美軍打造未來戰士

薛曉芳

近日，美國防部邀請專家探討未來5年、10年和20年有哪些技術趨勢能夠幫助戰士應對未來戰爭的復雜狀況，研究未來美軍在地面、空中、海上、太空和網絡空間與敵人工智能機器人作戰問題，探索利用機器人、認知科學和混合現實技術優勢增強士兵戰斗力的方式。與會專家認為，先進虛擬技術對軍事訓練的影響預計在未來幾十年內迅速增長。

2022年的訓練與模擬

混合或混合現實技術

混合現實是將物質世界的元素與數字世界相結合的產物。《第四次轉型：現實和人工智能如何改變一切》一書曾預言，增強現實和人工智能會導致“智能眼鏡”取代智能手機；增強鏡頭將真實世界與計算機生成的圖像混合，做到幾乎與現實無區分。混合現實技術將使訓練場景模擬更為逼真，已在探索使用計算機生成虛擬人來滿足未來訓練需求。

美軍方一直投入現場、虛擬和建設性的技術，未來的混合現實技術將更加動態。美軍目前的模擬訓練有陸軍的綜合訓練環境計劃，已將更多混合現實技術融入訓練場地，如加利福尼亞州彭德爾頓海軍陸戰隊基地營的步兵沉浸教練機。該營地的訓練設施包括近1.4平方米的室內模擬村莊和室外綜合設施，以及支持混合現實技術的幾個地區。

2017年11月14日，佛羅里達州奧蘭多市陸軍締約司令部官員發布小隊沉浸式虛擬訓練師（SiVT）需求，提出SiVT將提供虛擬現實的小單元模擬訓練器，使用混合虛擬現實技術，功能包括與未來陸軍訓練設備互操作；與陸軍共同合成環境（CSE）互操作；士兵快速構建和設計場景；短時間內連續進行多次訓練模擬；訓練后可進行評估。SiVT可仿真小隊的通信和武器系統能跟蹤任務進度，與模擬敵人交戰，支持從單兵基本槍法訓練到全面戰術訓練的全范圍訓練，可仿真作戰士兵的各種動作，詳細識別士兵的手勢、手臂姿勢和面部表情，便于士兵無聲交流。該系統可仿真沙漠、雪山、叢林、城市、地下設施等地形，模擬人聲、戰場噪聲、車輛運動、步兵武器和飛機等戰場環境。

美國波希米亞互動模擬公司一直致力于將虛擬和增強現實技術應用到訓練中，為國防和民用仿真訓練提供解決方案。波希米亞公司2001年開始專門從事戰術導向網絡游戲的視頻游戲開發，今年與美空軍學院簽訂合同，提供幾種仿真產品供學校的軍事戰略研究課程使用，幫助約250名RPA學員每年通過以最新戰術、技術和程序為基礎的可定制情景來獲得遙控飛機和空中力量操作訓練。此外，Facebook、HTC和Sonys等正投入大筆資金為電子游戲行業打造商業的增強現實和虛擬現實的技術，具有成本效益的混合現實系統可以提供身臨其境的真實世界仿真環境，其軍事應用在未來5-10年將繼續增長。

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品更具吸引力。前幾代顯示器沒有足夠分辨率，不能提供真實環境。目前圖像保真度正向4K超高清屏幕發展，可在3年內廣泛使用。新興技術如針對中央凹的增強技術，視網膜背面的一個小型凹陷，可在一年內提供對特定物體的高度關注。中心凹陷可以使系統跟蹤用戶的眼球運動，并在特定的視覺焦點區域而非整個顯示器提供更高分辨率。

提高認知能力的植入式/可穿戴技術

未來，作戰人員將越來越依賴植入式或可穿戴技術來提高認知功能，包括可掛在或插入受訓者頭部的外部裝置，用來增強佩戴者的靈活性或訓練速度。美光暈（Halo）神經科學公司開發了刺激負責記憶學習的大腦部位的運動耳機，提高大腦的力量訓練和目標獲取能力。美精銳部隊已使用該運動耳機，該設備讓用戶戴著尖尖的橡膠底膠，使用經顱直流技術向運動皮層發送電刺激，使用后一小時內，用戶的大腦處于超級學習狀態，有助于加速獲得舉重或目標射擊等技能。該技術可幫助美軍縮短訓練時間，例如使用該技術分析一項技術或軍械，分析時間將由3個星期縮短為3分鐘。雖然目前較多技術仍處科幻小說階段，但在未來10年或更短時間內這些技術將更加適用軍隊。endprint

功能藥物

未來模擬訓練可能需要受訓人員服用認知增強藥物，如苯丙胺或咖啡因等。美軍方已使用了含有強效化學刺激劑的“去丸”，但這些尼古丁和咖啡因類藥物與正開發的認知增強藥物組合（TNT）相比相當原始。DARPA的TNT項目正資助來自學術和軍事機構的7個小組的8項工作，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。該項目處于4年的中期，目標是確定能夠增強技能學習的無創神經刺激方法。TNT項目通過有針對性的神經可塑性訓練，研究外周神經刺激與其對大腦可塑性影響相聯系的基本原理。突觸可塑性是大腦中的一個自然過程，涉及兩個神經元聯系的加強或減弱，并且是記憶和學習功能的關鍵。DARPA希望TNT比傳統訓練方案的學習效率或技能表現至少提高30%，且副作用最小，該項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，預計4年內投入6 000萬美元。加強認知因素并不能完全取代訓練，而是增加訓練的步調和效果。如語言訓練的標準訓練常不能滿足要求，但TNT增強訓練會提高達標比率。

2027年的訓練與模擬

未來模擬訓練的教官等非真人

人工智能能力將在10年內迅速提升。智能機器將在虛擬領域（通過游戲化、機器人和混合現實技術）以及“先進人形化身”領域發揮重要作用。未來模擬訓練的教官將是根據需要設計的“數字工程人員”而非真人。無論是教官還是分析師，這些“先進化身”將能夠根據需要立即在語言或技能組之間切換。這些“數字工程人員”將幫助士兵、水手、飛行員或海軍陸戰隊員通過先進混合現實技術開發訓練場地，教官們可快速改變環境模仿任何特定場景。

能響應現實世界事態的虛擬增強現實技術（VAR）

虛擬增強現實領域專家也正努力使增強現實技術響應現實世界的聲音和事件。這種復雜的增強現實技術最短在5年或10-15年內可用，但隨著耳機和軟件等設備的普及，虛擬增強現實技術的運用可能會加速。

2037年的訓練與模擬

人工智能機器人戰士

未來美軍開展的訓練將完全自主系統沖突涵蓋在內。人工智能、大數據分析和增材制造正在日益改變戰場，而戰場服務也正納入更多無人系統。人工智能機器已在金融市場上展開激烈競爭，彭博社2016年度報告稱，電腦系統交易策略（或投資機器人）管理的量化基金增長最快。相關技術將很快投入到軍事領域。

應對“無道德規范”的機器戰爭

美軍未來需要做好不同戰爭類型的準備。目前戰爭中操作人員始終在殺戮鏈條循環中，機器不會在無人觸動情況下決定射擊目標，但軍方必須做好未來對手的“無道德規范”的機器戰爭。特別是全自主艦艇編隊作戰、全自主蜂群作戰等。

數據傳輸和通信無縫連接的戰爭

未來20多年，認知修改將使人類通過人工智能更直接地連接網絡，形成“人工智能和人融合”和未來戰士的多維度意識，未來戰士將有較多可部署的人工智能，可以通過外部網絡部署在戰士之外。這將使部隊與自主武器或監視系統更加緊密互動，作戰雙方圍繞數據傳輸和通信連接的爭斗將更為激烈。

量子計算讓未來模擬訓練如臨戰場

未來量子計算的發展，量子比特處理比當前超算更快更高，也將對模擬技術和增材制造等許多領域產生重大影響。量子計算的模擬效率更高，可以實時渲染出逼真畫面，增強混合現實的真實度和畫面感。量子計算能力能大幅度提高未來的遠程聯合模擬作戰的臨場感等。endprint