美軍“虛擬地形行走”系統技術機理與運用啟示
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近年來,美軍依托空軍AFWERX創新計劃,扶持Virtuix公司研發列裝“虛擬地形行走”(VTW)訓練系統,在多軍種試點應用。智能化虛擬訓練是軍事訓練轉型的重要方向,也是提升實戰能力、降低訓練損耗的關鍵抓手。該系統融合AI三維地形重建、全向動態交互、分布式協同仿真等前沿技術,可承擔起單兵至班組層級實景化、實操化、常態化的虛擬練兵。
一、技術機理
VTW系統并非軟硬件的簡單疊加,通過多模塊深度耦合,推動戰訓從“視覺仿真”向“實戰對標”的虛擬訓練。
一是AI實景適配快速復刻戰場環境。VTW系統搭載輕量化智能重建算法,兼容衛星影像、戰術無人機航拍、單兵光電采集等多源數據,可在數小時內完成山地、城鎮、叢林等典型作戰地域的三維建模,自動標注地物屬性、通視邊界、遮蔽條件與毀傷交互規則,縮短陌生地域戰場環境準備時間。
二是全向動態交互真實映射戰術動作。系統核心依托Omni One全向運動底盤,在極小物理空間內,協助官兵完成奔跑、躍進、蹲伏、側移、掩體規避等戰術動作。實時捕捉人體重心、步頻、姿態等動態數據,精準映射虛擬戰場角色行為,擺脫傳統鍵盤、手柄操作,貼合人體實戰,固化標準戰術肌肉記憶。
三是分布式組網高效仿真協同推演。系統內置專業戰場空間解算引擎,深度嵌入地理高程、彈道通視、碰撞判定、電磁遮蔽等實戰戰術規則,確保虛擬戰場邏輯貼合真實作戰。支持異地同步組網參訓,可滿足班排級小隊協同搜索、街區清剿、伏擊反伏擊等課目訓練,依托軍用傳輸適配前線低帶寬作戰環境。
二、運用模式
美軍已將VTW系統部署于軍校教學與基層部隊,貫穿戰前研判、常態訓練、方案驗證等。
(一)前置數字踏勘。傳統戰前研判依托二維地圖、靜態影像,難以形成立體戰場認知。依托VTW系統,官兵可在兵力投送、實兵部署前,能快速探查目標地域地形地貌、街巷布局、伏擊點位與遮蔽條件,迅速建立戰場立體認知,有效縮短部隊陌生地域適應周期。
(二)迭代戰術演練。針對巷戰、核生化防護、爆炸物處置等高危、高損耗訓練課目,VTW系統可快速復刻逼真戰場環境,支持班組戰術動作、協同流程反復推演復盤。無需消耗實裝實彈、搭建實體靶場。
(三)仿真方案推演。在任務規劃階段,分隊可依托實景虛擬戰場,完整推演兵力部署、機動路線、火力配置等方案,動態模擬敵方伏擊、火力封鎖、突發對抗等態勢。
三、體系定位
VTW系統與“一個世界地形”(OWT)全球地理數據庫實現數據互通,基礎地形數據可快速導入,單兵訓練數據可回傳支撐全軍訓練評估。但各軍種老舊訓練平臺接口不統一、數據不兼容,全域一體化閉環合成訓練未成體系。
四、實踐啟示
美軍VTW系統的迭代應用,標志著單兵虛擬訓練正式邁入“實操化、體系化、實戰化”新階段。
(一)攻堅核心建模技術。整合多源地理數據,研發國產化輕量化AI智能重建技術,分類搭建常態化訓練、應急作戰專屬地形資源庫,加快室內、地下等隱蔽空間建模,構建應急場景生成能力。
(二)突破人機交互瓶頸。攻關低延遲姿態捕捉、全向機動適配、實戰體感反饋等關鍵技術,優化與制式裝具、槍械的適配性。
(三)統一練兵標準體系。 規范全軍虛擬訓練數據接口、交戰規則與考核標準,破除各單位數據壁壘、平臺孤島。堅持“虛補實、虛促實”練兵理念,將沉浸式虛擬訓練納入日常戰備、考核評估體系。
(本文為開源文獻,由軍融國動智庫研究人員編譯/寫,僅代表個人觀點)
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