美军“虚拟地形行走”系统技术机理与运用启示

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近年来,美军依托空军AFWERX创新计划,扶持Virtuix公司研发列装“虚拟地形行走”(VTW)训练系统,在多军种试点应用。智能化虚拟训练是军事训练转型的重要方向,也是提升实战能力、降低训练损耗的关键抓手。该系统融合AI三维地形重建、全向动态交互、分布式协同仿真等前沿技术,可承担起单兵至班组层级实景化、实操化、常态化的虚拟练兵。

一、技术机理

VTW系统并非软硬件的简单叠加,通过多模块深度耦合,推动战训从“视觉仿真”向“实战对标”的虚拟训练。

一是AI实景适配快速复刻战场环境。VTW系统搭载轻量化智能重建算法,兼容卫星影像、战术无人机航拍、单兵光电采集等多源数据,可在数小时内完成山地、城镇、丛林等典型作战地域的三维建模,自动标注地物属性、通视边界、遮蔽条件与毁伤交互规则,缩短陌生地域战场环境准备时间。

二是全向动态交互真实映射战术动作。系统核心依托Omni One全向运动底盘,在极小物理空间内,协助官兵完成奔跑、跃进、蹲伏、侧移、掩体规避等战术动作。实时捕捉人体重心、步频、姿态等动态数据,精准映射虚拟战场角色行为,摆脱传统键盘、手柄操作,贴合人体实战,固化标准战术肌肉记忆。

三是分布式组网高效仿真协同推演。系统内置专业战场空间解算引擎,深度嵌入地理高程、弹道通视、碰撞判定、电磁遮蔽等实战战术规则,确保虚拟战场逻辑贴合真实作战。支持异地同步组网参训,可满足班排级小队协同搜索、街区清剿、伏击反伏击等课目训练,依托军用传输适配前线低带宽作战环境。

二、运用模式

美军已将VTW系统部署于军校教学与基层部队,贯穿战前研判、常态训练、方案验证等。

(一)前置数字踏勘。传统战前研判依托二维地图、静态影像,难以形成立体战场认知。依托VTW系统,官兵可在兵力投送、实兵部署前,能快速探查目标地域地形地貌、街巷布局、伏击点位与遮蔽条件,迅速建立战场立体认知,有效缩短部队陌生地域适应周期。

(二)迭代战术演练。针对巷战、核生化防护、爆炸物处置等高危、高损耗训练课目,VTW系统可快速复刻逼真战场环境,支持班组战术动作、协同流程反复推演复盘。无需消耗实装实弹、搭建实体靶场。

(三)仿真方案推演。在任务规划阶段,分队可依托实景虚拟战场,完整推演兵力部署、机动路线、火力配置等方案,动态模拟敌方伏击、火力封锁、突发对抗等态势。

三、体系定位

VTW系统与“一个世界地形”(OWT)全球地理数据库实现数据互通,基础地形数据可快速导入,单兵训练数据可回传支撑全军训练评估。但各军种老旧训练平台接口不统一、数据不兼容,全域一体化闭环合成训练未成体系。

四、实践启示

美军VTW系统的迭代应用,标志着单兵虚拟训练正式迈入“实操化、体系化、实战化”新阶段。

(一)攻坚核心建模技术。整合多源地理数据,研发国产化轻量化AI智能重建技术,分类搭建常态化训练、应急作战专属地形资源库,加快室内、地下等隐蔽空间建模,构建应急场景生成能力。

(二)突破人机交互瓶颈。攻关低延迟姿态捕捉、全向机动适配、实战体感反馈等关键技术,优化与制式装具、枪械的适配性。

(三)统一练兵标准体系。 规范全军虚拟训练数据接口、交战规则与考核标准,破除各单位数据壁垒、平台孤岛。坚持“虚补实、虚促实”练兵理念,将沉浸式虚拟训练纳入日常战备、考核评估体系。

(本文为开源文献,由军融国动智库研究人员编译/写,仅代表个人观点)