4个虚拟现实应用于军事国防领域的使用案例

Posted by Alice Thiu Yi CHEN on Jun 14, 2021 4:50:05 PM

更新于2022年11月9日

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国防工业在VR的发展历史中一直都扮演着重要的角色。最早的VR项目之一是在1960年代为美国军事作战系统开发的。虚拟现实在军事领域里一直发挥着重要作用,并被陆军,海军和空军部门所采用。虚拟现实主要用于军队训练,但在其他使用案例中也同样是一个强大的工具。

虚拟现实是计算机生成的环境,使观看者可以完全沉浸在其3D数据中。军事和国防是虚拟和增强现实技术最重要的应用领域之一。 VR甚至是21世纪美国国防部列出的关键技术之一。我们将在本文中探索虚拟现实技术在国防工业和军事领域的主要应用。


VR是如何应用在军事国防领域的?

1. 在虚拟现实中创建军事专项训练

虚拟仿真培训是VR技术的常见用例。它可以帮助用户在现实生活中进行罕见,昂贵或危险的训练。军事领域的仿真训练是通过模拟实际的车辆、士兵和战斗环境来培养小型单位或单兵的战斗技能。

根据虚拟现实在军事领域的保密与使用授权经验,军事VR训练系统可能会处理敏感数据且只涉及少数具有特定权限的军人。 如果将普通VR训练系统用于军用,在处理受众权限和/或特定使用案例时会遇到保密性问题的麻烦。如果您正在寻找专业的军事VR培训系统,那么像TechViz虚拟仿真实训这样的多功能解决方案可能会更适合您。

虚拟练兵营和战斗培训

美国的一些军事基地正在使用沉浸式房间来训练他们的士兵。位于夏威夷肖菲尔德军营的虚拟小队训练系统(VSTS)通过使用带有运动追踪器的HMD,全身追踪系统和无线武器控制器来达到模拟军事武器真正大小、重量以及形状的效果。这种虚拟现实系统可以指导参与者如何与他人配合作战以及了解他们的行为在战场上会对同事带来怎样的影响。

军人佩戴头戴式设备

医疗人员的虚拟培训

军事医务人员经常在传统模拟中遇到很难或者无法复制的极端情况。通过VR,受训者有机会体验到仿真的环境和场景并在有效的反馈系统下进行工作。涵盖的培训技能包括战场分诊、特定的创伤治疗、直升机救援和战术救援程序。

维修和装配技术人员的虚拟培训

在这个领域,很少有经验丰富的技术支持人员而且他们的知识传授必须通过另一种方式来进行。使用虚拟和混合现实技术恰好是这个挑战的解决方案。举个例子,在海军陆战队中,每艘船都可能有特定的工程限制,导致两艘船出现不同的维修情况。为了立即投入使用,技术人员可以在VR中查看CAD模型,并在实际操作前就已经完成了船上的军事专项培训课程 。

2.应用于军事国防的先进虚拟现实模拟系统

先进的飞行模拟器

军事飞行模拟器对训练飞行员来说至关重要。高保真模拟系统有助于安全地培训飞行员在现实世界中的挑战性场景。例如,您可以在飞行模拟器上叠加一个渲染实际战场的虚拟世界,进行完整的飞行员培训(这种类型的虚拟现实模拟可以用TechViz Fusion来完成)。用户的所有感官都可以被激活,以完全再现飞行员的训练场景。

先进的地面车辆模拟

地面车辆模拟器为驾驶员提供了一个安全的操作环境,使他们能够沉浸在一台军用车辆的数字复制品中。虚拟仿真培训可以帮助您模拟不同的情况,如车辆碰撞或敌对的武装力量。不仅如此它还可以帮助检查您所模拟的驾驶舱的人机工程学,您可以在(近乎)真实的情况下看到,仪表板的使用舒适情况,以及是否所有的按钮和指令都可以触及。

装备熟悉度培训

很多重型设备和军用车辆的机电系统都是精密且复杂的。对于需要熟悉某一特定设备的学员来说,了解它们的功能以及如何安全操作是一项必不可少的培训,这有助于更新和发展他们现有技能。

熟悉装备培训

3.国防设备的设计、优化和维护

使用虚拟现实维护和优化军事装备

许多国防设备都有着复杂精密的机电系统,例如飞机,航天器,轮船……而且并非所有设备都在工程师构思时所考虑的条件下进行使用的。而虚拟现实则是设计和优化军事装备的理想工具。例如,某些车辆最终可能会在其他气候或环境条件下使用。在任何情况下,如果最终用户注意到哪些零件磨损严重,则可将信息传回设计团队。由此下一个设计的模型(或仅是固定零件)会更好。

在VR中制造新武器

从概念或测试的角度来看,虚拟现实已经改变了我们设计产品的方式。对于想拥抱工业4.0的行业来说,比如国防,它是一个强大的工具。在武器开发过程中,沉浸式虚拟现实可帮助工程师:

  • 在虚拟战斗环境和/或人体追踪设备中测试设计
  • 通过触觉“真正”操作武器
  • 添加战术和技术性能数据

VR加快了新武器或军事装置的产品开发速度,并提高了整体的效率和质量。它允许身临其境的可视化和交互以运行测试,这在开发飞机或轮船等大型产品时非常有效。 虚拟现实技术可帮助用户以1:1的比例可视化设计并实时进行修改。

此外,随着云技术和5G的普及,距离超过数千米的多个军事研究实验室也需要实现无缝协同。而TechViz软件帮助过两个实验室通过VR远程协同功能设计核潜艇。一个研究机构位于法国,另一个位于新西兰。通过使用我们的软件,他们能够进行虚拟现实设计审查,同时在具有数据安全性为军事级别的VR中与大型CAD模型进行互动。

4.敏感国防项目或军事任务的远程协作

如今在异站点之间进行VR协同非常重要,尤其是在计划未来工作时。然而,视频会议工具在处理复杂任务时只能提供有限的沉浸感。但如果您使用虚拟现实系统,多个用户可以实时,大规模地使用相同的3D模型。当各国共享军事资产和/或研究创建虚拟样机时,VR远程协作将会在中间扮演不可或缺的角色。

在军事任务中,此功能可用于其他用例。它可以允许操作员获取任意位置数据,而无需身处该位置。它为敌对地区的信息收集开辟了新的可能性,操作员将能够在真实渲染的同时移动传感器。由于侦察车不需要运送真正的乘客,所以它使操作更安全并增加了操作者的隐蔽性。

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VR为军事和国防工业都提供了哪些关键优势?

大多数AR/VR硬件的自然行动和动作

当您沉浸在您的3D数据中时,VR硬件允许您在虚拟环境中可以轻松、自由地移动,无论您是使用独立的头戴式显示器(HMD),还是使用基于投影的VR硬件。这两种硬件唯一的区别是沉浸的程度:与PowerWall或CAVE系统相比,一体式或系带式的虚拟现实头显将为您的新兵提供完全沉浸的体验。新兵们通过在仿真的条件下进行训练,大大减少了与实际战场相比产生训练差距的可能性

使用一体式VR头显,随时随地在任意情景下进行训练

使用一体式的VR头显,如Meta quest 2、HTC VIVE Focus或Microsoft Hololens 2,使受训者能够在一个完全可配置的区域内自由移动。它彻底改变了您训练新兵的准备方式,可以将任何地点转变为动态训练场。

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没有风险的仿真训练

虚拟现实使士兵能够在没有风险的情况下进行训练,通过使用能够产生真实触感的武器和车辆。在模拟中,任何设备都可以在虚拟平台上被创建。您甚至可以添加带有触觉反馈的跟踪设备,给受训者一个更自然的训练体验。高风险的场景可以在没有危险的情况下进行模拟,这样士兵就可以在现实生活中可能太危险或太昂贵的特定场景中进行训练,如跳伞。

可扩展和适应性强的VR模拟

根据您的需求,您可以根据受训者的反应,创建一个完全适应受训者们的虚拟现实模拟。同样的VR场景可以有不同的训练方案,能够帮助学员适应各种场景和情况。受训者可以更专注于学习成果,因为他们需要较少的时间就能适应现实世界中的真实情况。

不同视角下的3D模型评审

您可以从不同视角记录您在VR会议中使用的硬件以及三维模型。这一点在某些情况下尤为重要,例如在您想收集关于如何与真实用户一起改进三维车辆模型的信息,或者为您的受训者提供个性化的输入时。

减少培训和工程的成本

虚拟现实减少了对物理原型的需求。这对设计和工程来说是一个关键的优势,因为团队将不必来回发送那么多的物理模型,而是通过同一个VR环境协同工作。虚拟和增强现实技术为团体和个人的培训提供了各种可能性,甚至对于那些在真实培训中可能太昂贵或太危险的场景也是可行的。

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Topics: VR军事, VR模拟训练