MR助力航天發射訓練，促進軍民科技深度融合

近年來，科學技術的迅猛發展引起了經濟、社會、軍事等領域的深刻變革。虛擬現實技術（VR，Virtual Reality）、混合現實技術（MR，Mixed Reality）是當今世界前沿科技手段之一，國外發達國家一直將其列為國防高科技重點發展的關鍵技術，視其為信息時代提高作戰效能和加強軍隊質量建設的有效途徑，並為軍事訓練、作戰指揮和戰法研究等方面的革命性突破提供有力保障。

圖 | 系統操作示意圖

中國運載火箭技術研究院旗下北京航天自動控制研究所，在其所內軍民融合基金支持下，研發了以航天裝備發射訓練流程與操作為背景，基於混合現實技術的航天裝備發射訓練系統（VRTS）。VRTS以航天裝備發射過程中的各崗位協同訓練作為核心內容，對操控台、駕駛台等操控核心對象，以及車輛、地形等周圍環境進行逼真模擬，增進受訓人員的臨場代入感。訓練過程強調源於現實、高於現實、虛實結合，增加在真實場景中訓練時不具備的步驟提示、語音提示、VR輔助信息面板等環節，全方位輔助在崗人員學習、訓練、考核。系統既能實現單人學習訓練，又能支持不小於10人規模的航天裝備系統級的協同發射任務訓練，教練端可動態調整訓練任務控制訓練流程。

圖 | 系統部署示意圖

該系統為國內首例高精度MR混合現實訓練系統，系統結合模式識別技術，在虛擬作戰畫面中實時融合了真實的手部圖像及其定位，用戶在VR/MR頭盔中觀察到手部操作虛擬設備的同時，可同步觸摸到真實世界中的半實物操作台，實現虛實結合的精密匹配，匹配精度達到鍵盤級（厘米級）。系統由北京航天自動控制研究所與禹步信息科技有限公司合作研製開發，據悉雙方此前就VR/MR技術在航天領域的應用已經進行了多輪技術探索與攻關。北京航天自動控制研究所王成博士表示，此項技術允許受訓人員直接採用雙手操作，無需操作手柄或者複雜的手部標記點，既提升了交互的自然性，又避免了原有VR訓練系統中觸覺反饋不真實的問題，極大地降低了受訓人員訓練的准入門檻。該系統雖然目前處於原型階段，但有望在陸、海、空、天等多種場景訓練中大範圍推廣應用。

圖 | 虛實混合的精確手勢操作示意圖

當前，隨著科學技術不斷發展，多學科交叉群集、多領域技術融合集成的特徵日益凸顯。國防和科技從來就是密不可分的，國防需求是科技進步的重要推動力，科技發展則必然醞釀和促進軍事上的變革。通過軍民深度融合發展培育「聚合點」，吸納整合國家優質科研資源，通過MR混合現實訓練系統建設與使用推進混合現實技術在裝備訓練領域的應用，豐富作戰部隊日常訓練手段，提升綜合保障方面的能力，最大限度地把創新成果轉化為國防戰鬥力和社會生產力。新時期國防科技的發展將更加依賴於這一技術，同時必將對MR技術提出日趨更高的要求。

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