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微软：关于IVAS军用头显开发三年背后的故事
Esther｜编辑
2018年，微软HoloLens首次赢得4.8亿美元美军订单，为美军的作战和培训项目IVAS提供AR头显技术。从此，这个4.8亿美元规模大订单作为行业的代表常常受到人们关注和讨论。后来在今年4月彭博社曝光，这份合同在10年内价值将达到218.8亿美元，再次刷新纪录。
截止去年10月，IVAS AR系统已经在1000名士兵身上进行超过25场测试。而在2018年至今的三年里，微软已经交付12万台特别改装的HoloLens头显。对此，媒体也多次报道相关的研发和部署进度，CNBC甚至还去美军基地体验了军用特供版IVAS头显，这些报道曝光了该头显的多种功能，比如：夜视等增强视觉、3D地图可视化、AR导航、第一人称控制无人机、模拟敌人和武器、无接触测温、智能目标瞄准、AR标记、基于Azure的实时通讯和AR信息同步等等。
而今天，微软在官方新闻平台上发布了一篇名为“美军将在军用AR头显中采用HoloLens技术”的文章中，正式曝光了关于军用HoloLens头显和IVAS项目的更多细节，以及合作的过程，具体关键信息如下：
1，IVAS系统将于9月开始陆续应用，最初用于地面作战，后续会用于车辆等场景；
2，在研发过程中，陆军参与程度极高，多次将IVAS在军队中测试，收集近8万小时的体验反馈，原型机迭代几十个版本；
3，曾尝试为IVAS设计分体式控制模块，该模块位于胸前，支持单手指操作；
4，可串流军用瞄准镜画面；
5，微软将在硅谷的工厂生产超过12万台IVAS头显；
6，IVAS还有一个目标是降低人员损失。
当回顾整个合作过程时微软透露：在2019年，为了探索用AR提升士兵的局势感知和战斗能力，美国陆军邀请微软工程师和一些其他员工，来到位于北卡罗来纳州的一个军事基地，进行了一系列为期一周的迷你训练。
在这场训练中，微软团队学习了地面导航、夜间行动和战场交流。同时这场训练也是为了，帮助微软工程师们了解士兵作战时的艰难环境，从而根据这种情况去设计一款优化作战能力的AR头显，未来将应用于数千个美国军队。
IVAS项目副经理Mark Stepehens表示：微软并不是传统的国防承包商，因此希望通过短暂的集训，帮助他们去体会士兵作战的体验和感受，做出更有效的技术决策。当时，受培训的一些人表示受到了启发。
关于IVAS项目进度
接下来，美军计划在今年9月开始陆续为士兵配备AR头显，实际应用的版本将从根本上改变他们的作战方式和能力。
参与IVAS项目的高级应征顾问Marc Krugh军士长表示：利用AR头显，士兵将在更加逼真的场景中训练和演习，为许多潜在的情形做准备。此外，美军的主要目标是，利用AR来降低人员损失。
在本次合作中，微软首次将“以用户为中心的设计”理念应用于军事场景，并且通过与美军项目团队的紧密合作，更好的根据军队的需求和目标去进行设计。为了不断优化IVAS头显，美军会拜访微软在华盛顿的工业设计和软件实验室，测试多种原型产品并提供反馈，以推动迭代产品的研发。
而截至2021年2月，由微软和美军组成的IVAS项目团队已经收集了近8万个小时的士兵反馈，并且在疫情期间进行了为期6个月的4轮测试。除了现场测试外，IVAS项目团队还通过微软Teams线上交流，并分享文件和数据。
关于合作过程
而HoloLens之父Alex Kipman则表示：IVAS项目的独特之处在于，美军的参与程度足够深入，而这并不常见。
Krugh表示：在整个研发过程中，我们不断迭代IVAS头显，并探索了多种可能。同时，士兵的反馈直接塑造了IVAS头显的许多关键功能。
比如，早期的原型头显基于HoloLens，并在此基础上加入摄像头、增加重量的护目镜、多种3D打印的元件等等。这样的原型头显设计满足了美军对于坚固性、防水性和防震性的需求，但并没有考虑到士兵在举枪瞄准敌人时的可行性。
Krugh表示：如果士兵戴着IVAS头显同时举枪瞄准敌人，那么步枪的尾部碰到士兵脸颊时可能会遮挡住头显下方的传感器。一些士兵还反馈，护目镜的边缘需要重新设计，来优化余光视觉。而为了解决护目镜问题，IVAS团队曾制造并测试了数十款原型机。
最初，为了方便士兵控制AR头显，微软设计了一个被称为Puck的控制器，士兵可以将它穿戴在胸前。不过，当士兵匍匐潜行时，发现Puck很容易损坏。
Kipman表示：Puck类似于一个拨号器，只需要一根手指就能使用，设计足够精巧。不过经过测试发现它不够实用，于是就取消了，而像这样的例子几乎有数千个。
IVAS头显的意义
对于美军来讲，IVAS头显将为作战形式等方面带来转变，比如：未来军人在制定战略的时候，不再需要使用盒子、棍子、石块等材料制作战场模型，而是直接通过IVAS显示的3D地图来预览地形。
除此之外，士兵还可以利用IVAS头显切换视角，寻找有利地形，不受白天或夜晚的光线环境、天气限制。士兵可以直接预览目标建筑的AR模型，并从中寻找最佳的进入或逃跑路线。
在作战过程中，IVAS可读取发布在战术网络中的人员位置信息，可帮助士兵在黑暗或复杂的环境中快速定位队友。接着，士兵可以通过热成像技术，透过烟雾看到队友，或是在夜晚通过夜视镜查看。
微软IVAS项目负责人David Marra表示：IVAS系统不仅帮助士兵快速感知周围环境，还能定位队友、地点等关键目标的位置。这些功能对于提升士兵的安全性具有深远意义，同时也将大幅降低友军误伤等意外。
通常，士兵通过步枪上的瞄准镜来瞄准敌人。而未来，IVAS可以在士兵眼前显示瞄准器中的画面，同时士兵可以用余光去观察周围环境，进一步提升安全性。即使士兵左右转头，也能在头显中看到瞄准器的画面，足够灵活。与此同时，士兵还可以通过头显来远程交流。
Krugh表示：目前，IVAS头显依然在测试中，不过已经在开始改变士兵的作战方式。尤其是IVAS现有的一些功能，已经开始让士兵们重新思考执行任务的方式，总之AR将为士兵提供更多信息，做好更全的准备。
总结
IVAS系统基于HoloLens技术，不过和HoloLens、HoloLens 2有完全不同的用途，而且功能有很大差异。对于美军来讲，他们对于IVAS的需求足够明确，而微软则负责将这些需求变为现实，并且在此基础上让更多功能变为可能。
在研发和测试的每个阶段，美军都参考了士兵的反馈，一共进行了4轮主要的测试，以及一些用户调查。此外，与美军此前研发的军事方案不同，IVAS的设计以士兵为中心，而不是去参考以前的军事设计。而这应该是为了让穿戴式头显在实际应用中保持良好的效果。
为了优化IVAS系统，美军在弗吉尼亚的皮克特堡对其进行了两年时间的测试。而最近，IVAS系统还曾在波多黎各和阿拉斯加进行测试，以适应热带或寒冷的极端环境。
而对于微软来讲，在获得潜在价值高达218.8亿美元的军事合同后，将在硅谷的工厂继续生产超过12万台IVAS头显。而美军计划在今年9月开始陆续为士兵配备AR头显，首批将应用于步兵，还将结合军用车辆来测试AR环境感知。
值得注意的是，为了加速IVAS计划，美军与微软的合作是在OTA（其他交易机构）下进行的，通过五角大楼的“新采购授权”，微软作为承包商可以更快获得美军打款。这也是为什么IVAS头显可以在不到三年时间内完成研发，比类似的一般军事项目快得多。
参考：
https://news.microsoft.com/transform/u-s-army-to-use-hololens-technology-in-high-tech-headsets-for-soldiers/
（ END）
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