士兵像打仿真遊戲那樣打仗?美軍IVAS或正開啟軍事技術變革

南方週末 發佈 2024-04-30T17:34:57.422104+00:00

士兵像打仿真遊戲一樣打仗?要實現之,可不僅是一個技術問題,而是從國家指導原則、軍事戰略與目標到組織與戰術再到技術與裝備的一整個系統。縱觀戰爭史,總是更高的原則與目標驅動軍事組織與技術的變革。IVA智能頭盔:從夜視到智視在這裡看看最近幾年美軍在技術層面上是如何往這個方向推進的。

士兵像打仿真遊戲一樣打仗?要實現之,可不僅是一個技術問題,而是從國家指導原則、軍事戰略與目標到組織與戰術再到技術與裝備的一整個系統。縱觀戰爭史,總是更高的原則與目標驅動軍事組織與技術的變革。

IVA智能頭盔:從夜視到智視

在這裡看看最近幾年美軍在技術層面上是如何往這個方向推進的。

2018年,美國陸軍與微軟簽訂了高達220億美元的合同,開發「集成視覺增強系統」(Integrated Visual Augmentation System, IVAS)。2021年,已完成首批3.73億美元的5000套交貨,以目前匯率計算,其每套全系統價格相當於50多萬人民幣。現在,越來越多的美軍士兵戴著類似VR頭盔的訓練照片流出,並將於2025年大批量裝備這種被稱為「軍事元宇宙」的升級改進版,總計採購約12萬套。

IVAS系統,不但能為士兵提供增強的夜視圖像,而且能產生全場景感知畫面,通過抬頭顯示,在眼鏡內展示全景戰術地圖,並標示班組戰術隊形、敵方位置信息,以及最優進攻路線。在與坦克或步兵戰車協同作戰時,IVAS系統能與戰車實現信息互聯互通,將戰車上的大口徑觀瞄器材獲取的畫面呈現在步兵的眼鏡上,或將步兵目視的周邊信息共享給作戰車輛,其系統的AI還能自動生成目標危險等級,以及提供最優攻擊方式建議。

此外,IVAS系統還能實時監測士兵的血壓和心率,戰地醫療系統據此可實時掌握士兵的身體狀態,並在其受傷時,採取最快的、最有效的戰場醫療救援。

IVAS系統由複雜的子系統集合而成:HoloLens AR眼鏡(HUD)、單兵計算單元(Puck)、電池組(CWB)、班組無線電、沉浸式虛擬訓練器(SiVT)、戰術雲包(TCP)、雲服務、適應性小隊構架(ASA)、士兵績效評估系統。

把這些拗口而陌生的軍事名詞,形象化描述:2012-2016年科幻影片《Halo 4: Forward Unto Dawn》《Spectral》的智能頭盔,已不再是科幻。現代科技的發展速度,科幻藝術要更大膽、更玄奇些嘍。

夜視裝備發展史

IVAS系統最直觀的功能,是其夜視能力。我們簡單回顧下夜視裝備發展歷程。在沒有夜視儀的年代,夜戰主要靠照明彈,那時班長的任務是指揮手下約10名士兵打擊同一目標。班長使用曳光彈,射出明亮的彩色彈道,士兵們集中火力向曳光彈的彈著點射擊。

夜視儀有兩大類型:紅外型和微光型。二戰末期,德國和美國率先研發主動紅外夜視儀(又稱近紅外夜視儀),並在戰爭結束前幾個月曾在戰場上進行試用。其原理是用紅外探照燈,發出人肉眼無法看見的近紅外光照射目標,再用近紅外觀察儀進行觀察和瞄準。其技術門檻低、成本低,但紅外探照燈是個強烈的紅外光源,當敵方不打開自己的紅外探照燈,僅使用紅外觀察儀進行被動觀察時,誰先打開紅外探照燈就相當於在夜間的靶場點亮了火炬。

微光夜視儀克服了主動紅外的弱點,其不發出任何輻射、不會暴露自身目標。大家在電影裡看到的那種頭戴式夜視鏡,其原理近似於貓、狗的眼睛能夜間視物,通過電子元器件將夜間微弱的月光和星光增強數百-數千倍,使士兵能夠看到類似於貓、狗眼中的夜間景物,一片綠幽幽的泛著螢光的神秘夜景。

微光夜視儀的弱點是需要微弱星光,如果處於完全無光情況下(譬如完全封閉無任何光源的地下空間)它啥也看不見。

更晚出現的被動紅外(又稱遠紅外夜視儀)現多稱為「熱成像儀」,其不需要紅外探照燈,而是依靠靈敏的紅外探測元件,捕捉高於絕對零度(-273℃)的遠紅外輻射源。就是大家在電影裡所看到:在黑暗背景里,人員和發熱裝備很亮,甚至能夠穿透遮擋物、偽裝服/網、較淺的植被,看到隱藏在其後的發熱人體形狀。

「熱像儀」性能先進、不易暴露目標。但是科技難度高、成本昂貴,其先進的銻化銦、砷化鎵熱敏元件還需液氮冷卻,需較高電能。所以體積和重量均較大,多安裝在飛機、坦克、車輛等大型裝備上。

單兵佩戴的夜視儀。從最初的單通道(一個物鏡,不到30°視界)發展到雙通道(視野更寬廣),再到前些年美軍裝備的昂貴四通道(四個物鏡,約100°-110°視界,接近人眼的自然視野,鏡頭畸變很少、眩暈感大大降低。

每名士兵擁有士官級別的能力

而最新的IVAS,已不僅僅是夜視儀了,它集成了戰場態勢感知與顯示、步兵與機械化裝備之間的信息聯通、士兵身體狀態監控等多重複雜功能,已升級到智能化作戰裝備,從夜視,變為智視。這將使每名士兵擁有士官/班長級別的戰場感知與應對能力,使士官升級到具備基層尉官的戰場掌控與指揮能力,強化智能作戰體系。簡單形象地說,就是追求於無聲處、洞若觀火、以一當十的功效。

這將更好地發揮西方軍事理論所主張的「節約兵力原則」:以較少的精銳分隊和小規模兵組,取代過去較多兵力所發動的大規模進攻。尤其是強化在黑暗夜間的「單向透明」作戰,即以夜視能力和戰場感知、信息傳遞、精確打擊等方面的優勢,強化作戰的靈活性、效率性,並減少傷亡。這點在2022年的烏克蘭戰事中,已得到充分表現:擁有夜戰優勢的精銳小分隊,戰力越來越強,而二戰時代的「鐵甲洪流、人山人海」戰術,則傷亡慘重。

國內某些知名教授提出:晶片已發展到頭,國防和航天都不需頂級晶片,2-3納米科技根本用不著,只要有90-28納米技術就夠了。此論是非常業餘的。

3納米晶片的耗能,僅為7納米晶片的50%,性能則提升30%。這意味著相同體積和重量的裝備,可集成更多功能;相同體積和重量的電池,能支持裝備運行更長時間。對於戴在頭上的、體積和重量都非常有限的智能裝備,這些都是非常關鍵的性能,晶片科技突破才能實現應用裝備的瓶頸突破。

IVAS從夜視到智視的跨越性進步,將促進深遠的戰術變革,科研界切不可等閒視之,更不可故步自封、夜郎自大。

• (本文僅為作者個人觀點,不代表本報立場)

吳旭

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