Від авіасимуляторів до рекрутингу. Як AR/VR використовують у підготовці військових

Про AR та VR часто можна прочитати в контексті ігор, метавсесвіту або довгоочікуваної гарнітури від Apple. Насправді ж ці технології отримали широке використання в низці галузей — від будівництва та медицини до військової справи. Про останню й поговоримо. VR/AR уже активно використовують для підготовки військових (включно з пілотами) та створення озброєння. Журналістка Vector зібрала конкретні кейси такого їхнього застосування.

Як усе починалося

Як не дивно, але перші VR-рішення для військових з’явилися ще до того, як придумали термін «віртуальна реальність». Останній виник у 1987 році. Саме тоді його впровадив американський учений Джарон Ланьє.

Ще у 1961 році інженери американського виробника електроніки Philco створили попередника шолома віртуальної реальності під назвою Headsight.

Розробка мала відеоекран для кожного ока та систему для відстеження руху. Від початку мета Headsight полягала в тому, щоб допомогти військовим на відстані спостерігати за небезпечними ситуаціями. 

У тих же 1960-их інженер Томас Фернесс (пізніше отримав прізвисько «дідусь віртуальної реальності») служив у Військово-повітряних силах США (ВПС). Тоді він працював над візуальними дисплеями та приладами в кабінах літаків. Далі Фернесс покинув службу та перемкнувся на віртуальну реальність. Він вирішив використати її, щоб допомагати пілотам винищувачів справлятися зі зростанням технологічної складності цих літаків. 

1982-го Фернесс представив симулятор польоту VCASS (Visually Coupled Airborne Systems Simulator). Він був призначений для підготовки пілотів Військово-повітряних сил. З 1986 по 1989 рік Фернесс керував програмою ВПС Super Cockpit — інтерактивного тренажера для пілотів у режимі реального часу. 

Це лише кілька історичних прикладів використання віртуальної реальності у військових цілях. Перед тим, як перейти до сучасних рішень у цій сфері, коротко зупинимося на визначенні термінів:

• Віртуальна реальність або VR (virtual reality) — технологія, яка допомагає користувачам зануритися в інтерактивне віртуальне середовище, яке імітує реальний світ. VR дозволяє взаємодіяти з об’єктами та персонажами в ньому, чути звуки, отримувати сенсорні відчуття тощо.
• Доповнена реальність або AR (augmented reality) — технологія, яка дозволяє накладати віртуальні об’єкти, інформацію або ефекти на реальний світ завдяки гаджетам (смартфонам, планшетам, дисплеям тощо).
• Змішана реальність або MR (mixed reality) — поєднує VR та AR. Сам термін ввели в 1994 році дослідники Пол Мілграм та Фуміо Кішіно. Наразі під ним розуміють середовища, у яких користувач може взаємодіяти як із реальними, так і з віртуальними об’єктами.

Розробка та виробництво

VR/AR технології стають у пригоді не лише під час розробки озброєння, а навіть космічних кораблів. Зокрема, замість створювати кожну деталь, тестувати та перероблювати, виробники можуть перенести ці процеси у віртуальну реальність. Так економлять час та гроші. Або за допомогою AR можна підвищити продуктивність роботи. 

Прикладом є, американська імерсивна лабораторія змішаної реальності CHIL (Collaborative Human Immersive Laboratory), що належить військово-промисловій компанії Lockheed Martin. У 2020 році саме в ній завдяки поєднанюю VR, AR та MR військові вивчали компоненти прототипа гіперзвукової зброї великої дальності (LRHW). Вони розглядали обладнання під різними кутами зору, на різних відстанях та навіть маніпулювали ним. Це допомагає краще зрозуміти, як зброя працює та що треба змінити чи покращити.

«Виявлення потенційних проблем на ранній стадії процесу розробки має вирішальне значення, оскільки легше й дешевше коригувати конструкцію на етапі створення концепції, ніж під час виробництва», — зазначав у 2020 році сержант армії США Майкл Вівер.

Інший кейс від Lockheed Martin — використання технології AR у виробництві. 2019-го видання EETimes розповідало, що компанія співпрацює з розробником програмного забезпечення Scope AR для створення інструкцій, які включають анімацію для збирання компонентів космічного корабля. 

За словами партнерів, співпраця дала змогу скоротити час, необхідний для інтерпретації інструкцій зі збирання, на 95%. А ще зменшити загальний час навчання на 85% та підвищити продуктивність праці на 40%.

Lockheed Martin уперше впровадила технологію AR у 2017 році у своєму космічному підрозділі. Він, зокрема, будував частково багаторазовий космічний корабель NASA Orion. 2019-го вже колишня Chief Engineer підрозділу AR/MR Lockheed Martin Шеллі Петерсон розповідала, що AR-інструменти використовуються для збирання різних компонентів Orion, включно з каркасом титанового теплозахисного екрану космічного корабля. 

Тренування особового складу

Певний час іноземні партнери відмовляли Україні в передачі літаків F-16 через відсутність підготовки у пілотів та довгий термін навчання. Подібна ситуація була і з зенітно-ракетними комплексами Patriot, танками Leopard тощо. AR/VR-технології здатні значно спростити та прискорити процес навчання в подібних випадках. Це не нова практика для армій різних країн світу.

Доповнену та віртуальну реальність використовують для вивчення обладнання, тренування польотів та розвитку умінь володіти зброєю. 

Серед переваг використання AR/VR технологій для навчання військових називають:

• зниження витрат;
• виявлення помилок у певних тактиках та маневрах;
• створення наближених до реальних бойових дій умов, які в реальному житті відтворити не вдасться;
• отримання великої кількості статистичних даних після тренувань.

У світі вистачає кейсів застосування VR/AR технології в підготовці особового складу та навіть рекрутингу військових. Серед них:

• Американські програми підготовки майбутніх пілотів ВВС Pilot Training Next (PTN) та Undergraduate Pilot Training 2.5 (UPT 2.5). Вони використовують технології VR/AR для навчання курсантів фундаментальних авіаційних навичок. У 2018 році на об’єднаній базі Сан-Антоніо-Рендольф (штат Техас) вперше провела PTN для перевірки здібностей студентів у AR просторі, який нагадує реальний політ. PTN дозволяє вчитися й самокорегуватися під час участі в реалістичних сценаріях, перш ніж курсанти сядуть у навчальний літак T-6 Texan II. У липні 2020-го представили програму UPT 2.5, яка є продовженням PTN. Основна підготовка в її рамках починається на літаку Т-6, проте потім переходить до віртуальної реальності та симуляторів.
• Заохочення до служби в армії за допомогою гарнітури Oculus Rift. Ще у 2015 році британська армія використала VR-технології в рамках рекрутингової кампанії. Технологія дала змогу потенційним новобранцям відчути смак життя в армії. Кожен охочий міг вдягнути гарнітуру і віртуально взяти участь у тренувальних навчаннях. Їм пропонували відеоролики з активностями на кшталт проїхатись на танку Challenger 2.
• IVAS (Integrated Visual Augmentation System). Це американська система для військових, яка ґрунтується на гарнітурі HoloLens 2 від Microsoft. Вона пропонує низку можливостей на полі бою — нічне бачення, радіозв’язок, наведення на ціль тощо. Крім того, технологія дає змогу тренуватися та симулювати бойові ситуації. Зокрема, мова про навчання в складних умовах, де існує безліч змінних. Наприклад, проведення операції вночі та за поганих погодних умов. Варто зазначити, що програма зазнавала критики. Минулого року ми писали, що солдати, що використовували AR-окуляри Microsoft Hololens під час польових випробувань, зіткнулися з «фізичними порушеннями, які впливають на виконання місії». Вони скаржилися головний біль, втому очей та нудоту. Дискомфорт виник менш ніж через три години використання окулярів. Попри це на початку травня 2023-го стало відомо, що США все ж готує її повномасштабну інтеграцію. Повне виробництво системи може розпочатися влітку 2025 року.

Є приклади використання віртуальної реальності і в Україні:

• VR-тренажер для відпрацювання навичок знищення повітряних цілей. Львівська ОВА та Львівський IT-Кластер на початку березня 2023 року передали його Силам протиповітряної оборони «Захід». Тренажер дозволяє фахівцям тренуватися в умовах, наближених до реальних, та ефективніше готуватися до виконання завдань. Військові вчаться збивати російські крилаті ракети, літаки, безпілотники.
• Імерсивні мультимедійні платформи української компанії Strata 22. Їхні системи використовують у навчанні піхота, артилеристи та танкісти. У жовтні 2022-го Software-інженер Strata-22 Дмитро Супонев пояснював DOU, як працюють стрілкові симуляційні системи. Для цього розгортають комплекс з проєкційними екранами. Далі військовий вчиться використовувати зброю за допомогою масогабаритного макету Масогабаритний макет Копія пристрою, що відповідає оригіналу за розміром і масою. . При цьому Супонев розповів, що Strata 22 застосовує VR-окуляри для навчання операторів ПЗРК Stinger.

Це лише два кейси. Ймовірно, ми дізнаємось більше про них та інше використання після нашої перемоги. 

Замість висновків

Звичайно, перелічити всі кейси застосування AR/VR у військовій сфері проблематично. З одного боку, серед публічної інформації їх можна знайти досить багато, з іншого — часто не зрозуміло, на якому етапі програма або чи вдалося її в повній в мірі впровадити в життя. Також значна частина інформації не публічна та рідко потрапляє в медіа.

Наведені вище кейси ілюструють, як VR/AR/MR уже впливають на розробку зброї та підготовку військових. Їх використання надасть перевагу країнам та воєнно-промисловим компаніям, які зможуть найкраще адаптувати ці технології до своїх потреб. До того ж VR/AR/MR-кейси в армії сприятимуть розвитку їхнього застосування в інших сферах. Зокрема тому, що стануть прикладами використання технології, в екстремальних умовах.