美国军事元宇宙：场景、实践与案例

作者：胡乐乐，系西安电子科技大学副教授

原文来源：光明日报

元宇宙的核心技术之一是虚拟现实（Virtual Reality，缩写为VR）。在我国，虚拟现实常被翻译为虚拟仿真。随着人类计算机科学技术的不断发展，虚拟仿真逐步从构想、理论到实践应用，包括军事在内的许多领域都积极应用虚拟仿真。

（一）

在全球军事领域，美军最早用虚拟仿真开展军事训练。数十年来，美军一直希望打造一个完全模拟现实场景、沉浸式、无缝整合的“虚拟战场系统”。

可以说，自二十世纪八九十年代以来，美军就出现笨拙的早期元宇宙。1978年，美国空军上尉杰克·索普发表一篇论文，概述了一个用于分布式任务规划的网络化模拟器网络。几年后，美国国防部高级研究计划局（DARPA）接手了这个被称为“虚拟战场网络模拟器”的项目。该项目后来被移交给美国陆军。

虚拟仿真的最大优点是用计算机生成虚拟的军事训练场地、设备设施、任务、武器、其他环境以及战场，模拟常规军事训练和交战的情形，进行多次反复推演，进而总结错误、失败与成绩。

今天，对元宇宙兴致勃勃的美军正在尝试打造真正的初阶军事元宇宙。今年2月10日，在首届“美国武装部队通信和电子协会太空部队信息技术日”活动上，成立仅两年的美国太空部队（USSF）的首席技术与创新官利萨·科斯塔宣称：美国太空部队将创建专用军事元宇宙，以数字技术协同训战、对卫星建立数字化模型，为太空作战提供虚拟演习环境，试点成功后推广至其他军种。

军人们可在军事元宇宙情境下协作、训练和开展任何数量的活动。由于美国空军和太空部队年龄介于18到34岁的人员中有85%自认为是游戏玩家，因此军方认为应该积极利用他们的这些技能。通过打造专用军事元宇宙，呈现精确逼真的数字孪生环境，以模拟自然环境或工业作业，让军人们在其中施展作战技能。

近年来，元宇宙的虚拟现实和增强现实（Augmented Reality，缩写为AR）技术已经纳入美军的常规军事训练。例如，今年5月10日，两名美军战斗机飞行员进行了一次高空原型元宇宙实验。他们在加利福尼亚沙漠上空几千英尺的地方乘坐一对Berkut 540喷气式飞机，戴上定制的增强现实显示器，连接到一个在天空中与他们并肩飞行的虚拟加油飞机发光图像的电脑系统,其中一名飞行员使用虚拟加油机进行了加油操作。

（二）

除了训练士兵，特制的专用军事元宇宙还有其他广泛的实际用途，将对军事教育、征兵工作、战争演习、士兵社交、军属服务等产生重要影响。

军事教育。自2020年年初新冠肺炎疫情暴发以来，美国军事教育机构就开始寻求通过战场模拟、战争游戏等虚拟方式来增强教育效果。其中，美国陆军的国家模拟中心使用增强现实技术构建多区域虚拟战斗场景，还通过打造军事元宇宙，将军人的个人信息和历史战斗记录导入虚拟战场中。

征兵工作。美军一直致力于将多种传统征兵激励（如增加薪水等）和电子游戏相结合，吸引年轻人积极参军。现在，美军各部队都有自己独属的电子竞技队伍，出征国内国际的电竞赛事。电子竞技已经成为非常有效的美军征兵方式，通过这种新颖的方式进行征兵宣传，美军可以发现与自身需求高度契合的征兵对象。

战争演习。战争演习对军事而言非常重要。真实的战场充满了种种不确定性，因此需要通过不断进行战争演习做好充分准备。战争演习的具体实施方式既可以是传统的实战演习，也可以是现代的虚拟战争游戏、合成虚拟战场、演习元宇宙等。在虚拟战场上，士兵和战斗的决策人物可以超越现有条件，将想象中的概念、战斗操作、队形等等模拟出来，进行训练。随着元宇宙技术的不断发展，未来的元宇宙战争演习，能将数据捕捉、存储、分析技术和新的合成虚拟环境技术相结合，更好地解决虚拟战争演习的现有技术问题。

士兵社交。军事元宇宙本质上也是一种虚拟社交空间，它为士兵之间提供新的沉浸式体验交互方式，充分满足他们的社交需求。美国空军设立了一个游戏社区项目，通过游戏为士兵提供培养领导力、团队合作能力、提振士气、心理健康咨询等服务。

军属服务。军事元宇宙还能帮助将士们解决一些家庭后顾之忧。将士们会在一定时间内进行整体换防或者变化服役地点，军官会有职位晋升与职务调动，这不仅会给将士们带来适应性压力，而且还会对他们的家人造成适应性影响，比如军官的配偶可能得重新找工作，孩子得转学校，甚至举家搬迁到新地方。未来的军事元宇宙一旦建立，将士们的家人能在虚拟环境中工作，或许就不必切换实际工作地点，避免对他们的工作、学习、生活造成较大干扰。

美国国防与国家安全部研究负责人、新美国安全中心助理高级研究员詹妮弗·麦卡德尔说，“最完美”的军事元宇宙概念是将士兵训练、教育、实验和社会生活的虚拟环境基础无缝地结合在一起。当然，实现这个最完美的军事元宇宙肯定还需要较长时间。

（三）

互连的虚拟世界在军事上最明显的用处或许是合成训练。由于每年在训练中丧生的士兵比在战斗中死亡的士兵还要多，因此美军认为，这将是一种可以拯救生命的工具。而且，改进元宇宙内外之间的数据交换，使它们可以传递信息，能够从根本上改变军事演习和军事训练之间的关系。这些活动可以合并成类似于长期性训练活动，而不仅仅是一次性的。通过军事元宇宙，可以让数据和信息在每一个事件中流动，这样就可以以一种更有效的方式迭代它。

美国陆军已经使用元宇宙进行合成训练，他们试图建立陆军的“合成训练环境”——一个虚拟训练环境，用于补充实时训练，模拟从城市到山区的战斗场景，以满足从排到更高级别的陆军编队士兵进行各类地形战斗场景的训练。

根据美国陆军网站的说法，“合成训练环境”将“实时、虚拟和建设性的训练环境整合到一个单一的合成训练环境中，并将在有需要的地方向地面、运载和空中平台以及指挥所提供训练功能”。根据这个定义，这项技术可以被视为一种元宇宙，因为它是一个连接其他人的虚拟世界。

如果拥有一个持久的数字角色（元宇宙化身）是有意义的——比如说它与士兵真实世界的身体特征相匹配，这样在所有不同的模拟和训练工具中，士兵的表现将无限接近于他们的真实水平，这肯定是正确且更有意义的虚拟作战训练。

总之，由于元宇宙功能强大和国际军事竞争愈加激烈，所以美军肯定会继续加强军事元宇宙的研究、建设与应用，以进一步增强对将士进行虚拟军事训练的质量，进而提高他们在实际战斗中的作战能力。

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