美军未来步兵作训新装备

王岐朋等

2019年，一名美军士兵在弗吉尼亚州贝尔沃堡的一次演习中测试早期型集成视觉增强系统

世界热点地区战事不断，即使是装备不断更新的今天，夜战是各国无法回避的现实问题，拥有夜视器材的一方具有单向不对称的作战优势。夜视器材的发展受到世界各军事大国的高度重视，经过多年的迭代研制，其在实用性、易用性、尺寸体积、功耗和成本等方面的成熟度越来越高。

目前，世界各军事大国推出的单兵夜视仪型号齐全、形式多样、技术成熟，几乎覆盖了各层级的作战需求。同时，也不难发现现阶段的单兵夜视仪功能比较单一，主要功能都以侦察、发现目标为主。

高端的双光融合型单兵夜视仪（双光融合型单兵夜视仪具有“微光＋热像”双通道）增加了红外热像模组，提升了发现伪装、隐蔽目标的能力。即便如此，目前的夜视仪产品也仅解决了单兵夜视装备核心功能“观通”中的“观”，即仅满足了观察、观看功能，而对数字化、信息化的未来单兵夜视系统中重点强调的“通”，即通信、共享功能未提及和达成。美军的夜视仪产品也未很好地解决产品机构复杂、操作流程繁琐、长时间佩戴舒适性不佳、无法实现通视，影响据枪射击等单兵夜视装备需要解决的各种实用性问题。

随着新型夜间成像探测技术（CCD、CMOS、EBCCD、EMCCD等）、非制冷红外热成像技术、新型显示技术（LCOS、光波导、自由曲面透镜等）、图像处理技术的发展，夜视眼镜也由单一的微光向微光与红外的融合、由传统的直视向视频成像传输方向發展，尤其是以VR、AR、MR为代表的穿戴式显示装置在民用领域得到迅速发展，也受到各国军方的高度关注。

美军未来单兵系统的核心之一：集成视觉增强系统

2021年4月，美国陆军和微软公司签订价值218.8亿美元的合同，在10年内向美国陆军提供约120000套集成视觉增强系统——IVAS。

IVAS主要由抬头显示器、集成的传感器模块、单兵背负式计算机及穿戴式电池组成。其具有夜视功能，仅一个抬头显示器，就有指南针、数字3D地图、测距、敌我双方士兵位置信息等功能。IVAS甚至还有人脸识别功能、十字分划自动瞄准功能、自动翻译语言功能等，大幅度提升了士兵的单兵作战能力。

此前，美国率先开展穿戴式显示装置的军事应用探索，并提出下一代夜视眼镜的发展计划和目标。美国下一代夜视眼镜的发展目标为通过无线传输技术、图像识别融合技术，将夜视枪用瞄准镜和夜视眼镜有机融合，以实现夜间机动式快速瞄准射击，解决夜间机动大视场观察与远距离搜索目标快速转换的问题，同时还必须具有隐蔽观察、拐角射击等功能。

2020年8月14日，美军第3步兵师的士兵在弗吉尼亚州贝尔沃堡进行训练时，佩戴早期型集成视觉增强系统

除了拥有夜视功能，IVAS还具有热成像功能，可以让士兵在夜间或透过烟雾、灰尘和其他遮盖物对目标进行观察。也可以通过安装在步枪，卡宾枪或机枪上的光学器件给IVAS输送视频信号，从而使战斗人员可以窥视角落或观察其他难以到达的区域，无需将自己暴露在外部，就可以对敌方进行侦察和打击。此外，IVAS还能以同样的方式接收来自其他有人或无人平台的传感器信号，包括安装在有人或无人机上的摄像机。单兵自行部署的微型无人机，以及地面车辆等平台，都可以在第一时间将画面传输到头戴显示器上。

IVAS将是军事史上专门用于近距离作战的班组级士兵的最先进技术产品。美国陆军未来司令部士兵杀伤性跨职能小组（CFT）、士兵项目执行办公室和微软公司正在共同研发、改进这种新型MR作训装备。

在许多军事类的科幻电影或游戏中，可以看到配备高科技装备的“未来步兵”的身影。这些未来步兵往往外着绚丽的外骨骼，手持高科技武器，头戴单兵战术眼镜。战场信息经过系统整合，被投射在这些未来步兵头盔的抬头显示器上，让士兵掌握了完整的战场信息。

尽管各军事强国早在十几年前就开始试验此类装备，但都未取得良好的成效。而如今，美军正在通过IVAS快速接近这一目标。

IVAS于2018年开始研发，近期开始交付美军使用。美国陆军未来司令部士兵杀伤性跨职能小组的公开资料显示，IVAS的研发是受到《2018年美国国防战略规划》的启发，旨在保持美军在近距离战斗中的传统优势。美国陆军称，IVAS将现有的高分辨率传感器集成到统一的头戴显示装置中，以提供先进的态势感知能力，从而战胜当前和未来的对手。美国国防部也表示，希望让士兵利用此系统用于训练、演习和作战，从而提高士兵的战场感知能力与决策能力。

2020年10月，美军第82空降师的士兵在弗吉尼亚州皮克特堡训练期间，使用改进后的新型集成视觉增强系统

IVAS与战斗机飞行员的抬头显示器HUD（HeadUpDisplay）的原理非常相似，可以将关键信息投射到士兵视野中。拥有IVAS的士兵能够看到小分队内其他人的位置、战场上的敌方阵地和其他战场数据，还能够从附近的夜视设备接收战场信息。士兵可以通过安装在车体上的摄像头“看穿”他们乘坐的车辆侧壁，或查看战场上空飞行的无人机信息。

IVAS极大提高模拟训练效果

美国《陆军时报》最早在2019年4月采访了弗吉尼亚州皮克特堡装备IVAS的士兵和海军陆战队员。当时，士兵们在野外环境中进行小型团队演习，并进行室内实弹射击。在第一轮测试中包括战术射击、导航和信息共享，还包括使用IVAS监控士兵射击过程中的表现。在第二轮测试中，一个班级规模的部队夜间在皮克特堡的森林和训练村庄执行了完整的任务，其中包括使用IVAS的地图软件进行任务规划。

2020年发布的一份报告宣称，美国军方已经多次在训练中使用IVAS进行模拟训练。例如，在一个军事训练设施中，士兵穿过房间并清除他们的虚拟敌人，装备IVAS的士兵们练习清理6个房间，在这些房间预先布置了虚拟目标模型，士兵们使用步枪及步枪上安装的跟踪器，指挥部则可以准确地看到士兵们进入房间时在干什么。演习结束后，士兵们聚集在一张圆形的黑色桌子旁，观看他们在IVAS上的表现报告。IVAS可以再次重现整个行動，向士兵们展示每人的虚拟化身，指挥官和士兵们可以分析所有的机动动作，射击的每一次击中和失误。

时任美国陆军副部长的瑞安·麦卡锡曾表示：“这不仅仅是用于战斗，我们可以收集训练中士兵的各项数据（体温、心率等），并提高他们的射击精度。”

目前，首批交付的5000套IVAS已由美国陆军开始陆续接收。这批设备尚未确定列装作战单位。未来，IVAS将用于驻军、野战训练和战斗部署。据悉，第82空降师、第75游骑兵团和第101空降师等军事单位由于其独特的作战任务需要，可能会优先获得该装备。

IVAS极大提高运兵途中的态势感知能力

为了解决运兵途中士兵态势感知能力缺失的问题，美国陆军于2022年开始，将IVAS列为近期重点发展的高优先级项目。

当一名佩戴IVAS的士兵进入“斯特赖克”（Stryker）装甲车时，可以实时查看作战区域内的态势。IVAS配有特定的接口，在车上可以启动并给电池充电。研究团队还在“斯特赖克”装甲车上集成了无线电设备，因此装甲车上的士兵能够在联网环境下使用IVAS的所有功能。研究团队将战车上目前配备的前方驾驶员视觉增强系统、指挥员独立观察系统等数据传送至IVAS，从而实现实时查看功能。

过去，乘坐“斯特赖克”装甲车的士兵只能通过一幅中控画面，切换驾驶员、炮手或车长传感器的屏幕、询问车组乘员周围的状况，或者通过乘员舱的潜望镜了解状况。但在IVAS的帮助下，士兵们可以在行进途中获取地图、任务和进行情报更新。在到达目的地后，士兵们能够在车内看到装甲车周围的情况，从而选择从不会遭受直接火力攻击的一侧下车并立即开展行动。

配备IVAS后，士兵无需将自身暴露于危险之中，能够在车辆的安全防护下清楚地“看见”周边大片区域的情况，并且可以通过“黑蜂”等微型无人机来极大减小士兵和车辆的物理限制。微型无人机能够将数据传送到IVAS的头戴显示器中，使士兵们具备超越其肉眼及战车平台的可视范围。

列装之路困难重重

2019年，微软公司与美国陆军达成初步合作协议时，公司的部分员工就展开了强烈的抗议活动，称军事版IVAS将用于“帮助人们杀人”。员工们向微软公司高管发送一封公开信，要求取消合同。“意图伤害不是对我们技术的可接受的使用”，心怀不满的微软公司员工说，IVAS会将军事战斗变成“模拟视频游戏”。但是，微软公司总裁布拉德·史密斯（BradSmith）依旧支持与军方的合同，他说：“保卫我们国家的人需要并且应该得到我们的支持”，这一行为遭到了众多微软公司员工的强烈反对。

此外，根据微软公司与美国陆军签署的协议，公司将以218.8亿美元的价格在10年内向美国陆军提供约120000套IVAS。这一订单数量过于庞大，受到美国国会的质疑，认为这一数量远超出军队的需求。

美国参议院军事委员会同样提出了类似的担忧，因为在测试中，士兵们多次反馈意见：“并非军队中的所有人员都应配备IVAS，而是仅仅为特定士兵配备。”所以，美国参议院军事委员会认为不应该过于激进，美国陆军应该采取一种混搭措施，不能放弃现有的夜视仪采购计划，而是为士兵分别提供IVAS、ENVG-B，使用两种系统同时装备士兵。

一些启示

IVAS的研发与具体应用是一个成熟的体系性行动。从设想提出到方案确定，从试验反馈到功能实现，美国陆军与微软公司紧密合作，各负其责。尤其是在试验论证阶段，微软公司技术人员走到美国陆军士兵身边，在高度的战场拟真环境中探寻IVAS的最佳作战效能。此外，IVAS作为一种新兴体系化装备，预示着未来的观瞄装备将持续向小型化、智能化方向发展。

编辑/曾振宇

2022年8月24日，美军士兵佩戴新型的集成视觉增强系统，准备在华盛顿州刘易斯-麦科德联合基地进行城市突袭演习