人工智能的快速发展，增（zēng）加了AI在各（gè）个（gè）领域的应用，军事（shì）领（lǐng）域也不另外（wài）。

2019年11月底（dǐ），洛克希德马丁公司官网发布了名为“在2020年将有三项技（jì）术应用于军事训练”的文章。文中指出在游戏中（zhōng）的使用的虚拟现实、增强现实和混合现（xiàn）实（shí）技术的成熟度、质量和价格已经（jīng）具备了在军事（shì）领域推广应（yīng）用（yòng）的条件。虚拟（nǐ）现实（VR）、增强（qiáng）现实（AR）和混合现（xiàn）实（MR）等，被（bèi）称为“XR”，三项即将投入军事应（yīng）用的技术是：

1．增强现实（shí）＋按（àn）需培训

美国洛马公（gōng）司提供的增强现实＋按需培训视（shì）频（美国（guó）洛马公司）就像网（wǎng）购、外卖食（shí）品、最新电影（yǐng）这些都可以（yǐ）按（àn）需交付。军（jun1）事训（xùn）练领域（yù）也沿着这条路在发展任务训练（liàn）技术。仿真（zhēn）与增强现实眼镜相结合，提（tí）供了对（duì）武器装（zhuāng）备维护保障训练的新手（shǒu）段。最近，美（měi）国（guó）洛马公司与美海军陆（lù）战队合作（zuò）对新的（de）基于增强现实的装备维护（hù）训练进行了评估。

2．虚拟现实＋多（duō）域培训

美国洛马（mǎ）公司提供的虚拟现实（shí）＋多域培训视（shì）频（美（měi）国（guó）洛马公司）在多域战场中，系统（tǒng）是相互连接和集成的。2020年，F－35 Lightning II模拟器（qì）将（jiāng）与其他系统联网，以提供“随战（zhàn）而动”的虚拟（nǐ）环境。随（suí）着澳大利亚运（yùn）营F－35机队，该国（guó）正（zhèng）在（zài）构（gòu）建其最（zuì）大的网络模拟训练系统。愿景是（shì）将地（dì）面模拟（nǐ）器与飞行中（zhōng）的（de）飞机以及虚（xū）拟（nǐ）的（de）友好或敌对（duì）力量集成，使（shǐ）训练环境更真实。

3．混合现（xiàn）实＋交（jiāo）钥匙培训（xùn）

美国洛马公（gōng）司（sī）提供的混（hún）合现实（shí）＋交（jiāo）钥（yào）匙（shí）培（péi）训视频（美国洛马（mǎ）公（gōng）司）军事训练主要是以人为核心的，而不仅仅是技术。传统方法（fǎ）侧重于提供训练工具和设备。如今，外（wài）军正（zhèng）在采（cǎi）用更（gèng）具创新性的方法来提供高（gāo）效的学（xué）习方法。交（jiāo）钥匙（shí）式（shì）训练计划提供了一（yī）套包（bāo）括实（shí）装、模拟器、训练计划、训（xùn）练（liàn）课件、教员等在内的（de）解决方案，快速增加学员技能，缩短训练时间，降低训练成本。澳大利亚、加拿大、英国和新加坡都采用了这种（zhǒng）模（mó）式。这种模（mó）式还可以集成（chéng）新（xīn）兴技术（shù），例如混（hún）合现（xiàn）实结合了增强现实（shí）和虚拟现实（shí）的优（yōu）点（diǎn）。通（tōng）过合并现实世界和虚拟世界，让物理（lǐ）和数字域可以共存并实时（shí）交互。

一、“飞行员未来训（xùn）练”（PTN）计划简介飞行（háng）员未来训练（Pilot Training Next，PTN）是美空军教（jiāo）育和训练司（sī）令部（AETC）新训练计（jì）划的一部分（fèn），目标是“重新想象”如何（hé）用（yòng）新技术训练（liàn）飞行员，提高（gāo）训练效果并缩短（duǎn）训练（liàn）周期，根（gēn）据（jù）训练效果（guǒ）而不（bú）是训练时间（jiān）来决定学员是否能（néng）毕业。该计划将VR与（yǔ）传统训练方式结（jié）合（hé）使用，为学员（yuán）提（tí）供了补充训（xùn）练，并取代了多达80个T－6初级教练机（jī）飞行小时（shí）。PTN将依靠多种新技术，包括虚拟和增强现实、先进的生物识别技（jì）术（shù）、人工智能和（hé）大数据（jù）分（fèn）析，为学员提供了在（zài）以学员为中心的合作环境中（zhōng）学（xué）习的机（jī）会。据AETC官（guān）员称，教员鼓励他们（men）尽可能在课外（wài）使用（yòng）他们的系统（tǒng）。

portant;" />

学员使用VIVE眼镜训练（liàn）（美空军图（tú）片）

PTN使用商业（yè）模拟飞行软件，如X－Plane和洛马公（gōng）司的Prepar3D。这些成（chéng）熟的商用软件可以模拟（nǐ）数十甚（shèn）至数百种（zhǒng）不同的民用和军用飞机，从T－6教练机到C－130运（yùn）输机（jī）、H－60直升（shēng）机，甚（shèn）至是（shì）F－35战斗机（jī）。在PTN中（zhōng）使用（yòng）虚拟现实眼镜、仿真软件和（hé）新学习理论等技术对飞（fēi）行员训练（liàn）进行现代化优化后，的确加训练快流（liú）程。学员（yuán）们戴着HTC VIVE Pro头戴（dài）式VR眼镜（jìng）（含耳机）除了（le）能从眼镜中看的虚（xū）拟环（huán）境外，看不见其它内容，同（tóng）时（shí）能听到（dào）模拟出来的环境声音，就好像（xiàng）他（tā）们实际上（shàng）是（shì）在驾驶舱内一样。HTC VIVE Pro头戴式VR眼镜具（jù）有最佳分（fèn）辨率，使用了发光二极管显示屏。但是（shì）它还没有（yǒu）达到理想的“眼球分辨（biàn）率”，仍然有些细（xì）节比学员想要看到的要模糊一（yī）些。学员仍然需要做以（yǐ）前在传统（tǒng）训（xùn）练中做过的许（xǔ）多（duō）事情。例如，当降落伞在地面上被拖曳时，他们仍（réng）将接受阻力训练以学习如（rú）何断开降落（luò）伞的连接；仍然需（xū）要进（jìn）入高压氧舱，在（zài）受控环境中会经历（lì）缺氧或血液中缺氧的（de）情况。

portant;" />

PTN学（xué）员按照传统训练模（mó）式（shì）开展（zhǎn）保（bǎo）留（liú）科目的训练（美军（jun1）图片）

二、PTN计划发展过程

第一期（qī）PTN 于2018年（nián）2月（yuè）开（kāi）始，共有20名飞行学（xué）员参加，其中包括15名军（jun1）官和5名（míng）没有（yǒu）大（dà）学学位的飞行学（xué）员。2018年8月，24周（zhōu）课（kè）程结束，共184个学时，其中T－6基础教练机飞行约有（yǒu）70到（dào）80个飞行（háng）小时，在模拟器中约有80到90个（gè）小时的（de）正式飞行训练（不（bú）包括学生自己进行的训练）。第一期共有13名（míng）学员顺利毕业，通常飞行员培训需（xū）要一年的时（shí）间。在传统（tǒng）的（de）飞（fēi）行（háng）员训练方式中，学员每天在模拟器和（hé）飞行教练（liàn）机平均飞行0．5架次。而在（zài）PTN中，学员训练另一方面，接下来的（de）学生平均（jun1）每天（tiān）要出动两（liǎng）次。

portant;" />

T－6基础教练机（美空军图片）

第二期PTN于2019年（nián）1月开始，共有20名飞行（háng）学员参（cān）加，其中包括10名现役空军军官，2名空（kōng）军国民警卫队军（jun1）官，2名美海（hǎi）军军官（guān），6名（míng）英（yīng）国皇家空（kōng）军人员。在第二期中，有14人在2019年（nián）8月毕业（yè），其中1人需要接受（shòu）进一步训（xùn）练后在9月毕业，还（hái）有5人未完成该（gāi）计（jì）划（huá）。该批毕业生将（jiāng）继续（xù）驾驶各种战斗机、轰炸机、运输机（jī）、特种作战飞机（jī）。在14名毕业生中，有7名毕业生被分配到战（zhàn）斗机部队（4名在（zài）美国空军、2名在美国海军、1名在皇家（jiā）空军），3名被分配到空军机动部队，3名被分配（pèi）给空军（jun1）特种作战部队，1人被分（fèn）配到轰炸机（jī）部队。有消息称，海军飞行员被选（xuǎn）中驾驶T－45“苍鹰”高级教练机，而皇家空军的毕（bì）业生将驾驶“台风”战斗机（jī）。

portant;" />

第二期PTN毕业生（美军图片）

在第二（èr）期（qī）课程开始之前，20名中的（de）8名（míng）加入了相对于（yú）第（dì）一期额外加入的沉浸（jìn）式（shì）训练设备（immersive training devices， ITD）远（yuǎn）程学习计划，学员可以充分使用相关的学习（xí）材（cái）料和人（rén）工（gōng）智能技术（shù）用于（yú）支持开展训练。在（zài）正式课程开始时（shí），提（tí）前加入的学（xué）生对ITD的功能、T－6飞机的基本操作和仪表有（yǒu）了更深入的（de）了解。其中（zhōng）2名抢先体验的学（xué）生（shēng）也是（shì）最终第一（yī）个完成飞行训练的学生。

portant;" />

PTN训练场景（jǐng）（美军图片（piàn））

第三期PTN将于2020年1月开（kāi）始，计划将（jiāng）加（jiā）入数字地图导（dǎo）航、传（chuán）感器使用、空空及空面任务的初（chū）始训练，方（fāng）便学员未来向（xiàng）正规部队过渡。在（zài）第三（sān）期，将充分总结从前两期中学（xué）到的经验教训。第二期证明了（le）像人工智能这样的新兴技术对（duì）于飞行员（yuán）训练的价值（zhí），以（yǐ）及学员尽（jìn）早使用ITD带来的好处。鉴于前两期PTN的成（chéng）果（guǒ），AETC决（jué）定从2019年5月31日开始将（jiāng）正式（shì）将飞行员训练（liàn）的创新内容整（zhěng）合到本（běn）科（kē）飞行员训练课程中。

三、新技术（shù）对训练的影（yǐng）响

1．使（shǐ）用人工智（zhì）能提（tí）升效率（lǜ）

在第一期PTN结束后，开（kāi）发出了一款名为“VIPER”的AI飞行（háng）教员（yuán）。该（gāi）工具对于（yú）个性化训练和让学（xué）员（yuán）能持续使用训练环境起到了至关重要的作（zuò）用。凭借先进的数据（jù）分析和相（xiàng）关的人工智能算法（fǎ）分（fèn）析实时（shí）训练数据（jù），提高或降低速度和复杂性，为持续改进训（xùn）练过程（chéng）提供了直接和客观的支撑，进（jìn）而可以优化训练大纲。在PTN中（zhōng）还监测学员的生（shēng）物特征识别，使用（yòng）人工（gōng）智能分（fèn）析（xī）来定制他们在（zài）面临（lín）不同困难程度（dù）情况（kuàng）下如（rú）何有效地训练（liàn）他们。学员在心脏附近佩戴监测（cè）传感器（qì），可测量（liàng）心（xīn）率、呼吸频率、脉搏和血压（yā），查看（kàn）学员对任务的（de）反应程度。例如，它（tā）可以检测当（dāng）前科目是否对学员过于（yú）简单（dān）或困难。当（dāng）飞机（jī）单发失效或者（zhě）任务临（lín）时（shí）改变（biàn），或者遇到（dào）了恶劣天气，敌方（fāng）战斗机（jī）或地（dì）空导弹来袭时学员心理的变化（huà）。在（zài）PTN中，有一些专业知识被存储到计算机中，允许计算机用自动化的方式执行一些完全客观（guān）的过程，并用计算机对这（zhè）些过程给出标准（zhǔn）化的（de）评估。这可以减少（shǎo）对教员的需（xū）求（qiú），增加对飞（fēi）行员筛选的（de）效率，但计（jì）算机教员不会（huì）代替人类。

2．给学员定制课程

在PTN中教员可以根据每个学员的特点为其（qí）量身定制训（xùn）练（liàn）课程，强调“个（gè）性化”学习。有些学员学习（xí）得更快，有些学习得慢，有些学员天生就擅长于某方面，但又缺乏其（qí）它技术，此时教员（yuán）可以（yǐ）专注的解决学员的不（bú）足，避免浪费（fèi）时间去学习（xí）本（běn）已擅长的东西。PTN使用的模拟器已（yǐ）经做到了小型化（huà），且本地（dì）占用（yòng）空间小，大部分内容放在云端（duān）。这种云服务的方式也（yě）给了（le）学员（yuán）不受（shòu）场地限制的便利，提供更多（duō）的动手时间，让（ràng）他们按照自己的节奏练习。学员可以在此过（guò）程（chéng）中证明自己（jǐ）对（duì）某个方面的掌（zhǎng）握和熟练（liàn）程（chéng）度，并在适（shì）当的情况下更换学（xué）习材（cái）料。但（dàn）是，也需要重新评估对家用设备的需求。尽（jìn）管AI可以查看学员（yuán）在自己练习时是（shì）否养成不良习（xí）惯（guàn），并及时对其进行（háng）纠正，但是（shì）学（xué）员们在家往往没有充足时间或者足够意愿（yuàn）去训（xùn）练。

3．低成本的初始训练

使（shǐ）用新技术减少了学（xué）员训（xùn）练（liàn）时间和训练成本，同时又做到了不影响训练的效果。同时，为了最大化（huà）发挥出有限训练预（yù）算的作（zuò）用，也需要将有一种高（gāo）性价（jià）比的（de）的解决方案。如果（guǒ）要提供（gòng）更（gèng）多数量（liàng）的设备，则（zé）必须在保真度、触感或解决方（fāng）案的其（qí）他要素方面做出一些折衷（zhōng），以实现较低（dī）的（de）价格（gé）。每（měi）个VIVE眼镜的成本都不（bú）到（dào）1000美元，再加上座椅、计算机、软件、教员显示（shì）屏、操纵杆、油门和其他设备，每（měi）个VR模拟器的费用约为（wéi）15000美元，远远比传统模拟器（qì）便宜（yí）。随着在分辨率和视场（chǎng）显示结合（hé）的进步，头（tóu）戴式（shì）显示技术将补（bǔ）充传统训练系统。在某些（xiē）情况下，这（zhè）些（xiē）利用“XR”技术的小型化、便（biàn）携（xié）式（shì）和可机动（dòng）部署（shǔ）的训（xùn）练（liàn）系（xì）统将分担当前传统（tǒng）训练系统（如全任（rèn）务模拟器）上开展的（de）一些训练（liàn）任务，从而分担了对这些高（gāo）端的任务模拟器或者实装的占（zhàn）用。

4．促进LVC技术发展

目前，发（fā）达国家（jiā）使用实况－虚拟－构造（zào）仿真（LVC）技术来帮助其开展体（tǐ）系（xì）化对（duì）抗训练。在过去，实装训（xùn）练在培养（yǎng）战斗（dòu）力生（shēng）成和（hé）战（zhàn）备（bèi）能力（lì）提升方面（miàn）发挥了重要（yào）作用。近年来（lái），由于仿真技术成熟，已将一些训练科目安排到（dào）虚拟环境（jìng）中进行。虚拟和构造仿真将被更（gèng）广泛的使用，因（yīn）为这（zhè）种技术的费效比具（jù）有显著的优势。在“十四（sì）五”期间，随着5G以及云计算（suàn）、无线链路技术的改进（jìn），将推动网（wǎng）络化（huà）进程及网络安全的发展，仿真训练将会朝着整（zhěng）合实况－虚拟－构造仿真（zhēn）的方向发展（zhǎn），而不是（shì）将每（měi）种视为孤立的训练技术（shù）。

portant;" />

L3公司的BBXR混（hún）合现实模拟器（美国L3哈里斯技（jì）术公司图片）

四、总结

PTN计划帮助飞行员训练向前迈出了重要的一步，这（zhè）也很可能（néng）就（jiù）是（shì）未来的（de）空军开展新飞行（háng）员初始训练的方式。新的训练方式从过去的集中训练（liàn）在向基于云的分布式训练转（zhuǎn）变；从以训练内容为（wéi）中心向以学员为中心转变。虚拟（nǐ）现实训练（liàn）设备（bèi）其在视景上有较高的代入感，在成本上比传统模（mó）拟器便宜得多，在物理尺（chǐ）寸和应用（yòng）程序成熟度方面也有优势。但（dàn）是在短（duǎn）期内，“XR”训练方式（shì）不会取代现（xiàn）有的高端、高保（bǎo）真模拟器，只（zhī）是对（duì）现（xiàn）有系统的一种（zhǒng）补充，能（néng）够提供额外的准（zhǔn）备（bèi）和训练时间，加（jiā）快知（zhī）识（shí）转移（yí），以便（biàn）在高端的模拟器中进行更有针对性的训（xùn）练。传统高端模拟（nǐ）器在触（chù）感和（hé）人机界面方面有优势，因（yīn）此未来混合现实技术可以（yǐ）将物理（lǐ）座舱和（hé）虚拟视（shì）景结（jié）合，给飞行员触感（gǎn）的（de）反馈。但是，如今的VR模拟器也（yě）存在着分辨（biàn）率不（bú）达标，长时间（jiān）使用会给（gěi）学（xué）员带来（lái）眩晕感的问题。