美軍“虛擬地形行走”系統(tǒng)技術(shù)機(jī)理與運(yùn)用啟示

近年來，美軍依托空軍AFWERX創(chuàng)新計(jì)劃，扶持Virtuix公司研發(fā)列裝“虛擬地形行走”（VTW）訓(xùn)練系統(tǒng)，在多軍種試點(diǎn)應(yīng)用。智能化虛擬訓(xùn)練是軍事訓(xùn)練轉(zhuǎn)型的重要方向，也是提升實(shí)戰(zhàn)能力、降低訓(xùn)練損耗的關(guān)鍵抓手。該系統(tǒng)融合AI三維地形重建、全向動(dòng)態(tài)交互、分布式協(xié)同仿真等前沿技術(shù)，可承擔(dān)起單兵至班組層級(jí)實(shí)景化、實(shí)操化、常態(tài)化的虛擬練兵。

一、技術(shù)機(jī)理

VTW系統(tǒng)并非軟硬件的簡單疊加，通過多模塊深度耦合，推動(dòng)戰(zhàn)訓(xùn)從“視覺仿真”向“實(shí)戰(zhàn)對(duì)標(biāo)”的虛擬訓(xùn)練。

一是AI實(shí)景適配快速復(fù)刻戰(zhàn)場環(huán)境。VTW系統(tǒng)搭載輕量化智能重建算法，兼容衛(wèi)星影像、戰(zhàn)術(shù)無人機(jī)航拍、單兵光電采集等多源數(shù)據(jù)，可在數(shù)小時(shí)內(nèi)完成山地、城鎮(zhèn)、叢林等典型作戰(zhàn)地域的三維建模，自動(dòng)標(biāo)注地物屬性、通視邊界、遮蔽條件與毀傷交互規(guī)則，縮短陌生地域戰(zhàn)場環(huán)境準(zhǔn)備時(shí)間。

二是全向動(dòng)態(tài)交互真實(shí)映射戰(zhàn)術(shù)動(dòng)作。系統(tǒng)核心依托Omni One全向運(yùn)動(dòng)底盤，在極小物理空間內(nèi)，協(xié)助官兵完成奔跑、躍進(jìn)、蹲伏、側(cè)移、掩體規(guī)避等戰(zhàn)術(shù)動(dòng)作。實(shí)時(shí)捕捉人體重心、步頻、姿態(tài)等動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，精準(zhǔn)映射虛擬戰(zhàn)場角色行為，擺脫傳統(tǒng)鍵盤、手柄操作，貼合人體實(shí)戰(zhàn)，固化標(biāo)準(zhǔn)戰(zhàn)術(shù)肌肉記憶。

三是分布式組網(wǎng)高效仿真協(xié)同推演。系統(tǒng)內(nèi)置專業(yè)戰(zhàn)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(shí)戰(zhàn)戰(zhàn)術(shù)規(guī)則，確保虛擬戰(zhàn)場邏輯貼合真實(shí)作戰(zhàn)。支持異地同步組網(wǎng)參訓(xùn)，可滿足班排級(jí)小隊(duì)協(xié)同搜索、街區(qū)清剿、伏擊反伏擊等課目訓(xùn)練，依托軍用傳輸適配前線低帶寬作戰(zhàn)環(huán)境。

二、運(yùn)用模式

美軍已將VTW系統(tǒng)部署于軍校教學(xué)與基層部隊(duì)，貫穿戰(zhàn)前研判、常態(tài)訓(xùn)練、方案驗(yàn)證等。

（一）前置數(shù)字踏勘。傳統(tǒng)戰(zhàn)前研判依托二維地圖、靜態(tài)影像，難以形成立體戰(zhàn)場認(rèn)知。依托VTW系統(tǒng)，官兵可在兵力投送、實(shí)兵部署前，能快速探查目標(biāo)地域地形地貌、街巷布局、伏擊點(diǎn)位與遮蔽條件，迅速建立戰(zhàn)場立體認(rèn)知，有效縮短部隊(duì)陌生地域適應(yīng)周期。

（二）迭代戰(zhàn)術(shù)演練。針對(duì)巷戰(zhàn)、核生化防護(hù)、爆炸物處置等高危、高損耗訓(xùn)練課目，VTW系統(tǒng)可快速復(fù)刻逼真戰(zhàn)場環(huán)境，支持班組戰(zhàn)術(shù)動(dòng)作、協(xié)同流程反復(fù)推演復(fù)盤。無需消耗實(shí)裝實(shí)彈、搭建實(shí)體靶場。

（三）仿真方案推演。在任務(wù)規(guī)劃階段，分隊(duì)可依托實(shí)景虛擬戰(zhàn)場，完整推演兵力部署、機(jī)動(dòng)路線、火力配置等方案，動(dòng)態(tài)模擬敵方伏擊、火力封鎖、突發(fā)對(duì)抗等態(tài)勢。

三、體系定位

VTW系統(tǒng)與“一個(gè)世界地形”（OWT）全球地理數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)互通，基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)可快速導(dǎo)入，單兵訓(xùn)練數(shù)據(jù)可回傳支撐全軍訓(xùn)練評(píng)估。但各軍種老舊訓(xùn)練平臺(tái)接口不統(tǒng)一、數(shù)據(jù)不兼容，全域一體化閉環(huán)合成訓(xùn)練未成體系。

四、實(shí)踐啟示

美軍VTW系統(tǒng)的迭代應(yīng)用，標(biāo)志著單兵虛擬訓(xùn)練正式邁入“實(shí)操化、體系化、實(shí)戰(zhàn)化”新階段。

（一）攻堅(jiān)核心建模技術(shù)。整合多源地理數(shù)據(jù)，研發(fā)國產(chǎn)化輕量化AI智能重建技術(shù)，分類搭建常態(tài)化訓(xùn)練、應(yīng)急作戰(zhàn)專屬地形資源庫，加快室內(nèi)、地下等隱蔽空間建模，構(gòu)建應(yīng)急場景生成能力。

（二）突破人機(jī)交互瓶頸。攻關(guān)低延遲姿態(tài)捕捉、全向機(jī)動(dòng)適配、實(shí)戰(zhàn)體感反饋等關(guān)鍵技術(shù)，優(yōu)化與制式裝具、槍械的適配性。

（三）統(tǒng)一練兵標(biāo)準(zhǔn)體系。 規(guī)范全軍虛擬訓(xùn)練數(shù)據(jù)接口、交戰(zhàn)規(guī)則與考核標(biāo)準(zhǔn)，破除各單位數(shù)據(jù)壁壘、平臺(tái)孤島。堅(jiān)持“虛補(bǔ)實(shí)、虛促實(shí)”練兵理念，將沉浸式虛擬訓(xùn)練納入日常戰(zhàn)備、考核評(píng)估體系。

（本文為開源文獻(xiàn)，由軍融國動(dòng)智庫研究人員編譯/寫，僅代表個(gè)人觀點(diǎn)）