美国警察训练中虚拟现实技术和增强现实技术的运用

编译/田颖

目前，美国警方正在将虚拟现实技术（AR）和增强现实技术（VR）融入模拟实景训练中，也许在不远的未来，警员们不必再走进教室聆听课堂讲授，不必再听到训练教官点名或是与教官面对面进行模拟对抗。

警察接到911 报警中心派遣的任务，有人在自家车库外遭到家暴。在漆黑的夜色中，警察顶着暴风雪赶往现场，发现三人扭打在一起，其中两人宣称另一人持有枪支。警察仅通过使用口头警告战术，缓和现场紧张气氛，避免发生更严重的冲突，就结束了事件处置，将其中一人以非法持有武器的罪名带走。

这一事件就这样和平解决了。但是，只要了解了这个地区以往的治安状况，就知道今天出警的警察实在是太幸运了，不知道他们下次还能不能有这么好的运气。于是，他们摘掉外形奇怪的头戴式受话器，立即回到警察局的训练中心。屋子里除了把他们团团围住的六名同事外空无一物。

这是一个虚拟现实技术营造的模拟实景，是目前美国警察训练的最新工具，被美国多地警察局采纳使用。

快速增长的市场

已经有几家公司研发推出了通过虚拟现实技术或增强现实技术实现的模拟训练系统，在今后的几个月或几年中，将会有更多公司推出各自的训练系统。

互动模拟训练领域长久以来的领先者——MILO Range在2004 年率先推出了计算机辅助的模拟训练系统，制定了模拟训练的内容纲要、模拟靶场设计以及所需设备。

2021 年5 月，美国埃克森公司推出了虚拟现实模拟训练系统，称该系统“将为警察提供身临其境的虚拟现实训练内容，帮助培养警察的观察、思考、决策、应变能力，避免冲突升级等战术技巧”。

瑞普技术（Wrap Technologies）公司近期也推出了一套虚拟现实训练系统，“100%的沉浸式模拟训练器和综合公共安全训练平台，为警察及所有急救人员提供避免事态升级的冲突解决方案、模拟射击训练方案”。

为什么是虚拟现实技术和增强现实技术？虚拟现实技术和增强现实技术在模拟训练中能够解决哪些主要问题？这种新技术可能带来什么问题？这种新技术可能会把执法人员的训练引向何方？如何引导？

一些老问题得以解决

提到开展在职培训，美国各警察局遇到的两大问题，一是没有时间，二是没有场地。为了一天的训练，在正规射击场花费多日搭建实景设备费时费力；需要提前安排训练项目所需的角色扮演警员，需要保证训练场地安全，这些都是很麻烦、很烧钱的事。对于很多规模较小的警察局来说，实景演练完全不现实。各家公司研发的虚拟现实训练系统提供了逼真的模拟现实场景，多样的环境、各种人物角色、武器，只要轻点鼠标便可以做到级别切换。戴上头戴式受话器警察便如同进入了真实情境的训练状态，减轻了实地训练中承受的来自教官的监督压力。

虚拟现实训练系统借助最前沿科技复制了现实世界中警察的工作环境，面对的身体、情绪和心理上的压力；也为训练教官细化、丰富训练项目提供了可能。例如在使用“智慧街头”虚拟现实训练系统中，警员能够像在真实街头执行任务时一样，移动、追逐嫌疑人、枪战中找掩护、在街角后紧盯目标的一举一动、观察周围环境等，这些训练将形成警员的肌肉记忆。

但是，任何虚拟现实训练系统都会存在局限性。将电脑生成的图像与现实世界结合起来的增强现实技术将会继续发展，突出它可重复、可重现、逼真的优点，增加警员在训练中的真实感，让他们感到同走在每天工作的街道上完全一样。

产生的新问题

问题一：“训练伤疤”

不论哪种训练方式，不管是在真实世界中还是在虚拟世界中的训练演练，“训练伤疤”是最大的危险之一。“训练伤疤”是指警员在虚拟现实训练中不经意间在大脑中留下了非常安全的印象，而这些所谓的“安全”在现实世界中是不存在的。

纽约市警察局运用虚拟现实技术进行射击训练

无论虚拟现实训练系统把街头情境模拟得多么真实，与匪徒对战的情节多么逼真，模拟街头骚乱、枪战的声音效果多么完美，警员的心中会留下一些“训练伤疤”。

随着虚拟现实训练和增强现实训练系统在美国警察训练中的普遍使用，很可能还会出现其他的“训练伤疤”。比如，很多警察，尤其是刚刚入警的年轻警察，非常熟悉虚拟现实技术在电子游戏中的应用。在这种情形下，训练教官该如何确保他们没有把模拟训练当成电子游戏呢？反之亦然。

马萨诸塞州巴恩斯特布尔县警察局使用虚拟现实系统进行射击训练

VirTra 公司研发的4K 高清晰度模拟场景训练系统，视觉影像清晰，可实现全方位沉浸式模拟感受

虚拟现实技术的开端始于电子游戏。有研发者表示，他们的产品没有被游戏化。他们的电脑制图把实拍、电脑动画等各种素材无缝整合成具有照片真实度的镜头，系统中的场景全部来自真实世界。他们经常看到警察完全投入到训练中，可以看到明显的肾上腺素被激发的体征。他们大量出汗、大声喊叫，有些时候甚至会跑起来。虚拟现实欺骗了大脑，让他们以为眼前发生的一切都是真的，被歹徒挟持的人真的在呼喊救命，真的需要他们出手相救，不管他们是不是已在警局已经干了多少年的老警察。擒拿格斗教官在使用虚拟现实系统时可以确保受训警员在使用武力的过程中，力量使用恰当。如果超过适当的限度，系统会有提示。

目前，“智慧街头”虚拟现实训练系统的开发公司正在与得克萨斯州立大学的先进执法快速反应中心合作。该中心通过大数据研究，为美国执法部门提供了最好的枪击案件应对训练。他们共同研究虚拟现实技术作为训练工具的效用。研究团队在亨特·马丁戴尔博士的带领下记录追踪警察在使用系统过程中的各项数据，如警察在真实世界的射击场和虚拟现实系统的射击场射击时的生物应激标记值。数据比对得出的结果是，后者的数值与前者差别微小。

问题二：缺少实体人的现实感

如同在真实世界的训练中，警员在虚拟现实训练系统中同样是凭借对方面部、情绪、身体姿势等极其细微的变化判断其下一步可能作出的进攻、威胁等举动。但是在虚拟系统中，这个“对方”不是真人，而更像是电子游戏中的人物，警员要想捕捉到这些预警信号是比较困难的。此外，由于受到“恐怖谷”效应的影响，即人类对跟他们相似到特定程度的机器人产生的排斥反应，警员可能会对系统中的“非人类”产生恐惧或讨厌的感觉，以至于作出想要尽量远离的下意识动作。在美国今日如此复杂严峻的治安形势下，训练中的这个缺陷是不可接受的。

美国加利福尼亚州萨克拉门托市警察局在训练中运用虚拟现实技术

虚拟现实训练系统省去了人员在增强现实系统中需要穿着全身装备的烦琐

有系统研发公司据此提出，增强现实技术在这方面比虚拟现实技术具有更大的优势。在虚拟现实系统中，街道环境来自警员头上所戴的受话器。为了实现警员的行动自如，环境图景只能由电脑图形来构成。这意味着所有训练是在一个实际上和电子游戏一样的图形现实中进行的。相比之下，增强现实技术的视觉和身体动觉连接点可以实现警员在训练中既保证身体活动不受限制，又得到真实世界中执行任务时完全一样的体验感受。

不断演进的警察训练生态系统

目前，虚拟现实和增强现实训练系统还存在缺陷，例如武器基础知识不足、枪法讲解以及群体事件应对等。再者，它们在缓和街头冲突等场景还没有达到最佳效果，因为这需要真人面对面地互动。

两项技术的发展速度很快，但是技术自身还存在着一个尚未解决的问题——“虚拟现实不适”问题。长时间头戴受话器，身处电脑模拟场景之中时，人类的眼睛、内耳和其他感官之间会产生认知失调。训练中人体各感官处于理解认知物体移动的高速运转状态中，但是人的身体保持相对静止状态，这种脱节的状态会导致严重的晕眩、恶心、呕吐和大脑混乱。遭遇过这些感受的人把它形象地比作最严重的晕车状态，“真的很痛苦”。

社会治安状况时刻在变化，对警察执法能力、应急处理能力的要求也在随之提高。两项技术也在不断地改进和发展，头戴式受话器的体积会变得更小、更舒适；会为受训警员提供更强的身临其境的感觉；电脑制图会更逼真。

也许有一天，软件开发人员会依据心理学家和犯罪学家的指导作出改进，更加准确地模拟出罪犯的行为反应；训练教官将会和电影导演、摄影师一道，让虚拟现实训练无限接近于现实。

毋庸置疑，虚拟现实技术和增强现实技术必将成为执法人员训练的发展方向，必将有助于提高警员的训练水平，也将在已有的教室、训练馆、射击场、训练中心的实战演练中占有一席之地。