发布日期 2019-12-31

沉浸式训练为现代军事提供了重要的准备能力

原标题:沉浸式训练为现代军事提供了重要的准备能力

挑战:传统的训练方法难以实现准备状态的恢复

在美军长期以来的军事训练中,军事人员将战场战术和技能应用于情景驱动演习的训练范围,提供了对军事准备必不可少的丰富经验。但是,虽然实战演习提供了宝贵的训练经验,其范围仍然是有限的:它们需要大量的时间、准备和资源来执行,因此,它们只在几个固定地点进行,每年只进行几次。

另一方面,以教室、在职培训、模拟器、手册、书籍和在线培训工具为中心的培训计划。它们提供的范围远远大于现场训练:它们的较低成本使它们在全球范围内广为使用。但这样的训练策略本身,并不能让军事人员为真正的战场体验做好准备。

这种传统的折衷方案——进行一些昂贵的实战演习,或提供广泛的静态训练工具——现在正努力在当今的军事环境中保持相关性。具体来说,它对军事领导人提出了两个关键挑战:在预算不断缩减的情况下提供体验价值,以及管理数字原住民进入服务的期望。

复杂性、访问和成本对培训的丰富性提出了挑战

美国国防部继续投资于固定中心地点的实战演习,这些地点需要使用高度专业化的装备进行复杂而密集的后勤准备,例如高性能隐形飞机、舰艇、先进雷达或弹药。然而,即使在所需装备可用的情况下,由于技术、安全甚至法规的限制,一些训练环境往往不能准确地表示战场环境。在某些情况下,由于担心泄露有关美国战术和能力的敏感信息或美国军方对对手战术和能力的了解,现场训练可能受到限制。

地理上的限制也可能带来诸如规模、交通和恶劣天气条件等挑战。甚至担心训练对附近野生动物或濒危物种的影响也会限制训练的范围和规模。例如,审计人员最近发现,支持美国印支太平洋司令部航空部队的训练范围太小、经费不足、无法进入和过时,无法支持分配给司令部的部队的航空准备工作。结果导致其中一些部队因无法训练而被评估为没有做好任务准备。

当然,现场培训也很昂贵。一个包含数千名军事人员的训练演习,仅差旅费和账单就要花费数百万美元。为解决军事装备的磨损问题,有相当大的维修费用,但为解决临时撤离正常工作地点的军人受到干扰的连锁反应,仍有额外费用。

今天的军人对训练的期望更高

对于大多数新兵来说,最受欢迎的娱乐形式往往是电子游戏。在培训方面,许多人期望同一类型的培训环境不仅包括生动的细节,还包括深入的基于场景的故事讲述。然而,部署到校舍的大多数服务人员可能仍然会遇到教室、印刷手册和有限的基于平板电脑的工具。

更为罕见的是,如果有的话,今天的美国国防部训练方法产生、捕获和利用的性能数据的多样性和数量,可以迅速提高训练的有效性和效率。许多先进的商业培训技术正在集成传感器、云计算、人工智能(AI)和机器学习、三维建模、虚拟和增强现实(VR和AR)。虽然这些技术及其身临其境的体验极大地提高了技能的获得和保持能力,但更关键的是,它们还可以生成大量关于受训者表现的数据,从而使培训个性化,更有效地解决他或她的技能差距。由于缺乏数据利用,如今的军事训练方案几乎没有今天的战备需要的那么有效和迅速。

总而言之,这些挑战限制了美国军事人员训练的程度和程度,以及训练在使他们为应战时可能面临的情况做好准备方面的效力。

一个新的视角:数据驱动的沉浸式训练为提高准备度提供了现实性和可承受性

在提供丰富的虚拟体验和低成本的便携性的前提下,身临其境的训练还为提高军事战备水平和应对当今制约军事训练的挑战提供了巨大的机会。但要真正改变训练,领导者必须利用先进传感器在整个沉浸式环境中捕获的可用数据。通过使用先进的数据分析,领导者可以立即洞察培训的有效性以及需要更多培训的地方。

沉浸式训练打破了长期以来在军事训练中丰富性和可及性之间的二分法。以前,如果服务人员以高度的真实感进行基于模拟的培训,他们将需要前往大型模拟器所在的固定地点。这种机会往往是有限的。今天的沉浸式解决方案提供了丰富、高保真的体验,但它们也经常是移动的,允许在需要的时候随时提供培训,而不受天气或其他限制。即使是一个小型的前方部署部队,也可以使用头戴式显示器、笔记本电脑和其他移动设备完成真实的反空中无人机训练。飞行员训练的某些方面也是如此。一个便携式保护箱可以容纳电子和计算机的能力,再加上用于实际飞行训练的头戴式显示器,可以接触到许多用户并生成有价值的数据。

身临其境的训练也能够绕过许多传统的限制,今天的现场训练看到。例如,它使培训能够应对危险、昂贵或难以在实际环境中复制的情况,例如飞行员撤离或恐怖袭击后的第一反应程序。

随着沉浸式解决方案的数据和模拟技术的稳步发展,其成本也稳步下降。十年前,一个多人的模拟,用一个只跟踪学生有限动作的圆顶投影仪,可能花费了100多万美元。现在,市面上可买到的具有眼睛跟踪功能的耳机,再加上跟踪其他身体运动的设备,价格仅为这个数字的一小部分。

此外,头戴式显示器在计算能力和逼真度方面的持续改进,使用户对真实世界和虚拟世界的感知之间的差距不断缩小。其结果是一个身临其境的训练经验,是高度现实和高效的。事实上,培训专家的总体观点是,沉浸式技术已经达到了一个成熟的水平,可以加强准备,并增强实战训练。

然而,与大多数现场练习培训不同,沉浸式培训收集用户的身体动作、反应时间和眼动等特征的数据。头戴式耳机结合眼睛跟踪功能和身体传感器,让培训师能够在毫秒内了解学员在看什么,他们正在采取什么行动,他们的身体姿势是什么。这些数据使教师能够个性化培训,并以常规培训无法实现的方式提高整体准备度。

因为它是数据驱动的,沉浸式训练可以实时地适应学员的需求。这意味着受训者可以在他们挣扎的领域接受更多的培训,而在他们已经掌握的领域接受更少的培训。例如,为了提高学员在模拟武装冲突中的反应时间或准确性,沉浸式训练工具会精确跟踪学员将武器指向何处、眼睛聚焦何处、使用武器需要多长时间、锁定目标并扣动扳机。身临其境的培训工具也可以通过引入额外的因素或属性来修改模拟,从而调用为受训者定制的更好的培训响应。这甚至可以与更先进的传感器系统相结合,例如来自商业高端运动系统的传感器系统,从而形成一个完整的身体数据管道。

军事领导人已经被这些进步如何帮助军事训练的重新构想所鼓舞。美国海军陆战队指挥官罗伯特·内勒将军说,美国海军陆战队正在努力利用虚拟和建设性的训练环境,用更好的工具训练更高级别的工作人员,并把重点放在领导人身上。在技术的推动下,增加海军陆战队空勤特遣部队各分队在实战训练场或作战前在精神和体力紧张的环境中所能完成的训练量参与并加强现场培训。美国陆军高级训练官员玛丽亚·热尔瓦伊斯少将说,这项努力是最具革命性的事情,这是美国陆军训练的第二次革命。

沉浸式训练已经通过数据科学提供了更好的准备

美国军方的一系列沉浸式训练已经产生了战备红利。下面是几个例子:

军事演习计划:国防部领导人强调,需要一个所谓的需求点计划和训练工具,其中包括人工智能驱动的工具,以协助演习计划。一种解决方案是一种被称为桌面指挥官(Tabletop Commander)的沉浸式训练系统,这是一种下一代战场模拟,它利用虚拟现实系统和算法,根据给定的参数构建一个用于军事演习的虚拟战场。还可以添加对手、天气系统、非可视组件(如网络连接和电源)和其他数据集,以方便演习规划、建模和仿真。

对抗简易爆炸装置(IED)的训练:国防部正在将沉浸式训练作为被动的、由指导员领导的反IED训练的一种替代方法,通过整合AR来促进在真实的户外环境中的主动、自主学习。结合了AR和ipad,军方使用了一个显示关键训练元素三维可视化的应用程序。该应用程序使用标准的游戏和教学设计元素,如评分,排行榜和知识检查的形式,互动测验,以鼓励用户参与和加强学习目标。用户可以在进入一个方便的会话之前,利用自己的时间进行培训,以提高他们的理解力。该系统为其他军事领域的移动AR训练应用以及潜在的VR版本的训练打开了大门。

转变海军维修训练方式:海军正在利用沉浸式训练,通过集成前沿AR设备和云计算架构,培养技术人员为潜艇投标船承担复杂的维修程序。数百个维护过程可以创建并存储在一个安全的云中,并由水手在需要的时候访问,以经济、快速的方式提供性能。此外,使用此应用程序,海军可以节省数千美元的旅行费用。沉浸式培训可使现场经验不足的人员做好准备,而不是将训练有素的技术人员空运到偏远地区执行复杂的维护程序。

沉浸式训练技术正在迅速发展,已经超过了性能水平和成本点,使其成为一种负担得起和高效的工具,提供现实的军事训练。此外,沉浸式培训技术与利用这些技术获取的大量数据的策略结合起来,可以创造出以前不存在的全新的培训机会。通过有效利用数据驱动的沉浸式训练,军事培训师将能够提供更大的覆盖范围、现实性和可承受性,从而提高战备状态。

本文来源:圣斯沃茨

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