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增强现实技术离实战还有多远?

2022-07-08

海外文摘 2022年7期
关键词:战场士兵图像

战争的胜败往往取决于军人对敌人以及作战区域的了解程度。哪一段排水渠可能埋有炸药?狙击手在哪些地方射杀过目标?暴雨过后,哪里的水源可能被农业废弃物污染了?哪些居民有帮助过敌军的嫌疑?这些战术情报都帮得上忙。军队搜集好情报后,会传到电脑上,但要想在战场上充分发挥情报的价值,从来都不是一件容易的事。增强现实技术问世后,事情有了转机。

增强现实技术可以将电脑图像叠加到我们的视野上,在游戏行业和家具行业等诸多领域,都可以看到该技术的广泛应用。借助它,美国陆军希望可以为士兵的头盔装上高科技的透明面罩,届时,士兵执行任务,无需动手,有价值的情报就会自动弹出。为了将愿景转为现实,美国陆军去年3月和微软签署协定,共同研发新系统。这个项目十年内有可能花掉219亿美元的巨资。

美国陆军将这一系统称作“集成视觉增强系统”。大卫·马拉是微软方面的负责人。据他描述,该系统相当于一个全息电脑,佩戴者就算跑动了,目光移向别处了,图像也不会晃。

“集成视觉增强系统”魔法般的效果离不开多种数据的分析和合成:全球定位系统接收机准确定位佩戴者的位置,误差会控制在厘米级;加速度计和陀螺仪采集佩戴者的动作;摄像机负责完成眼动追踪。“集成视觉增强系统”还需要掌握佩戴者的周遭环境,这一点可以借助激光雷达实现,其工作原理与雷达类似——红外激光脉冲发出后,碰到附近的物体,弹回,传感器会记录脉冲的往返时间。如此一来,周遭物体的距离就可以确定了。再加上机器视觉系统的识别功能,佩戴者的移动轨迹便出来了。马拉说:“这意味着我们可以实时掌握一切事物的三维坐标。”

“集成视觉增强系统”必须高速运转,及时给头显输出图像,否则,延迟一旦超过七毫秒,就可能引起佩戴者前庭眼不适。增强现实技术和虚拟现实技术长期发展受限,正是受制于这种眩晕反应。马拉称多数情况下,“集成视觉增强系统”都可以在这一时限内完成工作。

微软本身就有一款增强现实头显,名为“全息透镜”,多用于商业和科研领域。微软此次打造“集成视觉增强系统”,就是在“全息透镜”的基础上升级改造的。为了达到军用标准,新版本更加结实可靠,并且加上了计算单元和电池,二者互为一体,略大于普通的智能手机,佩戴者需将其卡在胸前。

设备升级和任务前上传战术情报,可由无线传输完成。设备显示的文字和图像能为士兵在陌生环境下行动提供指引,还可以高亮显示友军、敌军以及可疑方位。头显搭载了面部识别技术,有价值的目标一旦出现,就会标注出来。苏珊·冯是弗吉尼亚州陆军贝尔沃堡军事基地的项目副主任。她说有了这项技术,士兵就无需低头看屏幕了,他们可以将所有注意力集中在行动和接敌上。此外,“集成视觉增强系统”能和微软的智能云平台“蔚蓝”交互信息,这意味着“集成视觉增强系统”可以实现翻译等更多功能。这款头显重一公斤左右,已投入生产。

对增强现实技术感兴趣的,并非美国陆军一家,美国海军陆战队也是“集成视觉增强系统”项目的合作伙伴。“全息透镜”之类的头显改装后,还有望用于舰艇。英国皇家海军希望军官不论在舰上的哪个角落,都可以实时看到舰桥屏幕上的画面,为此,英国军方给军品巨头英国航空航天系统公司投了2550万美元。

增强现实技术在坦克内部的用处或许更大。坦克兵观察外面的情形,都是靠潜望镜。“透明盔甲”是乌克兰基辅的一家技术公司,用公司总工丹尼尔·科夫兹恩的话讲,“这就跟用钢管看世界差不多。”公司研发的新系统依托装甲车的红外传感器和摄像头采集画面,实时生成图像。不久的将来,公司将利用无人机采集画面。

乌克兰部队已经有几辆装甲车装配了新系统。行动前,战场管理系统会给装甲车上的新系统传输情报。“任务前,指挥官可以根据需要标注目标。”瓦迪姆·斯柳萨上校表示,“选项很多,从污水管等地下基础设施,到医疗直升机降落点,再到历史建筑、战斗多发地段、危险地段,都可以标注。”一套装备的起始售价为5万美元,乌克兰最近又下了50笔订单。阿拉伯联合酋长国也跟“透明盔甲”公司买了50套。

士兵在战场上离不开光学设备,增强现实技术可以扩展这些设备的功能。2019年9月,美国陆军为其双筒增强型夜视仪加装了增强现实功能。新的功能由佛罗里达州的哈里斯科技公司研发,可以突显热源,增强可用光线,让物体在黑暗中变得可见。

夜视仪能让佩戴者了解周遭的情形,增强现实技术则可以为其标注友军、敌军、集合地点等信息。哈里斯公司研发了一个叫“战士之网”的无线网,这些目标的坐标都从网上获取。设备还有个功能叫“目标快速获取”。公司综合视野项目的负责人林恩·波伦吉表示,这一功能在部队大受欢迎。此功能需要在步枪上安装惯性测量单元,作战时,增强现实技术会借助该单元,将虚拟十字瞄准器对准目标。往日,士兵躲在掩体后,要想射击敌人,就得探出头,将眼睛贴在瞄准器上瞄准对手。有了“目标快速获取”功能,士兵便可以在掩体后完成射击。美国陆军和海军陆战队已经下了订单,为6000多台夜视仪加裝了此功能。

有了这项技术,士兵就无需低头看屏幕了,他们可以将所有注意力集中在行动和接敌上。

这一切听起来非常酷炫,但目前看来,将增强现实技术用于实战,在相当长的一段时间内将是武器装备强国的专利。德军研究团队的负责人马塞尔·巴尔表示,英国、德国、立陶宛、荷兰和挪威的军队在增强现实技术研究方面处于世界领先地位,但这些国家也需要十年左右,才能真正意义地在战场上应用该技术。他还补充道,在训练中应用增强现实技术,或将其用于武器装备的维护和设计,就是另一回事了,这些要简单些,更容易实现。

不过,野心在技术领域从来不是稀缺品。加州的初创公司“魔咒视觉”就在研发一种带增强现实功能的隐形眼镜,并得到了美国国防部高级研究计划局的资助。这种眼镜内部装有极小的电池、眼动追踪传感器以及沙粒大小的发光二极管(LED)阵列。该阵列可无线接收图像,并将图像投放到佩戴者的视网膜上,亮度会根据环境光自动调节。“魔咒视觉”的市场总监史蒂夫·辛克莱称,产品有望在几年内投入使用。

增强现实技术到底能否在战场上行得通,尚无定论,但可以肯定的是,该技术一旦用于战场,肯定会带来许多隐患。设计者必须清楚,视觉增强的度在哪里——信息增加到什么程度,会导致信息过载,引发混乱。设计者还要意识到,训练是训练,实战是实战,技术就算能应付训练需求,也不代表它可以应对战场上纷繁复杂的环境。叠加的数据一旦出现问题,就会引发大麻烦。并且,系统万一被敌方黑了,后果将不堪设想。

还有一个风险点值得注意。增强现实技术会大大降低指挥官遥控战场的难度,借助该技术,他们可以从远方指挥士兵的一举一动。巴黎一家咨询公司的工作人员阿克塞尔·戴弗尔指出:“这些指挥官在大后方指挥千里之外的战局,会让人觉得战场上的军人是任人摆布的棋子。但各级部队想要有战斗力,没有一定的自治权,肯定不行。”由此可见,增强现实技术对作战而言,有利有弊。

[编译自英国《经济学人》]

编辑:要媛

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