Виртуальный арсенал. Как AR/VR используется в армиях США и России
Привести все самые яркие примеры использования AR/VR в военно-промышленном комплексе мы, конечно, не сможем из-за информационной закрытости оборонной сферы любой страны. Часть разработок наверняка остаются засекреченными. Тем не менее, информация, которая периодически появляется в открытом доступе и публикуется в СМИ, может проиллюстрировать, как технологии виртуальной и дополненной реальности применяются в армиях разных стран мира. Мы в «ЛАНИТ-Интеграции» подобрали несколько ярких кейсов.
Наиболее широко освещается опыт американской армии, поэтому главным образом поговорим именно о нем. А дополним эту информацию рассказом о российском «виртуальном» арсенале.
Информация о AR/VR-решениях в американской армии представлена в СМИ щедро. Судя по этим публикациям, технологии виртуальной реальности используются в подразделениях для отработки личных навыков военнослужащих и обучения групповому взаимодействию.
StrikerVR Blaster
Компания HapTech владеет патентом на систему электромагнитной отдачи (Electromagnetic Recoil Simulation), которая лежит в основе StrikerVR Blaster — периферийного устройства для высококлассных VR-аттракционов. StrikerVR Blaster имитирует вес, отдачу и тактильные ощущения реального оружия.
Чтобы продемонстрировать, что система может масштабироваться от коммерческого использования до потребностей военных, HapTech интегрировала запатентованную систему в Браунинг M2, пулемет калибра .50, который используется в армии США. HapTech утверждает, что ощущение стрельбы из симулятора «очень близко к реалистичной отдаче», это подтверждают и солдаты, стрелявшие из настоящего M2.
Кроме того, компания работает над симулятором карабина M4. Разработка уже используется в тренировках военных.
Tactically Reconfigurable Artificial Combat Enhanced Reality (TRACER)
Военно-морские силы США совместно с отраслевыми партнерами Magic Leap Horizons и уже упомянутым HapTech разработали среду обучения в AR под названием «Тактически реконфигурируемая искусственная боевая расширенная реальность» (TRACER).
Система TRACER состоит из гарнитуры Magic Leap One, рюкзака с процессором и оружия с реалистичной отдачей, разработанного HapTech. Программное обеспечение позволяет отслеживать оружие, а инструкторы могут создавать множественные адаптируемые сценарии.
Пространство, необходимое для проведения тренировочных операций на корабле, ограничено, а возможность проводить тренировки, не нарушая распорядок, очень мала. TRACER смягчает эти проблемы и, по словам разработчиков, система дает огромное преимущество, поскольку ее можно быстро адаптировать к различным сценариям, географическим локациям и силам оппозиции. Используя TRACER, можно проводить обучение практически в любом месте и в любое время.
Unstabilized Gunnery Trainer (UGT)
UGT — это модульное решение для индивидуальной и групповой артиллерийской подготовки. При обучении стрельбе из вооружения боевых машин существует проблема, с которой обычно сталкиваются инструкторы и экипаж. Водители и командиры уже знакомы с основными принципами работы транспортного средства и его оборудованием; их подготовка сосредоточена в первую очередь на тактике ведения боя и протоколах связи. В то время как артиллеристы должны научиться управлять орудием и турелью, а также изучить технику ведения боя и правила коммуникации с экипажем. Дополнительное время, необходимое для изучения орудия, увеличивает общее время обучения для всего экипажа и может повлиять на уровень квалификации и оценки.
Станция для индивидуальной отработки навыков (UGT-I) — это прочная, легко транспортируемая тренировочная система для обучения стрельбе из станкового орудия, например, пулемета M240B, гранатамета MK 19, пулемета M2 калибра .50. Система готовит стрелка к работе на «полной скорости», когда начинается обучение экипажа.
GunnAR
В 2017 году во время учений в Тихом океане на борту ракетного крейсера Bunker Hill ВМС США протестировали шлем с дополненной реальностью.
Он предназначен для облегчения коммуникации между офицерами и солдатами, которые управляют малыми орудиями. Шлем артиллериста подключается по беспроводной связи к планшету, который офицер использует, чтобы управлять вниманием солдата и отдавать приказы о начале и прекращении огня. Изображения, полученные от камеры в инфракрасном диапазоне, с подсказками и другая информация, например, расстояние до целей, отображается на визоре шлема. Система помогает солдатам увидеть, что хочет от них офицер, не полагаясь на голосовые команды, радиопередачи или телефоны.
NYPD active shooter training
С помощью location-based VR технологии, полиция Нью-Йорка тренирует офицеров, погружая их в сценарии, которые сложно воспроизвести в реальной жизни из-за недоступности локации. Например, Мемориал Всемирного торгового центра или ситуацию с заложниками в государственной школе.
Компания V-Armed, которая специализируется на создании крупномасштабных трехмерных VR-тренингов для сотрудников правоохранительных органов и служб быстрого реагирования, создала пилотный проект для полиции Нью-Йорка, который включает в себя несколько сценариев со стрельбой и захватом заложников.
Офицеры тренируются в шлемах виртуальной реальности со специализированным оружием и маркерами на теле, которые передают данные через Wi-Fi на датчики захвата движения, установленные на фермы по периметру тренировочной площадки. Используя эти данные, система V-Armed отслеживает движения офицера и создает реалистичный аватар, так что «каждое движение, которое он делает в реальном мире, идентично в мире VR».
Оружие также имеет датчики и передает информацию — количество произведенных выстрелов, траектории пуль, попадания, промахи и прицеливание.
После VR-тренинга офицеры получают отчет о своих действиях и вместе с инструктором просматривают видеозаписи, чтобы обсудить, что они сделали верно, а что можно улучшить. У офицеров есть возможность повторить сценарий еще раз, чтобы применить то, что они узнали.
Synthetic Training Environment
Синтетическая тренировочная среда (STE) — это программа армии США, которая, по словам разработчиков, произведет революцию в армейской подготовке. STE особенно важна для повышения выживаемости солдат за счет эффективности и реализма тренировок, оттачивания навыков ориентирования на местности, возможности повторять миссии, имитации боя. Сочетая оффлайновые, виртуальные, конструируемые и игровые учебные среды, STE обеспечивает доступное обучение, в котором имитируется реальный ландшафт со всей его сложностью.
Одним из решений, которые будет применятся в STE, станут шлемы IVAS (Integrated Visual Augmentation System), о массовой закупке которых мы упоминали в прошлый раз.
Шлемы IVAS разработаны на основе очков смешанной реальности HoloLens и облачных сервисов Microsoft Azure повысят безопасность солдат и сделают их более эффективными. IVAS обеспечивают повышенную ситуационную осведомленность, позволяя обмениваться информацией и принимать решения в различных сценариях.
Заявлено, что устройства IVAS могут подключаться к дронам, обеспечивать удаленный просмотр прицелов оружия нескольких стрелков, а также видов с тепловизионных камер и камер ночного видения. Датчики отслеживают частоту сердечных сокращений и дыхания и могут обнаруживать сотрясения мозга у солдата.
Опубликованных в открытом доступе примеров использования VR/AR-технологий в вооруженных силах нашей страны еще меньше, чем в армии США. Но по некоторым сообщениям в прессе можно сделать вывод, что российские военные уделяют современным технологиям пристальное внимание.
Прототип тренажера «АВИАДАРТС-ВР»
В 2017 году компания «Константа-Дизайн» представила на Международном авиационно-космическом салоне в Жуковском свою разработку — 3D-движок «Зарница».
Системой оснастили экспериментальный стенд «Авиадартс-ВР». Для демонстрации возможностей была выбрана кабина истребителя типа Су-27. В качестве системы визуализации использовались очки виртуальной реальности Oculus CV-1, а ландшафтные данные предоставил Роскосмос. Предполагалось, что заказчик сможет подписаться на ту или иную «карту местности», которая будет обновляться с определенной периодичностью в зависимости от ее изменений в реальности. Прототип двух виртуальных кабин и виртуального инструктора стенда «Авиадартс-ВР» позволяли обучаемым «летать» в едином окружающем пространстве. Им также была доступна отработка одиночного пилотажа, взлета-посадки, дозаправки в воздухе, атаки надводных/наземных целей, отработка ближнего маневренного воздушного боя и полетов в паре.
Система визуализации отображала руки летчика. Так как функционал кабины истребителя был реализован практически полностью, человек получил возможность руками выполнять все действия с арматурой кабины — включать управление носовой стойки, запускать двигатели.
Авиасимулятор полного погружения c VR-очками российской разработки
В 2019 году «Константа-Дизайн» и российский разработчик шлемов виртуальной реальности компания DEUS заявили о стратегическом партнерстве. Результатом совместной работы DEUS и «Константа-Дизайн» должны стать профессиональные авиасимуляторы полного погружения с использованием очков виртуальной реальности Odin.
Шлемы виртуальной реальности Odin интегрированы со следующими продуктами «Константа-Дизайн»:
- системы визуализации для комплексных, специализированных, процедурных тренажеров самолетов и вертолетов различных типов (Су-27, Су-30, Су-33, Су-35, МиГ-29, Ансат, Ми-8, Ми-24, Ми-28, Ка-52, Л-39, Ил-112, Ил-76, Як-130 и др.);
- демонстрационные стенды, включая стенды полунатурного моделирования;
- информационно-моделирующие системы для учебно-тренировочных комплексов с имитацией противодействия и использованием тренажеров и элементов подыгрыша;
- системы визуализации салонов транспорта и внешней обстановки для выставок, интерактивных экспозиций, музеев авиации и автопрома.
Прыжки с парашютом в виртуальной реальности
Обучение в VR проходит, например, в 309-м центре специальной парашютной подготовки (ЦСПП) Воздушно-десантных войск. Для отработки действий парашютистов еще до совершения прыжка используется учебно-тренировочный комплекс воздушно-десантной подготовки — УТК ВДП. С помощью тросов, датчиков и очков виртуальной реальности десантники отрабатывают действия на всех этапах прыжка с парашютом: от момента отделения от летательного аппарата до приземления. Отрабатываются сценарии разной сложности — действия в составе группы, приземление в застроенную местность, на воду, склоны гор и ограниченную площадку. Инструктор может запрограммировать отказ парашютной системы и изменение погодных условий.
По словам департамента информации и массовых коммуникаций Министерства обороны РФ, использование тренажера сокращает время подготовки парашютиста высокого уровня до одного года, , а также в несколько раз уменьшает расходуемый ресурс авиации, парашютных систем и экипировки.
Отличительная особенность тренажера УТК-ВДП, это подготовка парашютистов для действий в особых случаях и нештатных ситуациях в воздухе.
Тренажер авиационного наводчика
Российская компания ЦНТУ «Динамика» разработала тренажер авиационного наводчика для подготовки и совершенствования навыков по управлению экипажами вертолетов в зоне ответственности авианаводчиков. Тренажер является составной частью учебно-тренировочного комплекса и обеспечивает возможность подыгрыша действий авианаводчика при подготовке летных экипажей на тренажерах вертолетов.
Тренажер позволяет отработать следующие навыки: ведение визуального наблюдения в районе боевых действий, оценку воздушной обстановки с использованием информации от наземных РЛС, способы наведения и выполнения боевых маневров экипажами вертолетов.
В состав тренажера авианаводчика входит автоматизированное рабочее место обучаемого, система имитации визуальной обстановки, имитаторы штатных средств связи и передачи данных.
VR-комплекс для военных связистов
В 2020 году Рязанский радиозавод (входит в холдинг «Росэлектроника» госкорпорации «Ростех») поставил очки виртуальной реальности для подготовки сотрудников Росгвардии.
Оборудование установили в Пермском военном институте войск национальной гвардии России. Виртуальные очки предназначены для подготовки специалистов связи.
Оборудование помогает сопрягать радиосети, в которых работают военнослужащие на реальных радиостанциях, с радиосетью, которая работает в учебном классе. Таким образом, часть обучаемых находится в реальных условиях, другая часть — в виртуальных.
Военнослужащие используют 3D-очки, позволяющие работать в виртуальном пространстве, созданном с использованием 3D-моделей и фотореалистичных круговых панорам. Комплекс разработан на основе российского программного обеспечения.
Решения от Конструкторского бюро РБП и VR Concept
На форуме «Армия-2017» конструкторское бюро РБП представило коллективный тактический пехотный тренажер на отечественной программной платформе виртуальной реальности VR Concept.
На стенде КБ РБП было два вида решений виртуальной реальности: динамический стрелковый тренажер и стационарный тактический пехотный тренажер, которые позволяют отработать навыки ведения боевых действий и командное взаимодействие в ситуациях, которые сложно смоделировать в реальном мире.
Техническую часть тренажеров составляют очки виртуальной реальности HTC Vive, оружие с метками Vive Tracker для захвата движения, инфракрасные камеры для отслеживания перемещений и внешний компьютер. Перемещение в виртуальном пространстве производится с помощью устройства «Виртусфера», имитирующего движение в любом направлении.
Виртусфера представляет собой масштабный контроллер для ходьбы и бега, аналог всенаправленных дорожек: пользователь находится внутри сборной сферы, которую приводит в движение собственными ногами. Поверхность соприкосновения вогнутая, как в дорожках Virtuix Omni и Kat Walk.
В заключение повторюсь — этот обзор не полон. О самых передовых AR/VR-системах, используемых в армиях разных стран, знают только специалисты с доступом к секретным материалам. Партнерство государства и небольших технологически-ориентированных «гражданских» компаний скорее характерно для армии США, но и в России под военные нужды адаптируют AR/VR-решения все больше частных компаний.
Статья написана в соавторстве с Akhmat_Guliev.
