Армия как институт часто вносит решающий вклад в появление и развитие новых технологий. Появление устройств виртуальной и дополненной реальности и систем, которые работают на их основе, — тоже одна из заслуг военно-промышленного комплекса. Более того, сегодня армия становится для многих производителей AR/VR-устройств крупнейшим заказчиком. Контракт Microsoft и Министерства обороны США на поставку 100 тысяч шлемов виртуальной реальности HoloLens стал беспрецедентным для всего рынка: его стоимость составляет $480 млн.
В этой статье мы проанализируем, для каких целей военные используют виртуальную и дополненную реальность.
Источник
Отработка навыков, обучение и тренировки — одна из основных сфер применения технологий виртуальной реальности. С этой точки зрения они и интересны военным, использующим симуляторы для подготовки личного состава. Основные направления их применения — обучение новичков и формирование первичных навыков у тех, кто только начинает военную службу, а также поддержание квалификации у опытных специалистов (сюда же можно отнести и подготовку перед подтверждением квалификации). Для этих целей применяются симуляторы, нацеленные на самые разные задачи:
В каждом конкретном случае при разработке симулятора учитываются специфика рода войск и особенности подготовки — индивидуальная, групповая или специальная.
Самый распространенный тренажер — тренажер управления техникой. Подобный тренажер используется для первичной подготовки и повышения квалификации. Он состоит из кабины боевой машины и сферического экрана или шлема виртуальной реальности для демонстрации обучающего контента. Такие тренажеры можно использовать и для индивидуальных занятий, и в составе групп, работающих в едином информационном пространстве, когда несколько комплексов одновременно используют один и тот же контент.
Источник. Тренажёр вертолета Ка-27
Источник. Летчик первого класса ВВС США Шейн Стюарт, студент курса подготовки пилотов, тренируется на симуляторе полета в виртуальной реальности в Резервном центре вооруженных сил в Остине, штат Техас.
Тренажеры виртуальной реальности позволяют пилотам тренироваться, не отправляя самолет в воздух, а это сокращает расходы. Кроме того, значительная часть военной техники — это сложные электромеханические системы, например, самолеты или космические корабли. К их обслуживанию и сборке предъявляют чрезвычайно высокие требования и, соответственно, к ремонтным бригадам. Применение технологии дополненной реальности снижает риски появления ошибок, повышает надежность и эффективность обслуживания и ремонта.
Источник. Lockheed Martin использует дополненную реальность, чтобы направлять технических специалистов в решении задач. Это фото включает имитацию наложения дополненной реальности.
Например, оборонный подрядчик, компания Lockheed Martin успешно использовала технологию AR в процессах сборки и отслеживания качества для космического корабля NASA Orion.
Дополненная реальность включает в себя цифровую информацию, которая попадает в поле зрения специалиста по ремонту и накладывается на реальный мир, — все это он наблюдают через очки.
Очки заменяют планшеты или громоздкие руководства, которые ремонтные бригады носят с собой. Очки могут «накладывать» инструкции на машины, показывать PDF-файлы или изображения и обеспечивать удаленную поддержку более опытными специалистами. Пользователи могут делать снимки экрана через очки, а также открывать и просматривать документы голосом, продолжая работать над проектом руками.
Отдельно стоит упомянуть класс симуляторов, предназначенных для базового обучения новобранцев, которые используются в основном при подготовке сухопутных войск. Сюда входят:
Источник. Американские военные отрабатывают стрельбу из гранатомета, используя высокотехнологичный симулятор артиллерийской стрельбы (UGTI) на базе ВВС в Майноте, Северная Дакота.
Источник. PARASIM — тренажер виртуальной реальности для отработки прыжков с парашютом.
Наиболее сложными и специфичными, а также малоприменимыми вне армии, являются симуляторы боевых действий (англ. Battlefield Simulators). Они бывают двух видов: тактические и полноценные, которые, в свою очередь, делятся на симуляторы группового взаимодействия и симуляторы полноценных боевых действий, так называемые Virtual WAR.
Не так давно на вооружение армии США поступили так называемые Marine Tactical Decision Kit, их основная целевая аудитория — морские пехотинцы. Это набор оборудования для командного центра в зоне боевых действий, который по сути заменяет собой реальную карту боевых действий. Используется при:
В качестве устройства доступа к дополненной реальности используется либо смартфон, либо дисплей дополненной реальности, смонтированный непосредственно на шлем. Как это выглядит в реальности можно узнать здесь:
Marine Tactical Decision Kit разрабатывался как инструмент оттачивания навыков принятия тактических решений. Дополненная реальность не должна была заменить тренировки «в полях», но повысить эффективность обучения солдат в казармах. Возможно, использование спорных, на наш взгляд, решений (например, тактических карт в дополненной реальности), не принесли проекту популярности. Разработку анонсировали еще в 2017 году, и с тех пор о развитии проекта в армии США ничего не известно.
Эти симуляторы применяются во время базовых тренировок рекрутов в части командного взаимодействия. Они нацелены на выработку индивидуальных навыков (вход в здание, досмотр помещений, быстрое поражение целей из разного вида оружия, поддержание связи, перемещение по местности) и групповых, таких, как техника и боевой порядок передвижения групп захвата и прикрытия в городе и сельской местности, перемещение в составе группы захвата и прикрытие входа в здание, ведение огня в составе группы или соблюдение мер безопасности и огневой дисциплины.
Источник. Солдаты армии США отрабатывают взаимодействие
Оборудование и технологии таких симуляторов мало отличаются от тех, что используются в аттракционах виртуальной реальности, которые есть в большинстве развлекательных парков. Правда, у военных симуляторов есть и свои специфические элементы. Здесь используется вооружение, имитирующее реальные аналоги, а шлемы виртуальной реальности во время учений не просто проецируют цифровую картинку, но и передают действия солдат в командный центр, где находится руководство. Таким образом, инструкторы могут в режиме реального времени корректировать действия отряда. Двусторонняя связь упрощает процедуру оценки действий личного состава. Могут использоваться и датчики, снимающие показания о состоянии бойца (давление, пульс и т.п.). Кроме того, к такому симулятору могут подключаться системы аналитики, используемые для оценки действий рекрутов.
Такие симуляторы используются не часто. Причина — высокая стоимость и сложность подобных систем. Дело в том, что Virtual WAR относятся к симуляторам командного взаимодействия, а значит, должны учитывать действия нескольких родов войск. По сути, речь идет не об одном тренажере, а о целом комплексе, который позволяет отработать командное взаимодействие нескольких родов войск: сухопутных, бронетанковых, авиации и даже флота.
Источник. Российский симулятор командного взаимодействия
Используются в таких комплексах и тренажеры, подобные авиационным и танковым, а также шлемы виртуальной реальности. Контент для такой системы должен имитировать взаимодействие множества групп. Ведь даже при проведении одной локальной операции по захвату здания в подразделении могут быть выделены группы захвата, прикрытия, обеспечения, саперы, медицинская группа, разведка, группы документирования, блокирования, автотранспорта и даже группа ведения переговоров. Таким образом, полномасштабному симулятору даже при планировании небольшой операции, предстоит отработать взаимодействие как минимум десятка разных групп. Представим себе, что речь идет об операции большого масштаба, в которой задействованы авиация и танки. Создать подобный симулятор — задача куда серьезнее, чем придумать игру Battlefield.
Трудно воссоздать стесненные условия и напряжение внутри вертолета, который эвакуирует тяжелораненого солдата в полевой госпиталь. В реальной жизни при реанимации или стабилизации солдата медики борются с трудностями полета, в то время как пилоты уклоняются от огня из стрелкового оружия с земли.
Подготовить медиков к подобным условиям помогает тренажер виртуальной реальности, который сочетает в себе гарнитуру виртуальной реальности, перчатки с датчиками движения, реалистичный манекен солдата и корпус самолета.
Источник. Подготовка медиков в Вооруженных силах Великобритании
В ситуациях, когда требуется медицинская помощь, а медика нет или его знаний не достаточно, может быть использована система удаленной медицинской помощи. С помощью «умных очков» медики на местах связываются с экспертами, которые находятся вне поле боя. Подобное решение может быть использовано в армии, флоте и военно-воздушных силах. И уже используется в гражданской медицине.
Например, наша компания «ЛАНИТ-Интеграция» в начале пандемии 2020 года разработала систему удалённой координации действий медиков, в основе которой эргономичные «умные очки» (можно почитать об этом здесь). Она позволила сократить количество непосредственных контактов медицинского персонала с пациентами и снизить риск заражения врачей. Врачи получили возможность собирать консилиумы в дистанционном режиме, быстро проводить обучение персонала. COVID-19 дает много осложнений и на печень, и на сердечно-сосудистую систему, и на другие органы, поэтому без консультаций узких специалистов не обойтись. Решение позволяет «позвать» в красную зону узких специалистов, которые могут проконсультировать по вопросам сопутствующих заболеваний, но так, чтобы не подвергать медиков опасности нахождения рядом с больным. Если подумать, потенциал у этого решения гораздо шире: его можно использовать в хирургии, медицине катастроф и работы скорой помощи, в научной работе и лабораторной медицине.
В следующей статье мы расскажем про конкретные AR/VR-решения для военных. Продолжение следует.
Материал подготовлен в соавторстве с mklochkova.
В этой статье мы проанализируем, для каких целей военные используют виртуальную и дополненную реальность.
Чему учат солдат в виртуальной и дополненной реальности
Отработка навыков, обучение и тренировки — одна из основных сфер применения технологий виртуальной реальности. С этой точки зрения они и интересны военным, использующим симуляторы для подготовки личного состава. Основные направления их применения — обучение новичков и формирование первичных навыков у тех, кто только начинает военную службу, а также поддержание квалификации у опытных специалистов (сюда же можно отнести и подготовку перед подтверждением квалификации). Для этих целей применяются симуляторы, нацеленные на самые разные задачи:
- тренировка навыков управления техникой, например, авиационные тренажеры;
- отработка навыков обслуживания техники;
- отработка первичных боевых навыков у новобранцев;
- обучение действиям в боевых условиях;
- тренировка медиков в стрессовых ситуациях и удаленная медицинская поддержка.
В каждом конкретном случае при разработке симулятора учитываются специфика рода войск и особенности подготовки — индивидуальная, групповая или специальная.
Тренировка навыков управления техникой
Самый распространенный тренажер — тренажер управления техникой. Подобный тренажер используется для первичной подготовки и повышения квалификации. Он состоит из кабины боевой машины и сферического экрана или шлема виртуальной реальности для демонстрации обучающего контента. Такие тренажеры можно использовать и для индивидуальных занятий, и в составе групп, работающих в едином информационном пространстве, когда несколько комплексов одновременно используют один и тот же контент.
Отработка навыков обслуживания техники
Тренажеры виртуальной реальности позволяют пилотам тренироваться, не отправляя самолет в воздух, а это сокращает расходы. Кроме того, значительная часть военной техники — это сложные электромеханические системы, например, самолеты или космические корабли. К их обслуживанию и сборке предъявляют чрезвычайно высокие требования и, соответственно, к ремонтным бригадам. Применение технологии дополненной реальности снижает риски появления ошибок, повышает надежность и эффективность обслуживания и ремонта.
Например, оборонный подрядчик, компания Lockheed Martin успешно использовала технологию AR в процессах сборки и отслеживания качества для космического корабля NASA Orion.
Дополненная реальность включает в себя цифровую информацию, которая попадает в поле зрения специалиста по ремонту и накладывается на реальный мир, — все это он наблюдают через очки.
Очки заменяют планшеты или громоздкие руководства, которые ремонтные бригады носят с собой. Очки могут «накладывать» инструкции на машины, показывать PDF-файлы или изображения и обеспечивать удаленную поддержку более опытными специалистами. Пользователи могут делать снимки экрана через очки, а также открывать и просматривать документы голосом, продолжая работать над проектом руками.
Отработка первичных боевых навыков у новобранцев
Отдельно стоит упомянуть класс симуляторов, предназначенных для базового обучения новобранцев, которые используются в основном при подготовке сухопутных войск. Сюда входят:
- виртуальные тиры — стационарные стрелковые тренажеры для отработки базовых навыков стрельбы из различных типов оружия;
- тренажеры для отработки прыжков с парашюта;
Источник. PARASIM — тренажер виртуальной реальности для отработки прыжков с парашютом.
Обучение действиям в боевых условиях
Симуляторы боевых действий
Наиболее сложными и специфичными, а также малоприменимыми вне армии, являются симуляторы боевых действий (англ. Battlefield Simulators). Они бывают двух видов: тактические и полноценные, которые, в свою очередь, делятся на симуляторы группового взаимодействия и симуляторы полноценных боевых действий, так называемые Virtual WAR.
Тактические симуляторы
Не так давно на вооружение армии США поступили так называемые Marine Tactical Decision Kit, их основная целевая аудитория — морские пехотинцы. Это набор оборудования для командного центра в зоне боевых действий, который по сути заменяет собой реальную карту боевых действий. Используется при:
- планировании боевых операций;
- отслеживании ситуации на поле боя (при наличии соответствующей техники и датчиков на бойцах, позволяющих накладывать их местоположение на виртуальную карту боя);
- проведении брифингов перед началом спецопераций, при этом карта формируется в дополненной реальности.
В качестве устройства доступа к дополненной реальности используется либо смартфон, либо дисплей дополненной реальности, смонтированный непосредственно на шлем. Как это выглядит в реальности можно узнать здесь:
Marine Tactical Decision Kit разрабатывался как инструмент оттачивания навыков принятия тактических решений. Дополненная реальность не должна была заменить тренировки «в полях», но повысить эффективность обучения солдат в казармах. Возможно, использование спорных, на наш взгляд, решений (например, тактических карт в дополненной реальности), не принесли проекту популярности. Разработку анонсировали еще в 2017 году, и с тех пор о развитии проекта в армии США ничего не известно.
Симуляторы группового взаимодействия
Эти симуляторы применяются во время базовых тренировок рекрутов в части командного взаимодействия. Они нацелены на выработку индивидуальных навыков (вход в здание, досмотр помещений, быстрое поражение целей из разного вида оружия, поддержание связи, перемещение по местности) и групповых, таких, как техника и боевой порядок передвижения групп захвата и прикрытия в городе и сельской местности, перемещение в составе группы захвата и прикрытие входа в здание, ведение огня в составе группы или соблюдение мер безопасности и огневой дисциплины.
Оборудование и технологии таких симуляторов мало отличаются от тех, что используются в аттракционах виртуальной реальности, которые есть в большинстве развлекательных парков. Правда, у военных симуляторов есть и свои специфические элементы. Здесь используется вооружение, имитирующее реальные аналоги, а шлемы виртуальной реальности во время учений не просто проецируют цифровую картинку, но и передают действия солдат в командный центр, где находится руководство. Таким образом, инструкторы могут в режиме реального времени корректировать действия отряда. Двусторонняя связь упрощает процедуру оценки действий личного состава. Могут использоваться и датчики, снимающие показания о состоянии бойца (давление, пульс и т.п.). Кроме того, к такому симулятору могут подключаться системы аналитики, используемые для оценки действий рекрутов.
Полномасштабные симуляторы (Virtual WAR)
Такие симуляторы используются не часто. Причина — высокая стоимость и сложность подобных систем. Дело в том, что Virtual WAR относятся к симуляторам командного взаимодействия, а значит, должны учитывать действия нескольких родов войск. По сути, речь идет не об одном тренажере, а о целом комплексе, который позволяет отработать командное взаимодействие нескольких родов войск: сухопутных, бронетанковых, авиации и даже флота.
Используются в таких комплексах и тренажеры, подобные авиационным и танковым, а также шлемы виртуальной реальности. Контент для такой системы должен имитировать взаимодействие множества групп. Ведь даже при проведении одной локальной операции по захвату здания в подразделении могут быть выделены группы захвата, прикрытия, обеспечения, саперы, медицинская группа, разведка, группы документирования, блокирования, автотранспорта и даже группа ведения переговоров. Таким образом, полномасштабному симулятору даже при планировании небольшой операции, предстоит отработать взаимодействие как минимум десятка разных групп. Представим себе, что речь идет об операции большого масштаба, в которой задействованы авиация и танки. Создать подобный симулятор — задача куда серьезнее, чем придумать игру Battlefield.
Тренировка медиков в стрессовых ситуациях и удаленная медицинская поддержка
Трудно воссоздать стесненные условия и напряжение внутри вертолета, который эвакуирует тяжелораненого солдата в полевой госпиталь. В реальной жизни при реанимации или стабилизации солдата медики борются с трудностями полета, в то время как пилоты уклоняются от огня из стрелкового оружия с земли.
Подготовить медиков к подобным условиям помогает тренажер виртуальной реальности, который сочетает в себе гарнитуру виртуальной реальности, перчатки с датчиками движения, реалистичный манекен солдата и корпус самолета.
В ситуациях, когда требуется медицинская помощь, а медика нет или его знаний не достаточно, может быть использована система удаленной медицинской помощи. С помощью «умных очков» медики на местах связываются с экспертами, которые находятся вне поле боя. Подобное решение может быть использовано в армии, флоте и военно-воздушных силах. И уже используется в гражданской медицине.
Например, наша компания «ЛАНИТ-Интеграция» в начале пандемии 2020 года разработала систему удалённой координации действий медиков, в основе которой эргономичные «умные очки» (можно почитать об этом здесь). Она позволила сократить количество непосредственных контактов медицинского персонала с пациентами и снизить риск заражения врачей. Врачи получили возможность собирать консилиумы в дистанционном режиме, быстро проводить обучение персонала. COVID-19 дает много осложнений и на печень, и на сердечно-сосудистую систему, и на другие органы, поэтому без консультаций узких специалистов не обойтись. Решение позволяет «позвать» в красную зону узких специалистов, которые могут проконсультировать по вопросам сопутствующих заболеваний, но так, чтобы не подвергать медиков опасности нахождения рядом с больным. Если подумать, потенциал у этого решения гораздо шире: его можно использовать в хирургии, медицине катастроф и работы скорой помощи, в научной работе и лабораторной медицине.
В следующей статье мы расскажем про конкретные AR/VR-решения для военных. Продолжение следует.
Материал подготовлен в соавторстве с mklochkova.
