元宇宙的概念與應用(軍事元宇宙:用途與案例)

元宇宙的核心技術之一是虛擬現實（Virtual Reality，縮寫為VR）。在我國，虛擬現實常被翻譯為虛擬仿真。隨著人類計算機科學技術的不斷發展，虛擬仿真逐步從構想、理論到實踐應用，包括軍事在內的許多領域都積極應用虛擬仿真。

（一）

在全球軍事領域，美軍最早用虛擬仿真開展軍事訓練。數十年來，美軍一直希望打造一個完全模擬現實場景、沉浸式、無縫整合的“虛擬戰場系統”。

可以說，自二十世紀八九十年代以來，美軍就出現笨拙的早期元宇宙。1978年，美國空軍上尉杰克·索普發表一篇論文，概述了一個用于分布式任務規劃的網絡化模擬器網絡。幾年后，美國國防部高級研究計劃局（DARPA）接手了這個被稱為“虛擬戰場網絡模擬器”的項目。該項目后來被移交給美國陸軍。

虛擬仿真的最大優點是用計算機生成虛擬的軍事訓練場地、設備設施、任務、武器、其他環境以及戰場，模擬常規軍事訓練和交戰的情形，進行多次反復推演，進而總結錯誤、失敗與成績。

今天，對元宇宙興致勃勃的美軍正在嘗試打造真正的初階軍事元宇宙。今年2月10日，在首屆“美國武裝部隊通信和電子協會太空部隊信息技術日”活動上，成立僅兩年的美國太空部隊（USSF）的首席技術與創新官利薩·科斯塔宣稱：美國太空部隊將創建專用軍事元宇宙，以數字技術協同訓戰、對衛星建立數字化模型，為太空作戰提供虛擬演習環境，試點成功后推廣至其他軍種。

軍人們可在軍事元宇宙情境下協作、訓練和開展任何數量的活動。由于美國空軍和太空部隊年齡介于18到34歲的人員中有85%自認為是游戲玩家，因此軍方認為應該積極利用他們的這些技能。通過打造專用軍事元宇宙，呈現精確逼真的數字孿生環境，以模擬自然環境或工業作業，讓軍人們在其中施展作戰技能。

近年來，元宇宙的虛擬現實和增強現實（Augmented Reality，縮寫為AR）技術已經納入美軍的常規軍事訓練。例如，今年5月10日，兩名美軍戰斗機飛行員進行了一次高空原型元宇宙實驗。他們在加利福尼亞沙漠上空幾千英尺的地方乘坐一對Berkut 540噴氣式飛機，戴上定制的增強現實顯示器，連接到一個在天空中與他們并肩飛行的虛擬加油飛機發光圖像的電腦系統,其中一名飛行員使用虛擬加油機進行了加油操作。

（二）

除了訓練士兵，特制的專用軍事元宇宙還有其他廣泛的實際用途，將對軍事教育、征兵工作、戰爭演習、士兵社交、軍屬服務等產生重要影響。

軍事教育。自2020年年初新冠肺炎疫情暴發以來，美國軍事教育機構就開始尋求通過戰場模擬、戰爭游戲等虛擬方式來增強教育效果。其中，美國陸軍的國家模擬中心使用增強現實技術構建多區域虛擬戰斗場景，還通過打造軍事元宇宙，將軍人的個人信息和歷史戰斗記錄導入虛擬戰場中。

征兵工作。美軍一直致力于將多種傳統征兵激勵（如增加薪水等）和電子游戲相結合，吸引年輕人積極參軍。現在，美軍各部隊都有自己獨屬的電子競技隊伍，出征國內國際的電競賽事。電子競技已經成為非常有效的美軍征兵方式，通過這種新穎的方式進行征兵宣傳，美軍可以發現與自身需求高度契合的征兵對象。

戰爭演習。戰爭演習對軍事而言非常重要。真實的戰場充滿了種種不確定性，因此需要通過不斷進行戰爭演習做好充分準備。戰爭演習的具體實施方式既可以是傳統的實戰演習，也可以是現代的虛擬戰爭游戲、合成虛擬戰場、演習元宇宙等。在虛擬戰場上，士兵和戰斗的決策人物可以超越現有條件，將想象中的概念、戰斗操作、隊形等等模擬出來，進行訓練。隨著元宇宙技術的不斷發展，未來的元宇宙戰爭演習，能將數據捕捉、存儲、分析技術和新的合成虛擬環境技術相結合，更好地解決虛擬戰爭演習的現有技術問題。

士兵社交。軍事元宇宙本質上也是一種虛擬社交空間，它為士兵之間提供新的沉浸式體驗交互方式，充分滿足他們的社交需求。美國空軍設立了一個游戲社區項目，通過游戲為士兵提供培養領導力、團隊合作能力、提振士氣、心理健康咨詢等服務。

軍屬服務。軍事元宇宙還能幫助將士們解決一些家庭后顧之憂。將士們會在一定時間內進行整體換防或者變化服役地點，軍官會有職位晉升與職務調動，這不僅會給將士們帶來適應性壓力，而且還會對他們的家人造成適應性影響，比如軍官的配偶可能得重新找工作，孩子得轉學校，甚至舉家搬遷到新地方。未來的軍事元宇宙一旦建立，將士們的家人能在虛擬環境中工作，或許就不必切換實際工作地點，避免對他們的工作、學習、生活造成較大干擾。

美國國防與國家安全部研究負責人、新美國安全中心助理高級研究員詹妮弗·麥卡德爾說，“最完美”的軍事元宇宙概念是將士兵訓練、教育、實驗和社會生活的虛擬環境基礎無縫地結合在一起。當然，實現這個最完美的軍事元宇宙肯定還需要較長時間。

（三）

互連的虛擬世界在軍事上最明顯的用處或許是合成訓練。由于每年在訓練中喪生的士兵比在戰斗中死亡的士兵還要多，因此美軍認為，這將是一種可以拯救生命的工具。而且，改進元宇宙內外之間的數據交換，使它們可以傳遞信息，能夠從根本上改變軍事演習和軍事訓練之間的關系。這些活動可以合并成類似于長期性訓練活動，而不僅僅是一次性的。通過軍事元宇宙，可以讓數據和信息在每一個事件中流動，這樣就可以以一種更有效的方式迭代它。

美國陸軍已經使用元宇宙進行合成訓練，他們試圖建立陸軍的“合成訓練環境”——一個虛擬訓練環境，用于補充實時訓練，模擬從城市到山區的戰斗場景，以滿足從排到更高級別的陸軍編隊士兵進行各類地形戰斗場景的訓練。

根據美國陸軍網站的說法，“合成訓練環境”將“實時、虛擬和建設性的訓練環境整合到一個單一的合成訓練環境中，并將在有需要的地方向地面、運載和空中平臺以及指揮所提供訓練功能”。根據這個定義，這項技術可以被視為一種元宇宙，因為它是一個連接其他人的虛擬世界。

如果擁有一個持久的數字角色（元宇宙化身）是有意義的——比如說它與士兵真實世界的身體特征相匹配，這樣在所有不同的模擬和訓練工具中，士兵的表現將無限接近于他們的真實水平，這肯定是正確且更有意義的虛擬作戰訓練。

總之，由于元宇宙功能強大和國際軍事競爭愈加激烈，所以美軍肯定會繼續加強軍事元宇宙的研究、建設與應用，以進一步增強對將士進行虛擬軍事訓練的質量，進而提高他們在實際戰斗中的作戰能力。

（作者：胡樂樂，系西安電子科技大學副教授，中國民營科技實業家協會元宇宙工作委員會專家）