元宇宙+军事？美国陆军 “创建用于任务规划的元宇宙模型”

当前的流程和网络限制迫使军队员工在物理上聚集在一起进行操作。Metaverse 提供了一种潜在的解决方案，可以在通过分发操作使指挥所更易于生存的同时启用操作

共同的操作画面

“我需要理解”也许是任务指挥技术背后的主要驱动力。制定和维护共同作战图的基本概念是增强态势感知，实现态势理解并促进所有梯队的共同理解。通过连接数字系统以在 2D 和 3D 地图上显示信息或通过在纸质地图上手动跟踪友军和敌方信息的复杂应用程序编程接口执行，该过程在过去 30 年中没有太大发展。这项工作需要大型、繁琐的指挥所，配备集中的人员和技术，以执行作战过程并最终生成通用的作战画面，指挥官和参谋人员可以利用该画面做出最及时、最准确的决策。 不幸的是，随着运营变得越来越复杂，数据越来越多，各单位一直在努力有效地进行信息和知识管理。指挥所的规模和范围已经扩大以满足需要。人员数量的增加和对网络的依赖使今天的指挥所容易受到敌人的攻击，没有足够的机动性和生存能力。元宇宙提供了一种潜在的解决方案，可以使操作过程成为可能，同时通过分布操作固有地使指挥所更具生存能力，以及减少物理和电磁足迹。

在 元宇宙中与我会面：在未来，士兵们可以“进入”虚拟环境，在执行任务之前进行任务规划。尽管“军事虚拟世界”仍然只是一个概念，但整个美国陆军的研究人员和科学家正在探索潜在的应用

什么是元宇宙？

由尼尔斯蒂芬森在他 1992 年的小说“Snow Crash” 中创造为了描述用户在虚拟空间中交互的在线世界，元宇宙已经通过大型多人在线游戏和虚拟世界（如 Second Life、Roblox 或 Minecraft）变得熟悉。正如移动设备在过去 10 年中改变了互联网的消费方式一样，新一代技术——在这种情况下是虚拟和增强现实耳机——正在为我们如何消费内容提供新的视角。这些头显不再受平面屏幕的限制，让用户能够感知在物理世界之上或代替物理世界呈现的 3D 对象和媒体并与之交互。随着大流行驱动的远程工作加速，这一概念变得更加流行。Facebook 甚至将其未来寄托在这一转变上。

风险基金合伙人和受人尊敬的商业作家马修·鲍尔（ Matthew Ball ）将元宇宙最彻底的探索之一写成了一个由九部分组成的博客系列。Ball 的入门书着重于元宇宙的八个方面：

硬件：用于访问、交互或开发元宇宙的物理技术和设备的销售和支持。这包括但不限于面向消费者的硬件（例如 VR 耳机、手机和触觉手套）以及企业硬件（例如用于操作或创建虚拟或基于 AR 的环境的硬件，例如工业相机、投影和跟踪系统以及扫描传感器）。此类别不包括特定于计算的硬件，例如 GPU 芯片和服务器，以及特定于网络的硬件，例如光纤电缆或无线芯片组。

网络：由骨干提供商、网络、交换中心和在它们之间路由的服务以及管理“最后一英里”数据给消费者的服务提供持久、实时的连接、高带宽和分散的数据传输。

计算：支持元宇宙的计算能力的启用和供应，支持物理计算、渲染、数据协调和同步、人工智能、投影、动作捕捉和翻译等多样化和高要求的功能。

虚拟平台：沉浸式数字和通常是 3D 模拟、环境和世界的开发和运营，用户和企业可以在其中探索、创造、社交和参与各种体验（例如赛车、绘画、上课，听音乐），从事经济活动。这些业务与传统在线体验和多人视频游戏的区别在于，存在一个由开发人员和内容创建者组成的大型生态系统，这些生态系统在底层平台上生成大部分内容和/或收集大部分收入。

交换工具和标准：工具、协议、格式、服务和引擎，它们充当互操作性的实际或事实上的标准，并支持元宇宙的创建、操作和持续改进。这些标准支持渲染、物理和 AI 等活动，以及资产格式及其从体验到体验的导入/导出、前向兼容性管理和更新、工具和创作活动以及信息管理。

支付：支持数字支付流程、平台和运营，包括法定入口（一种数字货币兑换形式）到纯数字货币和金融服务，包括比特币和以太币等加密货币以及其他区块链技术。

元宇宙内容、服务和资产：与用户数据和身份相关的数字资产（例如虚拟商品和货币）的设计/创建、销售、转售、存储、安全保护和财务管理。这包含所有“建立在”元宇宙之上和/或“服务于”元宇宙的所有业务和服务，并且没有被平台所有者垂直整合到虚拟平台中，包括专门为元宇宙构建的、独立于虚拟界的内容平台。

用户行为：消费者和商业行为（包括花费和投资、时间和注意力、决策和能力）的可观察变化，这些变化要么与元宇宙直接相关，要么以其他方式促成或反映其原则和理念。这些行为在最初出现时几乎总是看起来像“趋势”（或者，更贬义地，“时尚”），但后来显示出持久的全球社会意义。

他讨论了每个领域的进展，以及充分启用和采用元宇宙作为移动互联网继任者的方法。

从虚拟到现实：随着大型指挥所分解其物理足迹并依赖数字环境，诸如元宇宙之类的概念可以帮助参谋人员对现实世界的行动进行规划

联网

带宽是当今战场上的稀缺资源，需要技术突破才能完全启用虚拟世界。然而，许多战术场景可以受益于不是特别密集的信息，因此需要较少的带宽来传输，例如地理空间位置、单位状态摘要、当前目标等。此外，更密集的信息，例如用于训练辅助目标识别算法的作战区域3D 地形模型或未知敌方车辆的视频，无需通过网络实时发送。这将要求陆军利用云服务，云服务不仅能高效地移动和处理信息，而且由情报部门控制，这些情报部门了解客户请求或可能请求的数据和服务的信息价值。

关乎生死的一个关键问题是信息延迟。友方单位位置的潜在变化可能会导致整个元宇宙的决策瀑布式变化，并改变任务状态的视角。为了做出更好的决策，陆军必须创建一个超高效的网络，只传输正确的相关信息。这种实时信息更新的概念是在虚拟世界中沉浸式硬件的关键组成部分，因为“数字孪生”士兵的表示和动作必须在连接到其共享空间的所有其他设备上同步。与商业世界不同，元宇宙战场涉及战斗人员试图摧毁对手的网络。

微软飞行模拟器

流行的 Microsoft Flight Simulator 视频游戏系列包括地球的“数字孪生”，结合地图和卫星图像，可以对天气和空中交通、建筑物甚至树木实时渲染。这是一个巨大的模型，对于战术边缘的受限带宽来说是不切实际的，但是这个模型和其他类似的模型可以允许在更高的、云连接的梯队或在本站上对车辆和武器效果进行超现实建模。NVIDIA 的 Omniverse等世界构建工具包有助于渲染新对象，其中包括材质、纹理和运动构建块。甚至这些基于世界的模型的低分辨率版本也可用于概念演练或任务演练，无论单位是否位于同一地点。

想象一下：今天使用的沉浸式硬件几乎完全掩盖了用户对现实世界的看法；最终，显示器将需要在现实之上渲染内容或用合成内容替换所有内容之间进行动态调整。（由任务指挥战斗实验室提供）

虚拟平台

整合军用数字训练、战斗和企业级系统的精简平台不足以实现元宇宙。元宇宙要求士兵的数字存在超越不同的训练平台，并无缝集成到其他作战工具中。这些工具还必须使用户能够从不同的角度与战场数据进行交互，无论是在传统的 2D 显示器上还是从沉浸式共享虚拟空间。这将需要能够使来自现实世界或模拟的数据在各种显示媒体上无缝呈现的架构，无论它们是如何部署的。商业游戏世界一直在适应这一挑战，支持在不同类型的硬件（如 PC 和游戏机）之间交叉玩同一游戏。

虽然化身的出现对我们的士兵来说可能不是那么优先，但数字资产可以以其他方式使用，这可能是有用的--例如，包括在一个人的身份系统偏好或自定义语言模型中，即使在用户登录一个新系统时也可以帮助人机合作。此外，一些游戏使一部分用户能够戴着虚拟现实设备从神一样的俯视角度进行游戏，而其他玩家则化身为化身，从地面上以第一人称观看世界。像这样的游戏概念似乎很适合在不同的梯队中使用这种能力，在那里不同类型的数据和互动是必要的。

从战术的角度来看，陆军必须建立具有共同视野和感受的系统，无论系统是的佩戴方式或交互方式如何。士兵应该能够以相同的配置文件使用他们的头戴式显示器、他们的手持系统和他们的桌面系统，并在这些系统间能够以相同的角色轻松地切换。

硬件

Android Tactical Assault Kit (ATAK)等系统是一款装在坚固外壳中的手持平板电脑或手机，可为作战人员提供其作战环境的数字化视角。ATAK 可以可视化 2D 和 3D 地图，以及一系列图形控制措施来表示友军和敌军的位置。虽然不像民用领域的消费类智能手机那样无处不在，但这些设备代表了将物理和数字领域融合到一个手持套件中的首次尝试之一。

然而，增强现实系统中的当前硬件限制了全息内容的视野质量。虚拟现实头戴式显示器提供高质量的视觉效果，但代价是几乎完全遮挡了用户对自然世界的看法。虽然陆军开始评估在指挥所等不太致命的环境中使用虚拟现实，但沉浸式硬件的未来最终将融合到一个头戴式显示器中，该显示器可以在现实之上的渲染内容或替换所有内容之间动态调整合成内容。这对于在未来的战场环境中完全实现元宇宙是必要的。

结论

尽管推动了未来的发展，但我们也必须承认目前的技术仍然面临着局限性--例如，访问问题、延迟。这些问题不会因为升级到元宇宙而得到解决，必须随着元宇宙的发展而得到解决。在规划、准备、执行和评估行动方面转向元宇宙模式，将使分散的工作人员能够在一个协作的虚拟节点内更有效地同步作战功能，这将与现有的实体指挥所相媲美。临时会议可以超越简单的电话和视频会议，允许用户占据一个包含所有相关数据的虚拟规划空间来做出决定：一个显示友军和敌军位置、情报产品、相对战斗力、维持估计等的交互式三维共同作战图。

与人工智能一样，元宇宙技术为解决战场上的问题带来了一套新的工具，包括当前和预期的问题。也像人工智能一样，如果没有标准和基础设施来启用这些工具，其结果将是零碎的和令人沮丧的。重要的是，陆军要向前倾斜并认识到新技术的潜力，不仅因为它们在物资方面带来了什么，而且还因为它们对我们未来的战斗方式的影响。