美军打造未来战士

薛晓芳

近日，美国防部邀请专家探讨未来5年、10年和20年有哪些技术趋势能够帮助战士应对未来战争的复杂状况，研究未来美军在地面、空中、海上、太空和网络空间与敌人工智能机器人作战问题，探索利用机器人、认知科学和混合现实技术优势增强士兵战斗力的方式。与会专家认为，先进虚拟技术对军事训练的影响预计在未来几十年内迅速增长。

2022年的训练与模拟

混合或混合现实技术

混合现实是将物质世界的元素与数字世界相结合的产物。《第四次转型：现实和人工智能如何改变一切》一书曾预言，增强现实和人工智能会导致“智能眼镜”取代智能手机；增强镜头将真实世界与计算机生成的图像混合，做到几乎与现实无区分。混合现实技术将使训练场景模拟更为逼真，已在探索使用计算机生成虚拟人来满足未来训练需求。

美军方一直投入现场、虚拟和建设性的技术，未来的混合现实技术将更加动态。美军目前的模拟训练有陆军的综合训练环境计划，已将更多混合现实技术融入训练场地，如加利福尼亚州彭德尔顿海军陆战队基地营的步兵沉浸教练机。该营地的训练设施包括近1.4平方米的室内模拟村庄和室外综合设施，以及支持混合现实技术的几个地区。

2017年11月14日，佛罗里达州奥兰多市陆军缔约司令部官员发布小队沉浸式虚拟训练师（SiVT）需求，提出SiVT将提供虚拟现实的小单元模拟训练器，使用混合虚拟现实技术，功能包括与未来陆军训练设备互操作；与陆军共同合成环境（CSE）互操作；士兵快速构建和设计场景；短时间内连续进行多次训练模拟；训练后可进行评估。SiVT可仿真小队的通信和武器系统能跟踪任务进度，与模拟敌人交战，支持从单兵基本枪法训练到全面战术训练的全范围训练，可仿真作战士兵的各种动作，详细识别士兵的手势、手臂姿势和面部表情，便于士兵无声交流。该系统可仿真沙漠、雪山、丛林、城市、地下设施等地形，模拟人声、战场噪声、车辆运动、步兵武器和飞机等战场环境。

美国波希米亚互动模拟公司一直致力于将虚拟和增强现实技术应用到训练中，为国防和民用仿真训练提供解决方案。波希米亚公司2001年开始专门从事战术导向网络游戏的视频游戏开发，今年与美空军学院签订合同，提供几种仿真产品供学校的军事战略研究课程使用，帮助约250名RPA学员每年通过以最新战术、技术和程序为基础的可定制情景来获得遥控飞机和空中力量操作训练。此外，Facebook、HTC和Sonys等正投入大笔资金为电子游戏行业打造商业的增强现实和虚拟现实的技术，具有成本效益的混合现实系统可以提供身临其境的真实世界仿真环境，其军事应用在未来5-10年将继续增长。

头戴显示器图像更保真

头戴显示器图像保真度的提高将使产品更具吸引力。前几代显示器没有足够分辨率，不能提供真实环境。目前图像保真度正向4K超高清屏幕发展，可在3年内广泛使用。新兴技术如针对中央凹的增强技术，视网膜背面的一个小型凹陷，可在一年内提供对特定物体的高度关注。中心凹陷可以使系统跟踪用户的眼球运动，并在特定的视觉焦点区域而非整个显示器提供更高分辨率。

提高认知能力的植入式/可穿戴技术

未来，作战人员将越来越依赖植入式或可穿戴技术来提高认知功能，包括可挂在或插入受训者头部的外部装置，用来增强佩戴者的灵活性或训练速度。美光晕（Halo）神经科学公司开发了刺激负责记忆学习的大脑部位的运动耳机，提高大脑的力量训练和目标获取能力。美精锐部队已使用该运动耳机，该设备让用户戴着尖尖的橡胶底胶，使用经颅直流技术向运动皮层发送电刺激，使用后一小时内，用户的大脑处于超级学习状态，有助于加速获得举重或目标射击等技能。该技术可帮助美军缩短训练时间，例如使用该技术分析一项技术或军械，分析时间将由3个星期缩短为3分钟。虽然目前较多技术仍处科幻小说阶段，但在未来10年或更短时间内这些技术将更加适用军队。endprint

功能药物

未来模拟训练可能需要受训人员服用认知增强药物，如苯丙胺或咖啡因等。美军方已使用了含有强效化学刺激剂的“去丸”，但这些尼古丁和咖啡因类药物与正开发的认知增强药物组合（TNT）相比相当原始。DARPA的TNT项目正资助来自学术和军事机构的7个小组的8项工作，这些小组可以确定非侵入性刺激如何更好地获取图像分析、枪法和决策等技能。该项目处于4年的中期，目标是确定能够增强技能学习的无创神经刺激方法。TNT项目通过有针对性的神经可塑性训练，研究外周神经刺激与其对大脑可塑性影响相联系的基本原理。突触可塑性是大脑中的一个自然过程，涉及两个神经元联系的加强或减弱，并且是记忆和学习功能的关键。DARPA希望TNT比传统训练方案的学习效率或技能表现至少提高30%，且副作用最小，该项目可以确定非侵入性刺激如何有益于获取图像分析、枪法和决策等技能，预计4年内投入6 000万美元。加强认知因素并不能完全取代训练，而是增加训练的步调和效果。如语言训练的标准训练常不能满足要求，但TNT增强训练会提高达标比率。

2027年的训练与模拟

未来模拟训练的教官等非真人

人工智能能力将在10年内迅速提升。智能机器将在虚拟领域（通过游戏化、机器人和混合现实技术）以及“先进人形化身”领域发挥重要作用。未来模拟训练的教官将是根据需要设计的“数字工程人员”而非真人。无论是教官还是分析师，这些“先进化身”将能够根据需要立即在语言或技能组之间切换。这些“数字工程人员”将帮助士兵、水手、飞行员或海军陆战队员通过先进混合现实技术开发训练场地，教官们可快速改变环境模仿任何特定场景。

能响应现实世界事态的虚拟增强现实技术（VAR）

虚拟增强现实领域专家也正努力使增强现实技术响应现实世界的声音和事件。这种复杂的增强现实技术最短在5年或10-15年内可用，但随着耳机和软件等设备的普及，虚拟增强现实技术的运用可能会加速。

2037年的训练与模拟

人工智能机器人战士

未来美军开展的训练将完全自主系统冲突涵盖在内。人工智能、大数据分析和增材制造正在日益改变战场，而战场服务也正纳入更多无人系统。人工智能机器已在金融市场上展开激烈竞争，彭博社2016年度报告称，电脑系统交易策略（或投资机器人）管理的量化基金增长最快。相关技术将很快投入到军事领域。

应对“无道德规范”的机器战争

美軍未来需要做好不同战争类型的准备。目前战争中操作人员始终在杀戮链条循环中，机器不会在无人触动情况下决定射击目标，但军方必须做好未来对手的“无道德规范”的机器战争。特别是全自主舰艇编队作战、全自主蜂群作战等。

数据传输和通信无缝连接的战争

未来20多年，认知修改将使人类通过人工智能更直接地连接网络，形成“人工智能和人融合”和未来战士的多维度意识，未来战士将有较多可部署的人工智能，可以通过外部网络部署在战士之外。这将使部队与自主武器或监视系统更加紧密互动，作战双方围绕数据传输和通信连接的争斗将更为激烈。

量子计算让未来模拟训练如临战场

未来量子计算的发展，量子比特处理比当前超算更快更高，也将对模拟技术和增材制造等许多领域产生重大影响。量子计算的模拟效率更高，可以实时渲染出逼真画面，增强混合现实的真实度和画面感。量子计算能力能大幅度提高未来的远程联合模拟作战的临场感等。endprint