助美國(guó)海軍SEAL團(tuán)隊(duì)培訓(xùn)?？恳粋€(gè)潛水員運(yùn)輸載具(SDV)。通過(guò)使用360°技術(shù)來(lái)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(guó)海軍的SEAL團(tuán)隊(duì)成員培訓(xùn)高度復(fù)雜且危險(xiǎn)的活動(dòng)，而無(wú)需面臨真正的SDV?？孔鳂I(yè)會(huì)帶來(lái)的高風(fēng)險(xiǎn)和高成本。

雖然人們能夠很容易地理解虛擬培訓(xùn)，要掌握如何將混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)用于系統(tǒng)維護(hù)、原型設(shè)計(jì)和操作，還有一點(diǎn)點(diǎn)困難。但是，這項(xiàng)技術(shù)仍然被證明是有用的。尤其是，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)在維護(hù)作業(yè)中非常有效。“比如說(shuō)你在一艘船上，上面有一些大型設(shè)備的組件無(wú)法正常工作，或者說(shuō)損壞了，”Buck與我們分享道?！澳憧梢源魃显鰪?qiáng)現(xiàn)實(shí)眼鏡，并且看到疊加在上面的信息。接下來(lái)，該平臺(tái)能夠提供分步的指導(dǎo)，比如如何啟動(dòng)某個(gè)旋鈕，如何拆解和修復(fù)等等。使用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)就像是有一個(gè)虛擬的專(zhuān)家或一個(gè)遠(yuǎn)程專(zhuān)家在你身邊那樣，指導(dǎo)你如何完成任務(wù)?！?

在實(shí)際行動(dòng)中，混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)正在提升士兵們瞄準(zhǔn)目標(biāo)和執(zhí)行任務(wù)的能力，正如美國(guó)海軍從GunnAR系統(tǒng)中得到的那樣?！霸谶@中場(chǎng)景下，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)是非常棒的，因?yàn)榕谑帜軌蚩粗Ｃ嫔系拇换蛘呷魏文繕?biāo)，并且獲得疊加的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)信息，之后在炮手的視野中，就會(huì)出現(xiàn)射擊指令以及其他任何炮手可能會(huì)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(nèi)那些你需要知道的重要信息。”Buck說(shuō)道。

將虛擬現(xiàn)實(shí)用于原型設(shè)計(jì)“對(duì)我們來(lái)說(shuō)是非常有價(jià)值的，”她肯定地說(shuō)?！氨热纾阈枰?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)大型的軍艦系統(tǒng)。你可以和一大群工程師、一大批設(shè)計(jì)資料一起，來(lái)開(kāi)始創(chuàng)建這個(gè)龐大的系統(tǒng)。而我則能夠在虛擬現(xiàn)實(shí)中虛擬地進(jìn)行創(chuàng)建。我們能讓專(zhuān)家們虛擬地來(lái)到船上，并且給出反饋。我們能查看同一個(gè)部件的不同的虛擬設(shè)計(jì)，并且無(wú)需在真實(shí)世界中花費(fèi)成本來(lái)制造它。在虛擬世界中，這些都不存在。你在虛擬世界中會(huì)沒(méi)有任何限制，這樣我們能夠很快地創(chuàng)建物體，并且很快地進(jìn)行原型設(shè)計(jì)。”

BEMR實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)在的座右銘是，優(yōu)先在虛擬世界中設(shè)計(jì)，讓每個(gè)人都認(rèn)同一個(gè)設(shè)計(jì)，接下來(lái)再真正創(chuàng)建這個(gè)這個(gè)系統(tǒng)，Buck解釋道。

“這將為海軍帶來(lái)成本的大幅降低，因?yàn)槟闶窃谡嬲_(kāi)始生產(chǎn)之前就已經(jīng)在測(cè)試、嘗試并且確定設(shè)計(jì)方案了，”SSC Pacific的員工Patric Petrie補(bǔ)充道。

為了進(jìn)行這些混合現(xiàn)實(shí)的開(kāi)發(fā)工作，使用正確的工具是很重要的。為了達(dá)到這一目的，BRMR實(shí)驗(yàn)室正在測(cè)試任何Buck所知的產(chǎn)品。該實(shí)驗(yàn)室想要使用先進(jìn)的手套來(lái)跟蹤手部動(dòng)作，同時(shí)使用手套和背心來(lái)提供觸覺(jué)反饋。他們還想要使用眼動(dòng)跟蹤技術(shù)?！拔覀冃枰鞣N類(lèi)型的硬件和設(shè)備，”她承認(rèn)?！拔覀冏约翰](méi)有在開(kāi)發(fā)頭顯，也不想做這個(gè)，所以任何有頭顯產(chǎn)品的新公司，我都會(huì)非常非常感興趣。并且我想與這些公司取得聯(lián)系，體驗(yàn)他們的頭顯，來(lái)看看其優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)?！?

然而，對(duì)于一個(gè)任務(wù)是利用商業(yè)上可用的技術(shù)，來(lái)滿(mǎn)足美國(guó)海軍和海軍陸戰(zhàn)隊(duì)獨(dú)特的需求的實(shí)驗(yàn)室來(lái)說(shuō)，這在有時(shí)還是一個(gè)挑戰(zhàn)。Buck注意到，大多數(shù)的主流消費(fèi)級(jí)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)或虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品并不是為了嚴(yán)酷的軍事領(lǐng)域而設(shè)計(jì)的。

“海軍會(huì)有各種各樣的特殊情況，比如從甲板上刺眼的光照環(huán)境突然走進(jìn)一間黑暗的屋子，”這位實(shí)驗(yàn)室的領(lǐng)導(dǎo)說(shuō)?！八阅愕脑鰪?qiáng)現(xiàn)實(shí)頭顯需要能夠快速和可信賴(lài)的做出適應(yīng)。普通的消費(fèi)者可能會(huì)戴著頭顯在自己家中走動(dòng)，或者去逛街。與之相比，軍艦甲板上的炮手將會(huì)經(jīng)歷設(shè)備的振動(dòng)、巨大的噪音、海浪的潑濺，各種天氣狀況，以及船身的晃動(dòng)和搖擺?！?

美國(guó)海軍與行業(yè)企業(yè)有著特殊的協(xié)議，來(lái)用這些技術(shù)滿(mǎn)足軍事領(lǐng)域的需求，包括協(xié)同搜索和開(kāi)發(fā)的協(xié)議。比如，BEMR實(shí)驗(yàn)室與DAQRI有一個(gè)協(xié)議，這是一家位于洛杉磯的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)頭盔技術(shù)公司，他們幫助將硬件整合到GunnAR系統(tǒng)中?！皩?shí)際上，我們聯(lián)系了一些行業(yè)巨頭，并且和他們探討了我們獨(dú)特的需求，”Buck說(shuō)道。

來(lái)自實(shí)驗(yàn)室的官員們計(jì)劃參觀全國(guó)范圍內(nèi)的虛擬現(xiàn)實(shí)主題樂(lè)園和其他沉浸式體驗(yàn)，來(lái)增進(jìn)對(duì)新技術(shù)的了解。這家正在壯大的實(shí)驗(yàn)室也發(fā)現(xiàn)它正處在一個(gè)獨(dú)特的位置，他們需要雇用一些藝術(shù)家和工程師來(lái)開(kāi)發(fā)模擬器所使用的3D模型和動(dòng)畫(huà)內(nèi)容?！拔覀冋诤秃萌R塢的布景設(shè)計(jì)師、電影設(shè)計(jì)師、游戲設(shè)計(jì)師和其他藝術(shù)家們合作，”Buck特別提到。

然而，目前最好的消息來(lái)自于參觀過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)室的士兵們。平均下來(lái)，BRMR實(shí)驗(yàn)室每年有3000個(gè)參觀者，并且其中大約有6000名士兵是因?yàn)榧夹g(shù)演示而來(lái)的。

“我們這個(gè)實(shí)驗(yàn)室正在迎來(lái)很多的參觀者，他們很容易就會(huì)看到混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)的好處，并且能夠看到這項(xiàng)技術(shù)在未來(lái)的應(yīng)用，”Buck說(shuō)道?！白屵@些人來(lái)參觀，可以讓我們收集來(lái)自不同兵種和部門(mén)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(jù)這些想法做出改善?！?

此外，該實(shí)驗(yàn)室的成就很快就引起來(lái)來(lái)自高層領(lǐng)導(dǎo)的注意和支持。其中一個(gè)曾經(jīng)參觀過(guò)的海軍上將就曾說(shuō)，“這就像是‘星際迷航’一樣。當(dāng)你面對(duì)那些你甚至從未考慮過(guò)的問(wèn)題時(shí)，如果有人能夠?qū)⑵溥M(jìn)行可視化，你或許可以想到一個(gè)解決方案?！盤(pán)etrie說(shuō)道。

對(duì)于Buck來(lái)說(shuō)，BEMR實(shí)驗(yàn)室“真的讓我們能夠掌握海軍和其他兵種正在面臨的問(wèn)題，并且或許可以通過(guò)低成本的混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)來(lái)解決它們。”

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