Hoe Virtuele Realiteit Militaire Toepassingen Werken

{h1}

Virtuele realiteit militaire toepassingen omvatten battlefield-simulaties en simulaties van militaire voertuigen. Meer informatie over militaire toepassingen voor virtual reality.

Vanaf de vroegste momenten in de geschiedenis van virtual reality (VR) zijn de Amerikaanse strijdkrachten een sturende factor geweest bij het ontwikkelen en toepassen van nieuwe VR-technologieën. Samen met de entertainmentindustrie is het leger verantwoordelijk voor de meest dramatische evolutionaire sprongen in het VR-veld. In dit artikel zullen we bekijken hoe het leger de virtuele realiteit voor bijna alles gebruikt - van het leren vliegen van een straaljager tot het blussen van een vuur aan boord van een schip.

Virtuele omgevingen werken goed in militaire toepassingen. Wanneer ze goed zijn ontworpen, bieden ze de gebruiker een nauwkeurige simulatie van echte gebeurtenissen in een veilige, gecontroleerde omgeving. Gespecialiseerde militaire training kan erg duur zijn, vooral voor voertuigpiloten. Sommige trainingsprocedures vormen een element van gevaar bij het gebruik van echte situaties. Hoewel de eerste ontwikkeling van VR-apparatuur en -software duur is, is het op den duur veel rendabeler dan soldaten in echte voertuigen of fysiek gesimuleerde situaties te plaatsen. VR-technologie heeft ook andere potentiële toepassingen die militaire activiteiten veiliger kunnen maken.

Dat is waarom toen ingenieurs voor het eerst begonnen met het experimenteren met op het hoofd gemonteerde displays (HMD), het leger dit opmerkte. Zowel de marine als de luchtmacht financierden een deel van het vroegste werk bij het ontwikkelen van effectieve HMD's. De eerste HMD's waren niet gekoppeld aan een virtuele omgeving - ze waren gekoppeld aan een camera. Ingenieurs hebben een camera op een servo-gestuurde basis (een basisplatform verbonden met een of meer motoren die de positie van de basis aanpassen door het platform te draaien of te kantelen).

Een gebruiker die de HMD draagt, kon bepalen waar de camera naar toe wees door zijn hoofd in verschillende richtingen te draaien. Bij een vroege toepassing van deze techniek monteerde Bell Helicopter Company een infraroodcamera op de bodem van een helikopter. De helikopterpiloot kan tijdens het vliegen in de nacht een ongekende kijk krijgen op het terrein onder zijn voertuig, waardoor het veiliger is om in moeilijke omstandigheden te landen.

Tegenwoordig gebruikt het leger VR-technieken niet alleen voor training en verbetering van de veiligheid, maar ook om militaire manoeuvres en slagveldposities te analyseren. In de volgende sectie zullen we kijken naar de verschillende simulatoren die vaak worden gebruikt in militaire training. -

Flight Simulators

De Future Combat System-simulator kan de ervaring van het besturen van veel verschillende voertuigen nabootsen, en zelfs verdubbelen als een vluchtsimulator.

De Future Combat System-simulator kan de ervaring van het besturen van veel verschillende voertuigen nabootsen, en zelfs verdubbelen als een vluchtsimulator.

Van alle vroegste VR-technologietoepassingen zijn simulaties van militaire voertuigen waarschijnlijk het meest succesvol geweest. Simulators gebruiken geavanceerde computermodellen om de mogelijkheden en beperkingen van een voertuig te repliceren binnen een stationair - en veilig - computerstation.

Misschien wel de meest bekende van alle simulators in het leger zijn de vluchtsimulators. De luchtmacht, het leger en de marine gebruiken allemaal vluchtsimulators om piloten te trainen. Trainingsmissies kunnen onder meer zijn hoe te vliegen in de strijd, hoe te herstellen in geval van nood of hoe de luchtsteun kan worden gecoördineerd met grondoperaties.

Alle drie de branches maken gebruik van hardware die is ontwikkeld door het leger en door externe leveranciers. Hierdoor zijn veel van de vluchtsimulators die ze gebruiken verschillend van elkaar. Vaak kan dit problemen veroorzaken bij het aan elkaar koppelen van systemen - gesimuleerde vijanden verschijnen bijvoorbeeld misschien niet op hetzelfde punt in de ruimte voor meerdere piloten. Momenteel is er een grote druk om betere netwerken tussen simulatoren te creëren om gecoördineerde trainingsmissies mogelijk te maken.

Hoewel vluchtsimulators van het ene model naar het andere kunnen variëren, hebben de meeste een vergelijkbare basisopstelling. De simulator bevindt zich bovenop een elektronische bewegingsbasis of een hydraulisch liftsysteem dat reageert op gebruikersinvoer en gebeurtenissen binnen de simulatie. Terwijl de piloot het vliegtuig bestuurt, gaat de module die hij in bochten draait en kantelt, de gebruiker geven haptische feedback. Het woord 'haptiek' verwijst naar het tastgevoel, dus een haptisch systeem is een systeem dat de gebruiker feedback geeft die hij kan voelen. Een joystick met forcefeedback is een voorbeeld van een haptisch apparaat.

Sommige vluchtsimulators bevatten een volledig ingesloten module, terwijl andere alleen een reeks computerschermen hebben die zijn opgesteld om het gezichtsveld van de piloot te bestrijken. Idealiter wordt de vluchtsimulator zo ontworpen dat wanneer de piloot om zich heen kijkt, hij dezelfde bedieningselementen en indeling ziet als in een echt vliegtuig. Omdat een vliegtuig een heel andere cockpitlay-out kan hebben dan een ander, is er geen perfecte simulatorkeuze die elk voertuig nauwkeurig kan weergeven. Sommige trainingscentra investeren in meerdere simulators, terwijl anderen nauwkeurigheid opofferen voor gemak en kosten door vast te houden aan een simulatiemodel.

In het volgende gedeelte zullen we VR-simulatoren voor grondvoertuigen en onderzeeërs bekijken.

Je hebt dat gesimuleerde gevoel

Opdat een gebruiker zou voelen dat een bewegingssimulator accuraat is, moet de simulator zich op een manier gedragen die realistisch en voorspelbaar aanvoelt. Met andere woorden, als een piloot een gesimuleerd vliegtuig voorzichtig in een bocht stuurt, zou de bewegingssimulator niet in een scherpe hoek moeten kantelen, wat een veel strakkere bocht zou betekenen. Computerwetenschappers gebruiken een verzameling gegevens verzameld uit computermodellen, praktijktesten en complexe algoritmen om het gedrag van simulators te programmeren. Ze ontdekten dat overtuigende forcefeedback de ervaring van de gebruiker enorm beïnvloedde, waardoor het meer echt leek en bijgevolg een effectievere trainingsmethode.

Op de grond en in het water

Deze simulator helpt soldaten te leren hoe het gepantserde voertuig van Stryker moet worden bestuurd.

Deze simulator helpt soldaten te leren hoe het gepantserde voertuig van Stryker moet worden bestuurd.

Ground Vehicle Simulators

Hoewel niet zo bekend als vluchtsimulators, vormen VR-simulatoren voor voertuigen op de grond een belangrijk onderdeel van de militaire strategie. Simulators zijn zelfs een belangrijk onderdeel van het Future Combat System (FCS) - de basis van de toekomst van de strijdkrachten. De FCS bestaat uit een genetwerkt gevechtsopdrachtsysteem en geavanceerde voertuigen en wapenplatforms. Computerwetenschappers hebben FCS-simulatoren ontworpen om in een netwerk met elkaar te verbinden, waardoor complexe trainingsmissies met meerdere deelnemers in verschillende rollen mogelijk zijn.

De FCS-simulatoren bevatten drie computermonitoren en een paar joystickcontrollers die op een console zijn aangesloten. De modules kunnen verschillende grondvoertuigen simuleren, inclusief niet-line-of-sight mortelvoertuigen, verkenningsvoertuigen of een infanteriedrager.

Het leger gebruikt verschillende specifieke apparaten om soldaten te trainen om gespecialiseerde voertuigen zoals tanks of het zwaar gepantserde Stryker-voertuig te besturen. Sommige lijken op een lang verloren tweeling van vluchtsimulators. Ze maken niet alleen nauwkeurig de hantering en het gevoel van het voertuig dat ze vertegenwoordigen, maar kunnen ook zowat elke omgeving repliceren die u maar kunt bedenken. Trainees kunnen leren hoe het echte voertuig omgaat met verraderlijke weersomstandigheden of moeilijk terrein. Netwerksimulators stellen gebruikers in staat deel te nemen aan complexe oorlogsspelletjes.

Hoe virtuele realiteit militaire toepassingen werken: militaire

Virtuele realiteit tank simulator

Simulators kunnen behoorlijk duur zijn. De nieuwste Stryker-simulator kost ongeveer $ 800.000 per eenheid. Toch, als je dat vergelijkt met de kosten van een echt voertuig (wat, afhankelijk van de modelvariant, miljoenen dollars zou kunnen zijn) en onthoud dat de soldaat achter de besturing veilig is voor schade, is het gemakkelijk om de kosten te rechtvaardigen..

Tegenwoordig gebruiken veel trainingsfaciliteiten simulators om soldaten vertrouwd mee te maken stedelijke gevechtstactiek. De slagvelden van vandaag zijn heel anders dan die van de vorige tijdperken, met soldaten die zich in steden en steden waagden in plaats van traditionele gevechtslinies te trekken. Simulators geven militairen de kans om soldaten te leren navigeren en effectief te werken in stedelijke landschappen - zonder een fysieke kunstmatige omgeving te hoeven bouwen.

Watersvoertuig-simulatoren

Marine-submarinesimulators verschillen van andere simulators voor militaire voertuigen. Er zijn geen vensters naar de buitenwereld aan boord van een sub, dus er is geen behoefte aan levensechte grafische afbeeldingen. Onderzeese simulatoren moeten in plaats daarvan realistische instrumentaflezingen bieden terwijl de bemanning door de simulatie navigeert. Sommige onderzeeër-simulatoren zijn stationair, wat afbreuk kan doen aan het gevoel van onderdompeling van een gebruiker. Anderen zijn echter op een set van pneumatische armen die de module kan kantelen, zodat deze een duik- of surfmanoeuvre fysiek kan simuleren.

Een andere indrukwekkende Naval-toepassing van virtuele omgevingen is de virtuele brug. De navigatie-, zeemans- en scheepsbehandelingstrainer (NSST) kopieert nauwkeurig de brug van een groot marineschip. De simulator heeft tientallen computermonitoren, waarvan sommige dienen als de ramen van de brug en sommigen die dienst doen als scheepsmonitoren. Marinebrugteams kunnen samen door verschillende scenario's trainen, waarbij teamwerk en scheepsafhandelingsvaardigheden worden ontwikkeld.

In het volgende gedeelte zullen we bekijken hoe het leger virtuele omgevingen gebruikt om voetsoldaten te trainen.

Virtueel opstartkamp

Militaire trainingsuitrusting voor virtuele realiteit

Militaire trainingsuitrusting voor virtuele realiteit

Naast het vertrouwd maken van soldaten met enkele van de meest complexe voertuigen in de militaire vloot, hebben trainers ontdekt dat virtuele omgevingen ook in andere toepassingen van pas kunnen komen. Militaire functionarissen en videogamestudio's zijn een partnerschap aangegaan om realistische, meeslepende virtuele scenario's te creëren die soldaten helpen te acclimatiseren in verschillende gevechtsomgevingen en -situaties. Niet-militaire gamers kunnen zelfs een voorbeeld van een aantal van deze scenario's krijgen door populaire commerciële softwaregames te spelen.

Pandemic Studios heeft een complexe trainingssimulatie gemaakt als onderdeel van het Future Combat Systems (FCS) -initiatief. Soldaten kunnen kleine teamtactieken oefenen in een virtuele stedelijke omgeving. Ze gebruiken een Xbox-console om het spel uit te voeren en nemen de rol aan van een teamleider die probeert om specifieke doelen te bereiken in verschillende scenario's. Pandemic Studios bood later een aangepaste versie van de software aan als een commercieel spel, genaamd 'Full Spectrum Warrior'.

Andere spellen en simulaties zijn 'America's Army' en 'Guard Force'. Het leger erkent dat de rekruten van vandaag de strijdkrachten zijn opgegroeid in een cultuur waarin videogames veel voorkomen. Tegenwoordig gebruikt het leger deze spellen om contact te maken met rekruten en hen een veilige omgeving te bieden om technieken en vaardigheden te oefenen. Sommige programma's zijn webgebaseerd, waardoor rekruten kunnen communiceren met ervaren soldaten en leren over technieken uit de praktijk die kunnen helpen ze veilig te houden.

Hoe virtuele realiteit militaire toepassingen werken: werken

De gesimuleerde brug van de marine bevat randapparatuur zoals de verrekijker die hier te zien is.

Sommige VR-trainingstoepassingen gaan een stap verder dan consolegames. Hoewel dit niet gebruikelijk is, bevatten sommige bases grotere virtuele realiteitsopstellingen voor intensievere training. Trainers gebruiken alles van CAVE-systemen tot head-mounted displays en loopbanden om concepten en technieken met stagiairs te versterken. Momenteel hebben slechts enkele plaatsen uitgebreide trainingsfaciliteiten voor virtuele omgevingen, voornamelijk omdat ze duur zijn in aanschaf en onderhoud. De resultaten van pilootprogramma's waren bemoedigend, en in de toekomst kunnen meer soldaten enkele uren loggen langs neergestreken vijanden.

Een voorbeeld van een dergelijk pilootprogramma is het Virtual Squad Training System (VSTS), gevestigd in de Schofield Barracks op Hawaï. Onlangs heeft de faciliteit een nieuw trainingssysteem in gebruik genomen. Het is een draagbaar en draadloos systeem waarmee soldaten ongehinderd door een virtuele omgeving kunnen bewegen met behulp van de volgende virtual-reality-apparatuur:

  • Een op het hoofd gemonteerd display met een motion tracker
  • Een speciaal dragende vest met de batterijen voor het apparaat en een draadloze computer
  • Een body motion tracker (meestal vastgebonden aan een been)
  • Een draadloze wapencontroller die overeenkomt met de grootte, het gewicht en de vorm van echte militaire wapens.

Quantum3D, Inc. heeft de systemen speciaal voor het leger gemaakt. Ze draaien op een gespecialiseerd softwarepakket, maar kunnen ook een programma gebruiken dat de BattleMaster IOS wordt genoemd. Met de programma's kunnen soldaten trainen met gesimuleerde wapens zoals de M4, M165 of M249 tijdens het navigeren door een virtuele gevechtsomgeving.

Militaire functionarissen benadrukken snel dat virtuele training op geen enkele manier fysieke training vervangt. Terwijl virtuele omgevingen nuttige trainingstoepassingen blijven ondersteunen, vereist het leger dat soldaten uitgebreide trainingen over echte cursussen ondergaan. De strijdkrachten zien virtual reality niet als vervanging van echte trainingstechnieken in de nabije toekomst.

In de volgende sectie zullen we enkele andere toepassingen van virtuele omgevingen in het leger bekijken.

We willen jou als een nieuwe rekruut

Het leger erkent dat werving cruciaal is voor hun succes, en de afgelopen jaren waren uitdagend toen het aantal aanwervingen afnam. Een onderdeel van de nieuwe strategie om soldaten te werven, is een beroep doen op de video-gaminggemeenschap. Rekruteringsdynamiek omvat vaak een demonstratie van virtuele omgevingsopleidingssystemen en recruiters moedigen burgers aan om ze uit te proberen en te ervaren hoe het is om soldaat te zijn. Ze hopen het gevoel van competitie en drive van de typische gamer aan te spreken. Sommigen beschouwen deze strategie echter als dubieus en wijzen erop dat het gelijkstellen van een leven als soldaat aan een videogame op zijn minst misleidend, zo niet volledig oneerlijk is.

Andere applicaties

Het Dragon Battlefield Visualization System

Het Dragon Battlefield Visualization System

Een andere toepassing van virtuele omgevingen in het leger is slagveldvisualisatie. Slagveldvisualisatie is van vitaal belang bij het bepalen van gevechtsstrategieën in realtime. Het is ook een belangrijk element in het trainingsregime van bevelvoerende officieren. Het helpt commandanten hun opties te beoordelen voordat ze beslissingen nemen die soldaten in gevaar kunnen brengen.

Hulpprogramma's zoals Google Earth en SketchUp maken het maken van driedimensionale kaarten eenvoudig en goedkoop. Tegenwoordig kunnen militaire functionarissen een driedimensionaal model van een gebied verkennen, vanuit elke hoek bekijken, terwijl ze strategieën formuleren en op zoek zijn naar potentiële logistieke problemen.

Het leger heeft met behulp van een VR-werkbank geëxperimenteerd als een displaytechnologie voor visualisatie van het slagveld. De kijker draagt ​​een speciale bril die de illusie van diepte creëert, zodat de afbeeldingen die op de werkbank worden weergegeven, driedimensionaal lijken. Meerdere gebruikers kunnen hetzelfde scherm in één keer bekijken, ervan uitgaande dat ze allemaal de speciale bril dragen.

Naarmate personal computers en grafische kaarten krachtiger worden, neemt de behoefte aan gespecialiseerde weergavetechnologie af. Tegenwoordig kan een krachtige laptop aan veel van de behoeften van het leger voor visualisatie voldoen. Het leger heeft ontdekt dat het veel commerciële software en hardwarepakketten voor zijn eigen behoeften kan aanpassen. U krijgt niet hetzelfde niveau van onderdompeling wanneer u met een personal computer werkt als met een speciaal VR-systeem, maar de computers zijn veel minder duur en gemakkelijk te netwerken.

Het leger maakt ook gebruik van virtuele omgevingen om soldaten voor te bereiden op noodsituaties. Het Marine Research Laboratory heeft bijvoorbeeld het Virtual Environment Training Technology-programma. In dit programma leidt de marine zeelui op hoe ze moeten omgaan met scheepsbordvuren met behulp van een virtuele omgeving. Het programma bevindt zich nog steeds in het valideringsproces en vele marineofficieren hopen dat het zeevarenden in gevaarlijke technieken in een veilige, gecontroleerde omgeving zal trainen.

Raadpleeg de links op de volgende pagina voor meer informatie over virtual reality en de bijbehorende toepassingen.

Virtuele taalbegeleiders

Het DARPA Tactical Language Training Project gebruikt virtuele omgevingen om soldaten te helpen leren omgaan met mensen in vreemde landen. Het programma versterkt lessen over tactische taal, waaronder de taalkundige en culturele vaardigheden die nodig zijn om een ​​missie te voltooien. Soldaten navigeren door een virtuele simulatie van buitenlandse dorpen, waar ze inboorlingen tegenkomen die worden bestuurd door een leraar of een computer.


Video Supplement: Military robots and the future of war | P.W. Singer.




WordsSideKick.com
Alle Rechten Voorbehouden!
Reproductie Van Materialen Toegestaan Alleen Prostanovkoy Actieve Link Naar De Site WordsSideKick.com

© 2005–2019 WordsSideKick.com