人工智能的快速发展，增加了AI在各（gè）个领域的应用，军事领域也不另（lìng）外。

2019年11月底，洛克希德马丁公（gōng）司官网发（fā）布了名为“在（zài）2020年将（jiāng）有三项技术应用于军事训练”的文章。文中指出在游戏中的使用的虚拟现实、增（zēng）强现（xiàn）实和混合现实技（jì）术的成熟（shú）度、质（zhì）量和（hé）价格已经具（jù）备了在军事领域推广应用的条件。虚（xū）拟（nǐ）现实（shí）（VR）、增强现实（AR）和混（hún）合现实（MR）等，被称为（wéi）“XR”，三项（xiàng）即将投入（rù）军事应用的技术是：

1．增强现实＋按需（xū）培训

美（měi）国洛马公（gōng）司提供的增强现实＋按需培训视频（美国洛马公司（sī））就像网购、外卖食品、最新（xīn）电影（yǐng）这些都可以按需交付（fù）。军事训（xùn）练领域也（yě）沿着这（zhè）条路在发展任务（wù）训练技（jì）术。仿（fǎng）真与增（zēng）强（qiáng）现实（shí）眼镜相结合，提供了对（duì）武器装备维护保障（zhàng）训练的新手段。最近，美国（guó）洛马公司与美海军陆战队合作对新的基于增（zēng）强（qiáng）现实的装备维（wéi）护（hù）训练进行了评（píng）估。

2．虚拟现（xiàn）实＋多域培训

美国（guó）洛马（mǎ）公司提（tí）供的虚拟现实＋多域（yù）培训视频（pín）（美国洛马公（gōng）司）在多域战场中，系统（tǒng）是相互连接和集成的。2020年（nián），F－35 Lightning II模拟器（qì）将与（yǔ）其他（tā）系统联（lián）网，以提供“随战而动”的虚拟（nǐ）环境。随着澳大利亚（yà）运（yùn）营F－35机（jī）队（duì），该国（guó）正在构建其最大的（de）网络模拟训练系（xì）统。愿景（jǐng）是将地面模拟（nǐ）器（qì）与飞行中（zhōng）的飞机以及虚拟的友好或敌对力量集成，使训（xùn）练环境更真实。

3．混合现实＋交钥匙培训

美国洛马公司提供的混合现实＋交（jiāo）钥匙培（péi）训视频（美（měi）国洛马（mǎ）公（gōng）司）军事训（xùn）练主要（yào）是以人为核心的，而不仅仅是技术。传统方法侧重于提（tí）供训（xùn）练工具和设备。如今，外军正在采用更具（jù）创新性的方（fāng）法来提供高效（xiào）的学习（xí）方法。交钥（yào）匙式训练计（jì）划提供了一套包括实装、模拟器、训练计划、训练课件、教员（yuán）等在（zài）内的解决方案，快速增加学员技能，缩短（duǎn）训练时间，降低训练（liàn）成本。澳（ào）大利亚、加拿（ná）大、英（yīng）国（guó）和新加（jiā）坡都（dōu）采用了这种模式。这（zhè）种模（mó）式（shì）还可以集（jí）成新兴技（jì）术，例如混合现实结合了增强（qiáng）现实和（hé）虚拟现实的（de）优点。通过合并现实世界和虚（xū）拟世界，让物理和数字域可（kě）以共存（cún）并实时（shí）交互（hù）。

一、“飞行员未来训练”（PTN）计划简（jiǎn）介飞行员未（wèi）来训练（Pilot Training Next，PTN）是（shì）美空（kōng）军教（jiāo）育和训练司（sī）令部（AETC）新训练计划的一（yī）部分（fèn），目标是“重（chóng）新想（xiǎng）象”如何用新技术（shù）训练（liàn）飞行员（yuán），提高训（xùn）练效果并（bìng）缩（suō）短训练周期（qī），根据（jù）训练效果而不是训（xùn）练时间来决定学员是否能毕（bì）业。该计划将VR与传统训练方式（shì）结（jié）合使（shǐ）用，为学（xué）员提供（gòng）了补充训练，并取代了多达（dá）80个T－6初（chū）级（jí）教练机飞行小（xiǎo）时。PTN将依（yī）靠多种新技术（shù），包（bāo）括虚拟（nǐ）和增（zēng）强现实、先进（jìn）的生物（wù）识（shí）别（bié）技（jì）术（shù）、人工智能和大数据分析（xī），为（wéi）学（xué）员提供了在以学员为中心的合作环境中（zhōng）学习的（de）机会。据AETC官员称，教员鼓励他们尽可能在课（kè）外使用他们的系（xì）统（tǒng）。

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学员使用VIVE眼镜训练（美空军图片（piàn））

PTN使用商业（yè）模拟飞行（háng）软（ruǎn）件，如X－Plane和洛马（mǎ）公司的Prepar3D。这些成熟（shú）的（de）商用（yòng）软件可以模拟数十甚至数百种不同的民用（yòng）和军用飞（fēi）机，从T－6教练机到C－130运输机、H－60直升机，甚至是F－35战斗机。在PTN中使用（yòng）虚拟现实眼镜、仿（fǎng）真（zhēn）软件和新学习理论（lùn）等技术对飞行员（yuán）训（xùn）练进行现代化（huà）优化后，的确加训练快流程。学员们戴（dài）着（zhe）HTC VIVE Pro头戴式VR眼镜（含（hán）耳机）除了能从眼镜中看的虚拟环境外，看（kàn）不见其它内容，同时能听（tīng）到模拟出来的环境声音，就好像他们（men）实际上是在驾驶舱（cāng）内（nèi）一样。HTC VIVE Pro头（tóu）戴式（shì）VR眼（yǎn）镜具有最佳分辨（biàn）率，使（shǐ）用了（le）发光二极管（guǎn）显示屏。但是它还没有达到理想（xiǎng）的“眼球分辨率（lǜ）”，仍然有些细节比（bǐ）学员想要看到的（de）要模（mó）糊一些。学（xué）员仍然需要做以前在传统训练中（zhōng）做过的许多事情。例如，当降落伞在（zài）地（dì）面上被拖曳时，他（tā）们仍将接（jiē）受阻力训练以学习（xí）如何断开降（jiàng）落（luò）伞的连接；仍然需要（yào）进入（rù）高压氧舱，在受（shòu）控环境（jìng）中会经（jīng）历缺氧（yǎng）或（huò）血液中缺氧（yǎng）的（de）情（qíng）况。

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PTN学（xué）员（yuán）按照传统训练（liàn）模式（shì）开展保留科目的训练（liàn）（美军图片）

二、PTN计划发（fā）展过（guò）程

第一期PTN 于2018年2月开始，共有20名飞行学（xué）员参加（jiā），其（qí）中包括15名军（jun1）官和5名没（méi）有（yǒu）大学学位的飞行学员（yuán）。2018年8月，24周课程（chéng）结束，共184个学时（shí），其中T－6基础教练机（jī）飞行约有（yǒu）70到80个飞行小时（shí），在模（mó）拟器中（zhōng）约有80到90个小时的正式（shì）飞（fēi）行训练（不（bú）包（bāo）括学生自（zì）己（jǐ）进行的训练）。第（dì）一期共有13名学（xué）员顺利毕业，通常飞行（háng）员培训（xùn）需（xū）要（yào）一年（nián）的时间。在传统的飞行员训（xùn）练方（fāng）式（shì）中，学员（yuán）每天在模拟器和飞（fēi）行教练（liàn）机平均飞行0．5架（jià）次。而在PTN中，学员训练另（lìng）一方面，接下来的学生平均（jun1）每天要出（chū）动两次。

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T－6基础教练（liàn）机（美空（kōng）军图（tú）片）

第二（èr）期（qī）PTN于2019年1月开始，共有20名飞行（háng）学（xué）员参（cān）加，其中（zhōng）包括10名现（xiàn）役空军军官，2名空军国民警卫（wèi）队军官，2名美海军军官，6名英（yīng）国皇家空军（jun1）人员。在第（dì）二（èr）期中，有14人在2019年8月（yuè）毕业，其中1人需（xū）要接受进一步训练（liàn）后在（zài）9月毕业，还有5人未完成该计（jì）划（huá）。该批毕业（yè）生将继续驾驶各种战（zhàn）斗机、轰炸机、运输机、特种作（zuò）战（zhàn）飞机（jī）。在14名毕（bì）业生中，有7名（míng）毕业生被分（fèn）配到战（zhàn）斗机部队（4名在美国空军、2名在美（měi）国海（hǎi）军、1名在皇（huáng）家空军），3名被分配到空军（jun1）机（jī）动部队（duì），3名被分配给空军特（tè）种作战部队，1人被分配到轰炸机部队。有消息称，海军飞行员被选中（zhōng）驾驶T－45“苍鹰”高级教练机，而皇（huáng）家空军（jun1）的（de）毕业（yè）生（shēng）将驾驶“台风（fēng）”战斗机。

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第二期（qī）PTN毕业生（美军图片）

在第二期课程开始之前（qián），20名中的8名加入了相对于（yú）第一期额外加入的沉（chén）浸式训练（liàn）设备（immersive training devices， ITD）远程（chéng）学习（xí）计划，学员可以充分（fèn）使用（yòng）相关的学习（xí）材料和人工智能技术用（yòng）于支持开展训练。在（zài）正式（shì）课程开始时（shí），提前（qián）加入的学（xué）生对ITD的（de）功能、T－6飞机的基本（běn）操作和仪表有了更深入的了解。其中2名抢（qiǎng）先（xiān）体验的学生也（yě）是最（zuì）终第一个完成飞行训练的（de）学生。

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PTN训（xùn）练场景（美军图（tú）片（piàn））

第三（sān）期PTN将（jiāng）于2020年1月开始，计划将加入数字地图导航、传（chuán）感（gǎn）器使用（yòng）、空空及空面任务的初（chū）始训（xùn）练，方（fāng）便学员（yuán）未来向正规部队（duì）过渡（dù）。在第三期，将充分总结从（cóng）前两期中学（xué）到的经验教训（xùn）。第二期证明了像人工（gōng）智能这（zhè）样（yàng）的新兴技术对（duì）于飞行员训练的价值，以（yǐ）及（jí）学（xué）员尽早（zǎo）使用ITD带（dài）来的好处。鉴于前两期PTN的成果，AETC决定从2019年5月31日开始（shǐ）将正（zhèng）式将飞（fēi）行员训（xùn）练（liàn）的创（chuàng）新（xīn）内容整（zhěng）合到本（běn）科飞行员训练课程中。

三、新技术对（duì）训练的（de）影响

1．使用人工智能提升效率

在第（dì）一期PTN结束后，开发出（chū）了一款名为“VIPER”的AI飞行教员。该工具对于个（gè）性化训（xùn）练和让学员能持续使用训练（liàn）环境起到了至关重（chóng）要（yào）的作用。凭（píng）借先进（jìn）的数据分析（xī）和（hé）相关的（de）人工智能（néng）算法（fǎ）分析实时训练数据，提高或降低速度和（hé）复杂（zá）性，为持续改进训（xùn）练过程提供了直（zhí）接和客（kè）观的支撑，进而可以优化（huà）训练大纲。在PTN中（zhōng）还监测学（xué）员的生物（wù）特征（zhēng）识（shí）别，使用人工智能分析来（lái）定制他们在面临不同困难程度情况下如何有效地训练他们。学员在心脏（zāng）附（fù）近佩戴监测传感器，可测量心率（lǜ）、呼吸频率、脉搏和血压（yā），查看学员（yuán）对任务的反应程度。例如，它可（kě）以（yǐ）检测当（dāng）前科目是（shì）否对（duì）学（xué）员过于简（jiǎn）单（dān）或（huò）困难（nán）。当飞机单发（fā）失效或者任务临时（shí）改变，或者遇到了（le）恶劣天（tiān）气，敌方战斗机或地空导弹来袭时学员心（xīn）理的变化。在PTN中，有一些专业知（zhī）识（shí）被存储（chǔ）到计算机（jī）中，允许（xǔ）计（jì）算机用自动（dòng）化的方式执行一（yī）些完全客观的过程，并用计（jì）算机对这些过程给出标准化的评估（gū）。这（zhè）可（kě）以减少对教（jiāo）员的需求，增加对（duì）飞行（háng）员筛选的效率，但计算机教员不会代替人类（lèi）。

2．给学员定制课程

在（zài）PTN中教员可以根据每（měi）个（gè）学员的特点为其量身（shēn）定制训练课程，强调“个性化”学习。有些学（xué）员（yuán）学习得更（gèng）快，有些学习得慢，有些学员天生就擅长于（yú）某方面（miàn），但又缺乏其它（tā）技术，此时教（jiāo）员（yuán）可以专（zhuān）注的解决学员的不足（zú），避（bì）免浪费时间（jiān）去学习本已擅长的东西。PTN使用的（de）模拟器（qì）已经做到了（le）小型化（huà），且本地占用空间小，大部分内容放在云端（duān）。这种云服务（wù）的方式也给了学员不受场地限制的便利，提供更多的动手时间，让他们按照自己的节奏（zòu）练（liàn）习。学员可以在此过程中证（zhèng）明自己对某个方面的掌握和熟练程度，并在适当的（de）情况下更换学习材料（liào）。但是，也需要（yào）重（chóng）新（xīn）评估对家（jiā）用设备的需（xū）求。尽（jìn）管（guǎn）AI可以查看学员在自己（jǐ）练习时是否养成不良习（xí）惯，并及（jí）时对其进（jìn）行纠正，但是学员们在家往往没有充足（zú）时间或者（zhě）足够意（yì）愿去训练（liàn）。

3．低成本的初始训练

使用新技术减（jiǎn）少了（le）学员训练时间和训练成本，同时又做到了（le）不影（yǐng）响训练的效果。同时（shí），为了最（zuì）大化发挥出有（yǒu）限训练预算的作用，也需（xū）要（yào）将有（yǒu）一种高性价比的的解决（jué）方案（àn）。如果要提供（gòng）更多数量的设（shè）备，则必须在保真（zhēn）度、触感（gǎn）或解决方案（àn）的其他要素方面（miàn）做出一（yī）些折衷，以实（shí）现较低的价格。每个VIVE眼镜的（de）成本（běn）都（dōu）不到1000美元，再（zài）加上座（zuò）椅、计算机（jī）、软件、教员显（xiǎn）示屏、操（cāo）纵杆、油门和其（qí）他（tā）设备，每个VR模拟器（qì）的费用约为15000美元，远（yuǎn）远比传统模拟器便宜。随着（zhe）在分辨率和视场显示（shì）结合的进步，头（tóu）戴式（shì）显示技术将补（bǔ）充传统训练系统（tǒng）。在某些情况下，这些利用（yòng）“XR”技术的小型化、便携（xié）式和可（kě）机动（dòng）部署的训练系统将（jiāng）分担当前传统训练系统（如（rú）全（quán）任务模（mó）拟器）上开展的一些训练任务，从而分担了（le）对这（zhè）些高端的任（rèn）务模拟器或者实装的占（zhàn）用。

4．促进（jìn）LVC技（jì）术发展

目前，发达（dá）国家使（shǐ）用（yòng）实况－虚拟－构造仿真（LVC）技术来帮助其开（kāi）展体（tǐ）系化对抗训练。在（zài）过去，实装训练在培养战斗（dòu）力生成和战备能（néng）力提升方（fāng）面发挥了重要（yào）作（zuò）用。近年来，由于（yú）仿真技术成熟，已（yǐ）将（jiāng）一些训（xùn）练科目安（ān）排到（dào）虚拟环境中进（jìn）行。虚（xū）拟和构造仿真将（jiāng）被更广泛（fàn）的使用，因为这种技术的费效（xiào）比具有显著的优势（shì）。在（zài）“十四五”期间，随（suí）着5G以（yǐ）及云计算、无（wú）线链路技术的（de）改进，将推动（dòng）网（wǎng）络化进程及（jí）网络安（ān）全的发展，仿真训练（liàn）将会朝着整合实（shí）况（kuàng）－虚拟（nǐ）－构造仿（fǎng）真的方向发展，而不是将每种视为孤（gū）立的训练技术。

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L3公司的BBXR混合（hé）现（xiàn）实模拟器（美（měi）国L3哈里斯技术公司图片）

四、总结

PTN计（jì）划帮助飞行员训练向前迈出（chū）了（le）重要的一步，这（zhè）也很可能就是未来（lái）的空军（jun1）开展新飞（fēi）行员（yuán）初始（shǐ）训练的方式。新的训练方式（shì）从过去的（de）集（jí）中训（xùn）练在向基于云的分布式训练转（zhuǎn）变；从（cóng）以训练内（nèi）容为中心向（xiàng）以（yǐ）学员为中心转变。虚（xū）拟现实训练设（shè）备其在视景上有较（jiào）高的代（dài）入感，在（zài）成本上比传统模拟器便宜得多（duō），在物理（lǐ）尺寸和应（yīng）用程序（xù）成熟度方面（miàn）也有优（yōu）势。但是在短期内，“XR”训练方式不会取代现有的高端、高保真模拟（nǐ）器，只是对现有系统的（de）一种补充，能够提（tí）供额外的准（zhǔn）备（bèi）和（hé）训练时间，加快知识转移，以便在高端的模拟（nǐ）器中进行更有针对（duì）性的训练。传统高端模拟（nǐ）器（qì）在触感和人机界面方（fāng）面有优势，因此未来混合现（xiàn）实（shí）技术可以将物理座舱和虚拟视景结合，给飞行员触感的（de）反馈。但是，如（rú）今的VR模拟器也（yě）存在（zài）着分辨率不达标，长时间使用会给学员（yuán）带（dài）来眩晕感（gǎn）的问题。