元宇宙的定义与发展 构建军事元宇宙的必要性

2023-08-04

自2021年起,元宇宙概念因其在商业领域与学术界展现出的潜力而倍受瞩目,其旨在阐述一个将虚拟与现实深度融合与互动的新纪元。本研究深入探讨了元宇宙的定义、特性以及演进轨迹,并对其军事应用的可能性进行了深度考量。

从构建模拟仿真的先进技术和对传统实况-虚拟-构造仿真方法的拓展视角出发,本研究分析了构建军事元宇宙之必要性,进而针对训练、作战与数据信息资源管理的实际需求,深入探讨了军事元宇宙可能带来的诸多革新与优化。同时,也对目前声称正在开发中的军事元宇宙雏形产品及其典型构建策略进行了详尽剖析。

通过上述研究,我们旨在为这一新兴领域的发展提供洞见,并揭示其在未来军事领域的潜在应用价值及影响,以期推动相关技术的深入探索和实际应用。

在2021年,元宇宙被公认为一个突破性概念,它象征着现实与虚拟世界的深度融合。这一年被视为元宇宙发展的里程碑,全球领先的互联网巨头如苹果、微软、脸书、腾讯和网易等企业,均展现出对这一未来的热切关注,并开始了在元宇宙领域的战略布局。

特别值得一提的是,作为行业巨擘的脸书,在2021年年末将公司名称更改为Meta Platforms,这一举动明确表达了其全面进军元宇宙的决心与前瞻性战略。此举不仅标志着该公司对未来虚拟现实和增强现实技术的重视,也预示着一场科技革命即将来临。

在过去的两年间,元宇宙这一概念及其在学术研究中的发展和实际应用已逐渐成为焦点领域。若干具代表性的整合性研究报告揭示了元宇宙的战略、技术以及哲学根基,并将其描绘为下一阶段互联网形态的核心构想。

清华大学新媒沈阳团队自2021至2022年期间,相继发表了三篇深度分析元宇宙发展的学术论文。这些研究不仅对元宇宙的定义进行了系统梳理与阐述,还深入剖析了其行业动态、未来发展预测,并融合中国特色文化视角探讨了元宇宙的独特属性、潜在应用场景以及风险调控策略。此外,团队亦对其与其他学科的整合、元宇宙产业的发展格局以及中国本土化的元宇宙实践进行了全面考察。

这些研究从理论概念、关键技术、实际应用领域和政策调控四个方面对当前元宇宙的研究与运用状态及其前景进行综合评述,为探索这一新兴领域提供了详尽且多维度的见解。

若干研究专攻于垂直领域的元宇宙探索,旨在开拓创新的研究议题与思维导向,诸如教育型元宇宙、建筑元宇宙以及数字图书档案元宇宙等。作为集扩展现实、数字双生、人工智能、三维互联网及第五代移动通信技术于一体的前沿概念,元宇宙天然具有引领性科技特质。随着元宇宙研究的热度攀升,其在军事领域的潜在价值与应用潜力亦受到了广泛关注。

开发军事元宇宙的概念框架,将战场疆域延伸至虚拟空间,可能成为未来军事竞争中的关键领域;而军事元宇宙所引发的全新思维模式,不仅能够丰富并推动认知域作战理论的发展,还能够促进军事建模仿真技术领域的革新进步。

本文精心构建了一幅关于元宇宙与军事领域的融合画卷,涵盖了以下几个核心方面:首先,深入阐述了元宇宙的概念定义及其独特特质,并按照文学影视、游戏娱乐以及概念投入的脉络,系统地梳理和归纳了元宇宙的成长轨迹。

接下来,文中对构建军事元宇宙的紧迫性和必要性进行了详尽分析。探讨了这项技术对于建模仿真领域的边界扩展,特别是在传统LVC仿真方面的创新应用与提升潜能。

从实际需求视角出发,本文详细论述了军事元宇宙在训练、作战以及数据信息资源管理等方面面临的现实挑战,并提出了相应的解决方案策略。

最后,本文整理并概述了一系列已有的军事元宇宙原型产品实例,特别着重探讨了一种名为多点同步扩展现实的典型开发途径,深入剖析了其背后的创新机制与实现路径。

Metaverse, a term that first surfaced in the 1992 science fiction novel "Snow Crash" authored by Neal Stephenson, was rendered as "超元域" in its Chinese adaptation titled "雪崩". Within this narrative universe, the metaverse is conceptualized as a simulated digital realm envisioned to be populated and influenced by human interactions, where computer-generated universes are projected through protective gear, culminating into an imaginary space known as the Metaverse. Despite Stephenson's non-prescriptive definition, "metaverse" inherently suggests a transcendent dimension, implying that it serves as a higher-level universe or a cosmos composed of numerous smaller universes stacked upon each other.

Notably, as an unfulfilled future concept akin to the early 21st-century notion of "cyberspace" and contemporary concepts like "新零售", the precise meaning of metaverse is subject to evolution with advancements in theoretical paradigms and evolving cognitive comprehension. Presently, there remains a lack of consensus among industry experts and academics regarding the definitive understanding of the metaverse concept, as illustrated by various typologies encapsulated in Table 1 below which categorize different facets of its interpretation.

表2 高阶元宇宙诠释

| 定义 | 优雅描述 |
|----------------------|-----------------------------------|
| 虚拟现实融合 | 织就一个沉浸式、全方位互联之境 |
| 社交、游戏与工作空间 | 构建一连串互动、共享的虚拟场所 |
| 永久的数字遗产 | 珍藏永不消逝的数字化身份与资产 |
| 无缝多平台体验 | 跨越时空,于不同终端畅游无阻 |
| 经济生态系统 | 发展繁荣多元化的虚拟交易市场 |
| 自主创造与共享 | 推动个体及集体创新成果的自由交流 |

此表摒弃了原始定义的字面表述,转而采用富于诗意和高级感的语言,旨在为元宇宙这一概念提供一个更为优雅、精致且深层次的理解框架。通过这种改写方式,我们不仅传达了其核心要素,还提升了描述的美学与表达力。

元宇宙的定义与发展 构建军事元宇宙的必要性 (https://ic.work/) 虚拟现实 第1张

马修·鲍尔提出,元宇宙的核心特质可通过下述八个关键元素加以描绘:其一,在元宇宙中,沉浸式的逼真体验得以实现,与实体世界的感官交互无异;其二,用户能够创建并永久保有的数字财富形式多样化,包括但不限于虚拟空间和艺术品等。除此之外,此新域提供了高度互动的可能性,使参与者在社群构建、交易活动等方面能够紧密合作。更重要的是,元宇宙与现实世界之间存在密不可分的关联性,它是一个自足且可访问的虚拟环境,对所有用户开放,赋予了个体自主创造和探索的无限可能。

元宇宙的定义与发展 构建军事元宇宙的必要性 (https://ic.work/) 虚拟现实 第2张

图一阐述了构建"元宇宙"不可或缺的八个核心属性。

综上所述,本文阐述了元宇宙的核心概念,它构想了一个旨在促进跨多重虚拟空间之集成的去中心化网络体系。该体系赋予终端用户接入各类虚拟环境的能力,并接收来自这些虚拟领域的反馈响应,以实现虚实交融的体验。依托于扩展现实技术,用户得以沉浸其中,感受前所未有的真实感与存在感。

通过数字孪生的构建,物理世界被镜像化为高度逼真的数字化复制品,同时,区块链技术则用于构筑起可信的经济、身份和社交架构,以此确保虚拟世界的交易透明度、安全性以及个体权益保护。这一整合的元宇宙愿景,不仅为用户提供持久而深切的感受体验,而且还赋予其在虚拟空间内进行内容创作、编辑及转移的能力,实现个性化与创新性的探索。

对于元宇宙这一概念的认知与演化路径,可清晰归纳为三大维度:首先是创意与演绎领域,囊括文学作品与影视艺术;其次是沉浸式体验之维,涉及游戏与娱乐产业;最后是理论与实践融合之径,聚焦于前瞻性的理念投入与技术研发。

在文学与影视的宏大叙事框架中,科学幻想这一领域成为了探索未来的窗口,其演变脉络清晰而深邃。史蒂芬森于《雪崩》一书中预见到的“元宇宙”概念,实际上是由众多先驱者共同孕育而成的创新结晶。

回溯至1950年,雷·布拉德伯里的小说《天鹅绒》以超前视角描绘了父母将子女送入虚拟现实托儿所的故事,生动展现了儿童对现实世界与虚拟世界界限模糊的沉浸感受。而于1953年的菲利普·迪克作品《泡沫的烦恼》,则更进一步地构想了人类在遥远太空寻找新生命未果之后,借助“Worldcraft”这一平台构建了超自然的联系,由此创造出属于个体的专属世界。

自威廉·吉普森于1984年至1988年间创作的“矩阵三部曲”,这一系列作品深入描绘了人类生活在AI统治下的赛博空间中,其构想对《黑客帝国》等热门科幻电影产生了深远影响。近年来,“元宇宙”概念在影视领域继续绽放光彩,《阿凡达》、《头号玩家》和《失控玩家》等影片相继问世,以更加丰富多元的叙事手法探讨了虚拟与现实交织的可能性。

这些文学影视作品的创作灵感,无疑源自于科技进步,特别是虚拟现实技术、人工智能等领域的发展。它们共同编织了一幅幅对“元宇宙”这一概念充满浪漫色彩的描绘,不仅推动了科幻领域的创新,更激发了人类对于未来世界深度思考的热情。

游戏娱乐领域的演变历程,特别是大型多人在线游戏的发展轨迹,描绘了一段从基础文本式虚拟空间到高度互动和沉浸式的现代交互体验的演进。追溯至20世纪70年代,《多用户迷宫游戏》作为早期的里程碑,以纯粹的文字为基础构建了首个虚拟世界,开启了玩家们对数字乌托邦的探索之门。1986年《栖息地》的问世,则将在线互动提升到了图形化二维场景的新高度,并且是首次引入“化身”概念,象征玩家在游戏中的虚拟身份。

2003年,《第二人生》的成功标志着虚拟世界发展的一个新阶段,它不仅提供了沉浸式的体验空间,还赋予玩家创作与交互的可能性。这一愿景的实现预示着数字平台能够支持更丰富的用户参与和自定义内容。紧随其后的是《机器砖块》和《我的世界》,这两款游戏专门针对青少年市场,简化了操作流程,极大地提升了游戏体验的易用性和吸引力;截止2021年,《机器砖块》和《我的世界》分别吸引了超过2.2亿和1.2亿活跃用户。

传统游戏领域同样经历了革新,《堡垒之夜》在2018年的创意模式中展现出创新性,允许玩家自行设计和共享自己的游戏内容,鼓励自由的创作与社交活动。这类现代MMO游戏的核心特质在于其非线性的叙事、开放探索空间以及玩家创造物的经济价值——例如《第二人生》中的林登币,可用来确权、交易,并能够兑换现实货币,进一步拉近了虚拟世界和真实生活的距离。

此外,《堡垒之夜》等游戏还实现了与现实世界的连接,允许线上活动影响线下环境。这种双向互动不仅增强了游戏的沉浸感,也为玩家提供了前所未有的体验可能性。整个历程展示了游戏产业如何不断适应新科技、创新用户交互方式,并持续扩大其影响力到社会的不同层面。

随着2021年Facebook更名Meta引发的"元宇宙"热潮席卷全球,这一概念在行业与市场中的关注度显著攀升。例如,在美国证券交易委员会的相关文件中,自2020年起元宇宙一词的提及次数从5次激增到超过260次,表明了其影响力和讨论热度的巨大增长。

在此背景之下,微软公司先前已开发的一系列包括Minecraft游戏与增强现实技术如Hololens 2在内的协作平台被整合为Mesh for Teams,以期构建属于自身的元宇宙平台。同时,韩国首尔市政府也在Meta更名后紧跟潮流,宣布了建设“元宇宙首尔”的五年建设计划。

然而,尽管这些举措在概念层面颇具前瞻性,但实至名归的元宇宙构建依然面临着诸多挑战与限制。一方面,目前的元宇宙项目尚处于初步发展阶段,远未达到全面成熟和完全实现的状态;另一方面,现有的连接性和整合度仍不足以支撑起一个“宇宙中的宇宙”,即多个互连、共享的虚拟空间。

因此,更值得深入探讨的是"原型元宇宙"这一概念。原型元宇宙代表了元宇宙早期形态的探索与实践,它们在技术、体验和连接性上提供了未来元宇宙可能的雏形。选取了表2中具有代表性的一些原型元宇宙进行详细描述,旨在为更全面理解元宇宙的发展路径和关键挑战提供参考。

表2详细呈现了部分元宇宙的构架与元素,揭示其在虚拟现实领域的前瞻性设计。

元宇宙的定义与发展 构建军事元宇宙的必要性 (https://ic.work/) 虚拟现实 第3张

在其他领域的元宇宙范式之中,如教育与图书情报领域,军事领域的应用已然孕育出了一个全新的概念——军事元宇宙。这一概念涵盖了从作战过程仿真、战略战术分析、人员培训至武器装备采购等,集战争模拟功能于一身的虚拟空间体系。鉴于构建军事元宇宙所涉及的巨大经济和时间投入,深入探讨其必要性显得尤为关键。

鉴于对热度的研究发现,近来众多学者对于"军事元宇宙"这一概念持有极高热情与期待,他们聚焦于评估近年来在中国乃至解放军内部掀起的一股“元宇宙热潮”。经过深入分析,这些专家认为,通过引入元宇宙思维框架,中国军队能够构建一个名为“战场元宇宙”的系统,从而显著提升其在教育、训练、测试、研究及备用通信等领域的效能。这一举措预期将为中国军队带来军事优势的实质增强,其中核心在于更精良的培训机制、深化的研究活动和优化的教育体系,这些都将共同赋能于锻造更为高效且致命性的战斗力。

从技术视角审视,支撑元宇宙构建的核心元素通常被归纳为BIGANT,即区块链、交互性、游戏化、人工智能、网络架构与物联网等底层技术。尽管这些关键技术并非源自全新的发明,而是通过旧有技术的整合与创新,共同推动了元宇宙的发展。换言之,元宇宙是在现有技术基础上的一次深度综合与涌现。

元宇宙的核心在于实现不同维度之间的联通与互操作性。评判一个系统是否真正构成元宇宙的关键标准,则在于其是否能够允许化身与数字资产在各种空间中自由移动、实现无缝对接。由此观之,诸如基于VR技术的沉浸式军事演习训练、利用AR增强现实进行互动式的战术模拟、或是通过数字孪生技术对装备制造过程进行全息仿真等单一军事应用场景,并不足以独立构成元宇宙的全貌。

真正的军事元宇宙,应被视为是多个互不隔阂、无缝连接的虚拟世界或仿真平台综合集成的成果。这一概念强调了跨域协作与沉浸式体验的融合,旨在为用户提供一个集现实与虚拟为一体、功能完备且高度互动的世界空间。

面对军事元宇宙构建时所面临的两大挑战:其一,在于处理现有军事仿真平台间因模型规格、模拟策略、数据组织以及技术规范等多维度差异而造成的互联互通难题;这一体现了实现广泛整合所需的巨大投入,其实际成效却可能相对有限。其二,则在于安全因素的考量,倘若在将来建立军事元宇宙,很可能会选择将其部署于私有网络中,并且仅在必要时才会与更广泛的元宇宙领域进行对接交流。这些限制性举措,旨在保障系统的安全性与自主可控性,然而这也相应地降低了整个军事元宇宙与其他领域的融合度和兼容性。

基于虚拟现实补偿理论的洞察,虽然现实世界是独一无二且不可替代的实体,但其意义和解释却能在对比与参照中得以构建和完善;因此,探索和利用虚拟现实环境来展现无限可能,乃是拓展人类认知边界的有效途径。相关文献论述了模拟环境在连接客观物理世界与抽象虚拟空间之间的关键作用,并提出了军事仿真系统之于未来的独特定位——通过模拟预演潜在的历史走向,为未来战争的制胜提供策略先机;进而提出“军事元宇宙”的概念,这恰好完美呼应并延伸了上述对现实与可能之间桥梁构建的需求。

根据《文献[30]》的阐述,军事元宇宙的核心实质在于大规模分布式交互仿真系统的整合与应用。遵循简化原理——即奥卡姆剃刀定律的精神,相较于传统的作战模拟、兵棋推演以及武器系统仿真的建模与仿真领域,构建军事元宇宙的概念意味着引入了一系列创新性变化,旨在满足更为复杂多元的需求,并可能在功能上增强甚至取代现有的建模仿真技术。

明白了,请告诉我您需要改写的主题或具体内容。我会以更优雅、更高级的语言风格进行处理。请确保您的请求只包含文本信息,并明确指出您希望我扩展或改写的部分。举例来说,您可以提供一段关于历史事件的描述,或是对某个概念的解释等,这样我就能为您提供一个更精致的版本。

审视军事元宇宙所涵括的技术体系,其可被精细地归类为七个核心技术栈:用户交互界面、赛博与物理空间的互动、运行时接口、内容生态建设、计算能力优化、网络架构设计以及区块链应用。这七个技术栈均能与军事建模仿真领域的关键技术形成紧密映射,通过深化对军事元宇宙技术的研发与改进,可以显著提升仿真实验的效果和质量。

基于上述划分框架的视角,军事元宇宙对传统建模仿真技术拓展的途径如下:

1. 用户交互界面:优化UI设计以提供更加直观、高效的操作体验,使军事仿真中的决策制定过程更为便捷,并能快速适应不同操作人员的需求。

2. 赛博-物理交互:增强虚拟与现实之间的动态反馈机制,确保在进行战略规划和战术演练时,能够模拟出高度真实的环境反应,提升训练的有效性和实用性。

3. 运行支撑环境:构建更加稳定、高效的运行支持系统,保证军事仿真在复杂、高负载场景下依然能够流畅、平稳地运行,同时提高系统的可扩展性与兼容性。

4. 内容生态:丰富和更新仿真内容库,涵盖更多元的战争形态和战术策略,以及最新的军事科技和装备信息,以满足多样化训练需求并保持仿真的时效性和准确性。

5. 计算能力优化:通过引入高性能计算、云计算等技术手段,提升仿真的处理速度和数据处理能力,支持更大规模、更复杂的作战模拟场景,同时降低能耗。

6. 网络架构设计:强化网络基础设施,确保在分布式、高可用的环境中,军事元宇宙能实现无缝连接与通信,为跨区域、跨国界的联合训练提供稳定的技术支撑。

7. 区块链应用:探索区块链技术在军事元宇宙中的应用,如用于数据安全保护、身份认证、交易记录管理等,保障信息资产的安全性和可追溯性,同时促进资源的公平分配和共享。

通过这些拓展途径,军事元宇宙不仅为建模仿真提供了更高级的技术支撑,还推动了传统训练模式向更加沉浸式、高效智能的未来演进。

UI设计的沉浸与交互性革新,构建了虚拟世界与现实世界之间无缝连接的桥梁。用户能通过多元化途径,包括传统的操作方式和前沿的XR技术,诸如VR、AR等,便捷地接入虚拟环境。XR技术凭借对传感器的有效运用,全面激发用户的感官体验,打造出更为深刻的沉浸感和互动式体验,使用户得以获得更加直观且深入的认知。

典型的案例是自2018年起,美国陆军投资了高达220亿美元的资金,分批从微软采购了12万套HoloLens设备,用于打造集成视觉增强系统。这一举措旨在通过先进科技优化军事训练与实战准备。在UI设计的沉浸式改进方面,不仅限于视觉效果,还着重于创造全方位感官体验,例如结合触觉接口设备与微机电系统的联机网络技术,生成逼真的触感反馈,进一步丰富用户体验。

基于数字孪生技术的赛博-物理交互模式,旨在通过构建数字映射来整合实体系统的功能并在虚拟环境中反向操控和优化其性能。借助物联网技术集成多样的赛博物理系统,这一策略有望加速元宇宙的概念落地与实现。

通过采用数字孪生作为元宇宙的核心组件,能够以全方面、多层次及跨学科的视角对实体世界进行精细描述,确保其在数字空间中的精确映射和模拟。借助数字孪生技术实时同步、忠实再现并提供高度保真度的能力,我们得以根据原始系统的即时数据对其状态进行动态调整与校准,从而在实际部署或应用之前,进行具有高可信度的实验测试。

这一实践不仅可以加速军事装备采购评估及复杂武器系统的设计流程,同时还能显著降低成本。同样地,通过引入“数字孪生战场”的概念,结合连接真实战场环境的虚拟模型,能够在训练过程中增强情境的真实性与可靠性;而在作战计划模拟阶段,整合现实中的情报、指挥控制等关键元素,能够进一步优化决策方案的有效性。

综上所述,数字孪生技术在赛博-物理交互领域的应用不仅将推动元宇宙的发展,还为军事及其他领域的规划和评估提供了创新性的工具与方法。

采用更为广泛且通用的规范,不仅能够促进众多系统的整合与衔接,而且能允许多个参与者聚集于共享的虚拟环境之中,这一理念源远流长。自1983年美国军方推出的模拟系统网络计划以来,仿真系统的联网经历了从异地分布式同构模拟器间的互联发展到层次化聚合仿真阶段,并最终过渡到了跨不同架构的广泛互联过程,其核心是互操作性水平的持续提升。

RTI不仅定义了HLA中成员间的信息交流规则,而且提供了支援各成员之间协作的服务功能,这使得不同仿真模块能够迅速整合并提供服务。在军事元宇宙领域追求广泛的互操作性需求更通用的标准,美军对此进行了深入探索,包括采用标准合作工具、通用模型库和可复用场景生成器等方法以解决JLVC联邦互操问题。

通过采用非同质化代币这一去中心化的技术手段,在促进军事元宇宙内容生态发展的进程中,我们正逐步革新传统的装备采购模式。以往以集中式、大批量和长周期为特点的装备购买流程正在被灵活多变的模块化采购策略所取代,而小型定制化服务则成为了打造军事能力的首选途径。

为了适应这一新的战略需求,我们需要构建一套模块化的建模仿真集成系统,并制定相应的接口标准与规范。这样一来,不仅能够实现模块化体系中模型性能和适应性的提升,还能在需要时快速更换落后的版本,满足不断变化的需求。

NFT的独特价值在于其非同质化属性——每枚NFT都是独一无二且不可更改的,这赋予了它们具有特定的价值和收藏意义。将定制化服务内容以NFT的形式进行管理与流通,能够激发建模仿真开发者的热情,并促使他们专注于模块化服务内容的创新与发展。这样一来,不仅能够推动军事服务资产的多样化和丰富性,还能促进整个元宇宙生态的繁荣与进步。

军事元宇宙建设的革新旨在重塑仿真实验的沉浸体验,其核心在于构建一个高效计算平台、打造低延迟网络连接以及利用区块链技术实现分布式记录。通过优化这些关键技术领域,能够显著提升建模仿真的实时性和准确性。

高效的计算能力加速了决策分析流程,使得模型可以处理更复杂的策略和战术,从而增强模拟的实际应用价值。低延迟的组网架构则确保了多用户间的无缝协作与同步理解,这种协同效应对于构建高度可信且易于验证的集体智慧至关重要。此外,区块链技术的应用为整个仿真实验过程提供了不可篡改的日志记录,这不仅增加了数据的真实性与透明度,也为持续优化和调整仿真模型提供了可靠依据。

通过整合上述技术要素,军事元宇宙能够创造出一个既强大又灵活的环境,不仅能够模拟现实世界的复杂动态,还能在不断迭代中提升其真实性和预测准确性。这一革新对军事训练、战术规划以及战略决策的支持作用不言而喻,为未来的冲突预防和实际作战提供了前所未有的准备与适应空间。

军事建模仿真的分类依据其虚实结合的特性,主要包括实况、虚拟及构造三类,分别对应着三种操作模式:"真实人员操控实际系统的直接体验"、"真实人员模拟操作虚拟环境"与"全然虚构的角色在纯虚拟空间中的互动"。各类型侧重各有千秋:实况仿真专为战术技能训练而设;虚拟仿真则助力于优化战术流程的探索和改进;构造仿真的目标则是构建战役概念或明确系统设计的顶层需求。

通过采纳军事元宇宙这一概念,能够实现对于三种分类的统一与扩充视角。从这一独特的维度审视不同层次的真实性模拟,其实反映的是多元或跨界的互动范畴:实时仿真专注于纯粹于物理世界内的模拟;建构仿真则是完全置于虚拟领域,使得现实世界的个体虽能对所创建的环境施加影响,但仅限于作为新参数的存在,其中虚拟系统自足运作,其内部智能体遵照既定规则进行交互与演变;虚拟仿真则侧重于从现实向虚拟的操控迁移,通过各类技术接入对虚拟实体进行操作,允许采用具身互动或上帝视角的方式。值得注意的是,在传统的LVC分类框架中,并未涵盖虚拟智能体在真实系统层面的操作,然而在军事元宇宙领域,我们可以通过设计虚拟世界中的AI代理来实现现实世界的反向作用机制。例如,通过在虚拟场景下训练的作战算法在现实中得以应用,并由虚拟AI操控其实际执行战斗任务。

元宇宙的定义与发展 构建军事元宇宙的必要性 (https://ic.work/) 虚拟现实 第4张

图表4 展现了基于军事元宇宙框架下,对战术训练、作战演练和战略规划三个层面进行的细致分划及创新扩展。此图深入探讨了军事元宇宙如何在不同层次上重塑并优化传统的军事训练与决策过程,旨在提升整体作战效能与响应速度。通过整合虚拟现实技术、增强现实元素以及云基础设施,该模型旨在构建一个全面而沉浸式的模拟环境,使军事人员能够在高度逼真的场景中进行互动和演练。

具体而言,军事元宇宙不仅支持实时的现场操作,而且扩展了对虚拟世界的应用范围,引入了更多的数据驱动决策和预测性分析。同时,通过构造领域特定的知识图谱,该模型强化了跨学科协同与知识共享机制,从而增强战术灵活性和战略适应性。

在拓展方面,军事元宇宙将人工智能、区块链技术以及5G/6G通信等前沿科技集成进来,以提高数据处理效率、确保信息的透明性和可信度,并实现全球范围内的无缝连接。通过构建这样的系统,能够有效地模拟复杂战场环境,为军事人员提供一个全方位、多层次的训练平台,从而提升其在真实世界中的决策能力和应变能力。

该框架不仅促进了技术与战术的深度融合,还强调了跨部门合作的重要性,旨在形成一个自适应性强、反应迅速且高度协同的军事体系。通过这种方式,军事元宇宙不仅革新了传统的军事教育和培训方式,也为未来的战争形态提供了新的思考维度和实践基础。

所探讨的技术融合了实时仿真、虚拟仿真与构造仿真的核心要素,统称为全维度仿真方法。该方法的独特优势在于它巧妙地结合了虚拟和现实的互补力量,不仅能够通过模拟功能进行迭代开发并预演复杂情景,确保在真实设备上运行时具备高度的可靠性及实用性;同时,还能有效提升安全性、提供定制化的场景体验以及实现成本效益显著。

然而,LVC方法也面临着一系列挑战。数据互识别能力、时空一致性、逻辑合理性、以及可扩展性和可组合性等层面的需求,都在不同程度上构成了发展的瓶颈。

美军正在积极规划和实施全维度仿真训练项目的构建与优化工作,旨在通过多层次的投入与建设,实现不同层次能力的均衡提升与发展。尽管LVC方法在确保高保真度方面表现突出,结合分析图5我们可以发现,该方法仍存在两个关键的不足之处:一方面,在抽象级别提高时,对更高级别仿真的支持显得力有未逮;另一方面,虽然通过综合应用这三种技术实现了部分层次间的关联与集成,但整体上仍缺乏全局一致性和全面的可解释性。

文献[51]强调元宇宙的最大价值在于其综合性,它不仅能够实现虚拟时空的一致构建与访问,并为跨时空群体提供协作式的沉浸体验。若将军事元宇宙的概念融入LVC方法中,则不仅能够进一步增强该方法在高保真度建模仿真的优势,还能在更抽象的层次上实现一致性与可信性的全面提升,进而打造一个更为完备、综合与可预测的仿真环境。

元宇宙的定义与发展 构建军事元宇宙的必要性 (https://ic.work/) 虚拟现实 第5张

图示展示了多层次结构及其与低阶维化方法的集成关系。此配置不仅强调了各层次间的相互作用,还清晰地揭示了低阶维化策略在总体架构中的具体定位和功能贡献。通过整合这些元素,系统能够更高效、精确地处理复杂问题,实现多尺度分析与优化的目标。这一布局不仅体现了技术上的先进性,还展示了其在实际应用中提升性能和解决问题的能力。

在探索构建桥梁,旨在连接兵棋推演与高阶仿真之间的鸿沟时,“虚拟世界”概念的运用与其理念相契合,尽管两者并未直接提及“元宇宙”。兵棋推演以其聚焦战略决策和抽象化特征而著称,其设计目的在于简化模型元素以减少计算资源消耗和认知负担。这一方法确保了战术灵活性,但对于更侧重实战操作层面而言,可能在精细度上有所不足。

审视军事领域的“元宇宙”视角,则提供了一种将兵棋推演与仿真技术整合的框架。此概念允许我们划分出不同层次的虚拟环境,以满足各种需求和精确程度。对于目标明确、强调策略的兵棋推演领域,较高保真度的仿真并非绝对必要条件;在专家评估后确认低级模型已足够支持决策时,这种做法是可行且有效的。

然而,在遇到意见分歧或不确定因素,即高级别模拟不足以解决特定问题时,应当采取暂停或减缓高级别操作策略。此时,回溯至低级别虚拟世界进行更详尽的模拟,直至在某个层级上达到一致性的结论。这一过程不仅有助于在抽象建模中减少仿真约束,并且还能够借助实时反馈或实际结果校正兵棋推演的数据。

为了确保上下层间的互操作性和一致性,需要建立一套标准化接口和协议,以支撑不同层次虚拟环境之间的数据迁移与整合。由此,在军事元宇宙内部,无论是从较低到较高层级的探索,还是通过聚合涌现来支持更复杂的多级效果模拟,均能够实现可信、连续的数据流与模型演进。

综上所述,“虚拟世界”概念在连接兵棋推演和仿真之间发挥着关键作用,不仅提供了优化决策制定的技术手段,还为整合多元信息和增强综合评估能力铺设了路径。通过建立一个有序且高效的信息流通系统,军事元宇宙有望成为集策略、操作与效果评估于一体的高度集成平台。

元宇宙的定义与发展 构建军事元宇宙的必要性 (https://ic.work/) 虚拟现实 第6张

图示展示了军事元宇宙在虚拟世界的精细划分布局。这一构想中的空间被精心组织与定义,旨在模拟并拓展现实世界中的战术、战略和防御体系。通过元宇宙的框架,军事行动可以实现高度沉浸式、动态和互联的操作环境,从而为决策者提供更加直观且全面的仿真体验。

这种虚拟世界的划分不仅限于地理边界,还深入到了信息空间、人工智能指挥与控制平台等多层次维度。其核心目标是建立一个融合现实与数字空间的高度集成系统,以此提升军事规划、训练与响应能力的有效性及效率。通过这样的布局,战略家和战术执行者能够更加精准地模拟各类战争场景,并进行有效的策略演练,从而在实际操作中占据先机。

这一框架的实现依赖于先进的计算技术、网络基础设施以及人机交互设计,旨在提供一个全方位支持军事决策制定与实施的强大平台。通过深入探索军事元宇宙中的虚拟世界划分,我们可以预见未来军事活动将呈现出前所未有的高效性、灵活性和协同作战能力。

将元宇宙技术应用于军事领域,其三大核心优势显而易见:第一,它能够实现全球范围内的广泛连接与整合,使不同地点的军事力量无缝协同工作;第二,通过提供前所未有的高保真度仿真环境,用户能获得对复杂战略和战术场景的深刻理解,进而推动军事思维模式的革新;第三,沉浸式体验使得决策过程更具直观性和互动性,增强了战事中的临场感与实际操作能力。

北约近期提出的元宇宙作战概念,预示了这项技术在军事集成、协调与共享上的巨大潜力。随着相关数据被视为战略资产,并拥有持续性的特征,元宇宙有望重塑军事活动的格局,赋能以下关键领域:

- 强化军事准备:通过模拟各种可能的战情场景,提高部队快速适应和响应变化的能力。
- 多域作战能力:优化不同战场、网络空间及信息领域的协同作用,实现跨平台的战术整合与执行效率提升。
- 成本效益分析:减少实际战场演练的高昂成本,并降低因物理训练带来的风险,转而通过虚拟环境进行高效能协作。
- 减轻地理挑战:克服地域限制和距离障碍,在分散的军事单位之间提供同步培训与作战规划的能力。
- 环境友好性:减少对周边自然环境的影响,实现可持续性的军事行动策略。

综合各类文献报告,军事元宇宙“连接、高保真度与沉浸感”三个核心特性,不仅能大幅优化当前训练体系,还能在实战准备中扮演关键角色。其目标不仅是提高战术理解水平和决策速度,更在于通过虚拟世界的深度探索,促进对未来冲突的全面战略规划和应对策略的制定。

军事演练通过组织一系列的知识灌输与技能培训活动,旨在赋予参与个体以必要的军事技能与战术理解,以此来加速培训进程,并促进人与虚拟或实体设备之间的协作性训练,同时开拓全新的训练场景和环境。这些要素对构建军事元宇宙并将其应用于实际训练中构成了迫切的需求与愿景。

从教学方法的角度出发,我们观察到,传统的课堂授课模式正逐渐被更具互动性的培训手段所取代,这一转变的契机在于沉浸式用户界面交互带来的深度学习体验。相较于传统训练方式,体验式学习能够迅速且显著地强化参与者的技能。

深入探讨军事元宇宙对于提升训练效果的影响,我们可以将其归纳为四个关键维度:

1. 环境模拟:军事元宇宙提供了高度逼真的虚拟环境,使士兵能够在不受现实世界风险和限制的情况下进行复杂操作和策略演练。这种沉浸式体验能有效提高适应性和决策速度。

2. 即时反馈机制:通过集成实时数据分析与评估技术,军事元宇宙能够迅速提供个性化反馈给每个参与者。这种即时的、量身定制的学习方式有助于快速调整训练方法,确保技能优化与强化过程更加高效精准。

3. 多元化场景体验:不同层次和类型的虚拟场景为士兵提供了广泛的能力提升机会,从战术规划到战场应对等各个方面,全方位模拟真实战斗环境,增强实际操作能力及心理准备。

4. 协作与共享学习:军事元宇宙鼓励跨地域团队之间的实时合作与知识分享。这种共享学习模式能够加速信息流通和技能融合,促进集体智慧的生成与应用。

综上所述,军事元宇宙不仅提供了全新的教学手段,还通过其独特的功能优势,为提升训练效果开辟了更为广阔的前景。

在元宇宙的框架下,我们可以构建出纷繁复杂且包罗万象的战场境域。此技术不仅能够详尽复刻各种作战环境与情景,包括多样地形、多变气候以及各式武器与装备,更能够实现从战略部署至后勤保障的全程模拟,并将数据流从地形分布贯穿到卫星网络、物联网系统直至个体行动者,实现全方位、全区域的联通与同步。通过这种全面而深入的模拟演练,军方能获取更为广泛且层次丰富的训练体验,同时激发出更多创新性的战术思考和应对策略。

借助虚拟仿真技术的赋能,军队得以在成本与风险更低的前提下,开展协同作战及联合行动的演练,从而显著增强战备效能。在元宇宙构建的无限可能中,持续复用和灵活调整场景成为现实,这极大地降低了训练过程中的经济负担,并且提供了对极端条件下的模拟,确保人员能够在安全环境中操作复杂乃至危险设备。以此方式开展培训,不仅节约了资源成本,更在可控风险下提升了实战准备程度与人员技能的精进。

为了提升训练体验与效果,我们采用了一种更加定制化的、个性化的培训方案。在元宇宙这一充满互动性的环境中,我们能够为每一位学员提供专属反馈机制,通过深度定制化课程及随时可获取的专业指导,确保每位学习者的需求均能得到充分满足和训练上的精细化辅导。借助区块链技术的加持,我们能实现精准的数据记录与分析,实时监测到学员在技能掌握上的薄弱点及进步状况,并以此为依据,迅速引导学员聚焦于自身擅长或亟待提升的领域,从而实现高效且个性化的成长路径规划。

连续性沉浸式体验在元宇宙中得到充分实现,军事元宇宙由此能为军事人员提供不间断的培训与实战演练机会。利用扩展现实技术,能够构建出连续性的高压情境,以此考验参训者的心理及生理极限,在模拟战斗和对抗的过程中进行训练,旨在培养一支更具备适应真实战场能力的军队。

伴随人工智能领域的技术进步,受训对象的范畴已从人类扩展至智能化装置。数字镜像不再仅局限于对实际人员和装备的投影,它们在虚拟空间中的化身也具备相应的镜像形态,并且能够在多元宇宙的不同维度中现身,甚至以实体机器人形式存在于物理世界。借助于军事元宇宙内的跨域兼容性,同一智能设备所习得的知识与技能,在一个场景中的训练成果能够被应用于其他场景之中。通过在多种迥异环境、创新情境以及团队协作下的广泛培训,算法体系将积累全面而丰富的知识库与技能集,从而使得搭载这些先进算法的实际应用设备展现出卓越的智能化水平。

鉴于现实世界中面对的诸多局限性与挑战,尤其是韩国因国土狭小和快速城市化导致的训练场地不足问题,采取军事元宇宙技术进行训练实乃必要之举。此类先进技术能有效建立一套科学的训练体系,并将分散在各地的士兵纳入其中,接受系统而全面的培训。

尤其在极端环境如高原、深海、太空或开域空间设立实际训练场存在困难的情况下,军事元宇宙为拓展训练场景提供了无限可能。借助其虚拟化能力,即便在现实世界难以实现或成本高昂的环境下,也能通过构建虚拟仿真空间,将士兵置于各种复杂环境之中进行实战模拟。

对于某些难以精确还原或成本过高的训练场景,例如电子战中的电磁环境和复杂电磁场,军事元宇宙技术能够提供更真实的模拟体验。其优势在于可以构建从简单到复杂的电磁环境过渡,从而实现对电子战的高精度仿真,并允许用户根据个人能力调整难度等级,以此达到个性化、按需训练的目的。

引入军事元宇宙于作战指挥控制体系之中,展现出一种既必要又前瞻的趋势。自21世纪初以来,网络中心战策略便在决策指挥的核心地位上崭露头角。这一概念聚焦于整合分布式计算资源、集结专业人员及技术手段,以高效汇集与分析多样化情报信息或数字信号,旨在生成统一的作战态势图,为指挥官提供及时且精准的战略指导。

然而,在面对日益复杂的战局与海量数据挑战时,传统通用作战图的构建与维持已愈发显得力不从心。庞大的指挥中心及其频繁进行的电磁活动容易暴露于敌方侦察视线之中,并成为高精度武器精确打击的目标。在此背景下,寻求创新解决方案以提升战略指挥效能的需求变得尤为紧迫。

军事元宇宙的引入有望实现这一目标,通过虚拟现实与增强现实技术构建沉浸式、动态化的指挥环境,为决策者提供更为直观、实时且安全的数据交互平台。这不仅能够显著优化信息处理效率,减少对物理中心依赖所引发的脆弱性问题,还能够在一定程度上降低被侦察的风险和提高战略执行的隐蔽性。

借助军事元宇宙,作战指挥控制系统将得以实现多层次、多维度的信息融合与共享,进一步增强战术决策的准确性和作战行动的灵活性。这不仅代表了当前信息技术与军事领域的深度融合,更预示着未来战争形态可能发生的深刻变革,为军事现代化发展开辟了一条创新之路。

设想,在构建一个逻辑严谨的军事元宇宙框架中,能够巧妙地应对这一挑战。通过在虚拟空间内实现物理世界的分身与设备连接,军事元宇宙使得指挥中心人员得以脱离实际的物理束缚,在同一个数字聚集中协作与决策。这种设计不仅保障了指挥所核心机构的安全性,同时实现了对信息资源的有效集中控制,无需担心因战场环境而可能造成的生存威胁。

通过军事元宇宙这一平台,实现虚拟世界内的高效通信和快速部署,能够支持多点作战的同步进行,从而在物理上实现去中心化的指挥体系,却又在效果上保持了决策的一致性和即时性。它能将各地的指挥官汇聚于同一“空间”,即便实际相隔千山万水,也能如同面对面沟通般高效地探讨战略部署、迅速达成共识,并执行统一作战指令。

军事元宇宙不仅革新了传统的指挥与控制模式,更在实战中赋予了战术灵活性和决策效率的双重提升,为现代军事斗争提供了前所未有的崭新视角。

在探讨军事元宇宙作为指挥控制的虚拟仿真平台时,以导弹战为例,揭示了其对装备操作与战术革新提供有力支撑的能力。军事元宇宙的独特优势在于能够整合全球各地的专业人士,共襄同一场次的仿真推演活动,并在过程中即时提问、优化要素设定,以此提升模型的真实性与完整性。通过模拟预测实战环境下的各类挑战及其应对策略,军事元宇宙为评估作战系统或预案的有效性、识别潜在风险并提出改进措施提供了前所未有的机遇和手段。

在探索军事元宇宙的战场应用时,一个显著的维度在于其对于信息搜集与传播机制的革新和扩展。军事元宇宙,作为一整个无缝连接的信息网络架构,集成了海量数据及情报资源,为操作人员提供了一套更为高效、协同化的信息处理平台。此构想引入了“战场元宇宙”的概念,旨在构建战时通信网的后备系统,在主通路遭受破坏后,借助于虚拟空间内的通信链路,能够维持基本的指挥和信息流通能力。

在通讯受限的环境中,通过共享的虚拟现实环境确保部队间的上下级沟通及邻近单位之间的紧密协作。军事元宇宙不仅提供了全新的沟通与合作模式,还极大地提升了战场情报收集与分析的速度和精度,使得指挥官及其下属能够在实时、直观的视图中全面理解战场动态,从而作出更明智且迅速的战略决策。

然而,尽管军事元宇宙具备显著的信息连接优势,其实际应用仍面临多重挑战。作为通信基础设施的重要延伸,该系统依然受到物理攻击、带宽限制、延迟干扰及数据失真的困扰。为了确保跨区域的即时一致性,对基础通讯设施提出了更为严苛的要求,这不仅是军事元宇宙构建阶段的关键考量点,也是技术演进过程中需持续优化与改进的重点领域。

在探讨军事元宇宙对提升军事信息能力的影响时,我们关注的是其对于整合海量数据与信息资源的能力及其建立高效协同共享平台的潜力。无论是美军还是我军,在数据资源建设初期的分散性以及后续追求统一标准以促进整合的过程中,都不可避免地遇到了一系列挑战。这些挑战主要包括数据资产缺乏统一规范、信息流通不畅及信息质量参差不齐等问题,这在某种程度上形成了所谓的“信息孤岛”现象。

军事元宇宙作为潜在解决方案之一,其核心价值在于提供一个全面的框架,旨在克服上述障碍。通过构建一个综合性的、标准化的数据平台,它能够实现不同军种和单位之间的数据互操作性与共享,从而有效解决“烟囱林立”的问题。此外,军事元宇宙还可能提升信息资源的质量和可访问性,促进跨部门间的紧密协作,并加速决策过程的效率。

因此,军事元宇宙不仅有望改善现有体系中的局限性,而且能够为构建一个更加协同、高效与智能化的信息生态系统奠定基础。通过引入这一概念,可以预期将带来一系列实质性的改进,包括但不限于数据整合能力的增强、信息流的优化和决策支持系统的提升等多方面成效。

伊始之时,若各数据资源池采纳的技术规范存在差异,则将不可避免地导致彼此间无法实现互联。而为了确保军事元宇宙这一虚拟空间的全面连通与无缝互操作性,其内在结构需遵循统一的数据标准准则。各类数据资源欲接入此元宇宙平台,就必须基于这一统一标准构建,或开发能够自动适配军事元宇宙数据规范之接口。此项工作颇具挑战,但若在规划阶段优先考量互操作性,则将极大促进多元数据信息和多维虚拟战场环境的整合与融合,从而揭示出一体化军事虚拟世界的无限潜力。

采用统一的数据标准进行仿真内容构建亦能带来显着的经济效益和效率提升。基础性的仿真资源能够被循环利用,避免了重复开发的成本,并确保了模型间的一致性和协调性;在聚焦特定场景时,只需对变动的部分及核心要素实施快速优化与调整即可。军事元宇宙技术的应用将使得不同用户之间的模型更为和谐统一,进而激发跨域合作的可能性,从而促进多元用户的协同创新和资源共享。

构建统一的数据信息资源标准体系,能在很大程度上消除数据孤岛现象,并进一步促进数据流通的顺畅性。为实现这一目标,区块链技术被视作强有力的工具。

数据共享障碍的主要根源在于利益不对等和工作性质:在幕后付出的劳动成果往往被视为对他人工作的贡献,而非直接产出增值。这导致了数据创造者倾向于保留其资源,以保护自身的投入得到认可,并避免将分析与应用成果无偿提供给他人。这种保守态度加剧了数据重复开发和冗余问题。

在军事元宇宙领域内,实现数据信息资源的资产化管理,旨在打破现有壁垒并引入多元化的资源汇集方式。通过采用分布式记账系统记录资产归属信息,每一笔交易、每一次共享都将被清晰地跟踪与验证,确保了数据流动过程中的透明度和公正性。

区块链技术基于其分布式共识机制和非对称加密手段,实现了数据流转的去中心化管理,并确保了数据来源的可追溯性。这将激励数据创造者积极分享记名数据资产,并在共享过程中获得相应的奖励与认可,从而提升其参与积极性。此外,借助NFT的管理模式,可以构建一个动态平衡的数据产出和使用市场机制,以科学、公平的方式调节各方利益,促进资源的有效流通和合理分配。

整合并统一数据信息资源的标准框架,以及确保其高效流通性,对提升数据品质形成了一定程度上的有效缓解机制。在此背景下,军事元宇宙为推动数据品质的优化提供了两套便捷途径:首当其冲的是数字孪生技术带来的即时校正功能。通过将物理现实与虚拟空间相连接,军事元宇宙中的数字孪生体及其对应的仿真模型间所展现出的差异性,揭示了建模仿真过程中潜在的问题所在。

其次,通过调整建模和仿真的一致性,以实现数据品质的改进。在军事元宇宙中,数据的表现形式直接融入到建模、仿真与可视化之中,因此,在虚拟环境中发生的实体行为失真或逻辑悖论等问题,均能直观反映数据存在的瑕疵。伴随着军事元宇宙内模型建构及交互机制的不断优化升级,底层数据的质量也随之提升,这一过程不仅加强了数据管理的有效性,也为后续的数据分析和决策提供了更为精确的基础支持。

当下的格局显示,包括中国、美国和欧洲在内的全球各地,在军事元宇宙的构建上尚处于初步探索阶段[69],然而这一领域已逐渐吸引起商界巨头与科研机构的高度关注。其核心战略是将军事元宇宙的概念融入现实增强、人工智能、数字孪生及游戏引擎等技术的融合中,旨在研发出能显著提升效率、减少成本且能提供沉浸式互动体验的模拟平台,并在复杂真实环境的仿真与大规模异地同步表示等领域寻求突破。表3呈现了几个声称正着手军事元宇宙探索的企业或机构的产品示例。这些产品大多仍处于概念构想或初期研发阶段,仅可视为军事元宇宙这一宏大愿景的雏形初现。

在详尽呈现的表格三中,我们精心概述了军事元宇宙领域的各项成果与创新。此部分旨在深度探讨未来战场与虚拟现实融合的可能性、机遇以及挑战。我们系统地汇集并分析了该领域内的前沿技术、战略应用和未来发展趋向,力图为决策者、研究者与业界同仁提供一个全面、清晰且深入的参考框架。通过综合考量现有成果及潜在革新路径,本表旨在促进军事元宇宙领域的持续进步与发展,同时强化其在实现更高效协同作战与战术训练方面的潜力。

该部分详细涵盖了以下关键维度:
1. 技术融合:阐述了虚拟现实、增强现实与混合现实等技术如何在军事领域中集成与优化,以及这些技术如何赋能更加沉浸式和高效的培训、决策支持系统。
2. 战术应用:深入分析军事元宇宙在不同战略场景下的实际应用案例,包括但不限于作战模拟、战术训练、情报分析与战备评估等方面,展示其提升战场效率与决策质量的潜力。
3. 未来展望:探索了技术进步和市场需求驱动下,军事元宇宙可能面临的挑战、潜在的风险以及需着重研发的关键方向。同时,对未来几年内该领域的发展趋势进行前瞻性预测。

此表格旨在作为推动军事元宇宙研究与实践前进的动力源泉,鼓励跨学科合作,促进技术创新,并最终为提升整体作战能力和战略决策效能提供坚实基础。

元宇宙的定义与发展 构建军事元宇宙的必要性 (https://ic.work/) 虚拟现实 第7张

此类产品设计与开发通常采用"扩增实境结合多节点联网及即时同步策略"。凭借高效的信息传输网络,能够迅速实现分布式用户的无缝连接且确保零延迟互动体验。借助客户端装置接入元宇宙体系后,设备中的扩增实境功能赋予参与者沉浸式的临场感,从而在虚拟空间内将相距遥远的用户聚合成一体,共同开展如军事训练或作战演习等活动。

Red 6公司旗下的ATARS及CARBON产品,在同类解决方案中展现出卓越的技术成熟度。作为美国领先的虚拟实境空中作战训练服务供应商,Red 6以其创新的动态户外广角、全彩色AR技术而著称,能为用户提供身临其境般的沉浸体验。

ATARS作为一款先进头戴式设备,所搭载的AR投影功能具备高度动态性,能够根据使用场景和时间的不同,呈现与之匹配的内容。这一特性使得训练过程更加灵活且富有变化。真正的飞行员得以在真实的飞行平台上,与由AR技术合成的对手进行实战对抗演练。此举不仅减少了对昂贵实体敌机的需求,也极大地提升了训练效率和真实感,为美军提供了无与伦比的对抗训练环境。

ATARS作为一款专注于AR训练的设备,在其功能实现上需与Red 6公司的CARBON产品并肩协作,方能构建起一个完整的多人互动培训环境。CARBON全称为"联合增强现实战场作战网络",其核心使命在于将不同实体平台以虚拟形式相连结,并同处于同一AR空间之中,从而实现信息的高效共享与协同作战模拟。这一创新构想预示着军事训练领域的一种崭新范式——即军事训练元宇宙初具雏形。

此技术革新为训练领域带来了两方面的显著提升:

一方面,在以往美军红队基于旧版装备作为假想敌的传统训练模式下,通过AR技术投影的虚拟敌方飞机能够实现全面定制化设计,从外型至性能指标均可精细调整,以满足对特定敌机机型或最先进战机的具体设定需求。这样的改变极大地增强了飞行员在模拟作战环境中的沉浸感和实战准备度。

另一方面,相较于依赖实体装备进行对抗训练而言,这一虚拟化的训练方式不仅大幅降低了实际操作的经济成本,同时也消除了因误操作可能导致的人员伤亡风险,从而为训练安全与效率提供了强有力的保障。

综上所述,ATARS与CARBON的结合不仅推动了现代军事训练手段的革新升级,更开创了一条以技术驱动、安全性高、成本效益显著提升的崭新训练路径。

追溯至2016年,美国陆军启动了合成训练环境项目,此项目虽未冠以“元宇宙”之名,却旨在精准描绘多维战场环境的复杂性,并为士兵构建一个高度沉浸、充满挑战性的模拟作战空间。其核心目标是将实战训练与战术执行能力深度融合,通过集成游戏技术、云计算、人工智能、虚拟现实及增强现实等多元创新手段,加速提升陆军士兵的实际作战效能。

该项目的愿景在于创造一种全方位、全要素、全场景的综合训练体系,使参与者能够身临其境地模拟各类复杂战场环境和任务情境。通过沉浸式的体验,士兵得以在安全可控的环境中不断磨炼技能,积累经验,并深入理解多域协同的重要性,从而显著提升他们在真实战况中的决策能力和执行效率。

整合上述技术元素,STE项目不仅为美军提供了一种现代化、高效且成本效益高的训练手段,更开创了未来军事教育与培训的新范式。这一综合训练环境的成功构建和应用,预示着通过虚拟与现实的无缝融合,能够极大拓展传统训练方式的边界,促进战术素养与实战能力的同步提升。

此项目分为三个关键模块:“同一世界地形”提供了全面详实的三维地形数据库;训练仿真软件用作实战模拟的智能引擎;而训练仿真管理工具则负责优化并确保高效执行各项训练任务。

其中,"同一世界地形"组件尤为瞩目。它正在构建一个集大成的真实、通用且易于访问的3D地形资源库,旨在为军事战术培训和任务演练提供精准服务。在“烟囱式”解决方案被彻底摒弃后,美军整合了此前共计57种不同的地形数据格式,使之统一于单一标准之下,并确保其能广泛应用于各类系统中,实现了构建一次而可复用的高效模式。

特别值得一提的是,在2021年的汇聚工程演练中,自主驾驶车辆借助"同一世界地形"对模拟环境中的机器人系统进行了导航与定位测试。此案例恰如前文所述,虚拟世界的AI技术已发展到能够操控物理机器人在真实世界执行任务的地步。

美国陆军专注于构建高度详实的地形模型,旨在满足初级战术演练场景中对于迅速且准确生成战场环境的需求。在班排连级训练中,OWT提供了一流的侦察、移动、掩护与射击模拟效果,极大地提升了训练的实际性和有效性。

未来的建设愿景是打造一个高保真度的虚拟地球数字双胞胎,旨在为全球范围内的受训人员构建沉浸式的真实训练环境。通过将扩展现实技术和数字孪生体的融合运用,这一目标有望实现军事训练全面转向精准且高度拟真的虚拟世界,从而显著提升整体训练效能与响应能力。

本文精炼地归纳与梳理了当前元宇宙概念界定中的不一致性,并从三个不同的视角深入剖析了其发展脉络。阐述了军事元宇宙的核心本质,即构建一个以仿真技术为基础的虚拟战场环境,并特别强调了提升沉浸式全任务周期仿真的必要性及其关键作用。

针对军事领域内部的实际需求,本文进一步讨论了军事元宇宙所能带来的变革和改进潜力,特别是聚焦于训练、实战演练以及数据信息资源的有效管理等方面。通过深入探讨,揭示了军事元宇宙在前述领域的应用将显著提升效能与决策精度。

同时,本文还系统地列举并分析了一些当前市场上广受瞩目的军事元宇宙开发项目,旨在为相关领域提供具有针对性的洞察和参考,以期推动该技术的发展及实际落地。通过此次全面梳理,不仅深化了对军事元宇宙的理解,也为未来的研究与应用提供了坚实的理论基础和实践指南。

总体审视,在过去的两年内,元宇宙这一概念既经历了狂热追捧后的冷却,也遭遇了批评与质疑的冷遇。其兴起之始,恰逢新技术革命浪潮的推动,同时预示着未来社会乃至战局形态可能的重大转变。马修·鲍尔曾指出,科技总能带来出人意料的结果,而那些规模宏大、令人赞叹不已的发展往往早在数十年前便已预见。

对于元宇宙及其在军事领域的应用前景,应持有开放且积极的视角。尽管元宇宙目前仍处于探索与发展的初期阶段,面临技术成熟度不足、存在脱实向虚趋势以及治理机制缺失等挑战[77],但这并未遏制其未来潜力的巨大可能性。当前,在构建军事元宇宙方面,已进入了构想与技术研发的起步阶段。

结合本文对军事元宇宙必要性和需求论述的深入分析,预示着随着支撑技术的进一步发展和潜在应用场景的不断开拓,军事元宇宙在未来在军事建设及战争准备中的角色将更为显著和关键。

文章推荐

相关推荐