Rozšířená a virtuální realita ve vojenské praxi

Rozšířená realita AR (augmented reality) je technologie využívající reálný obraz (např. záběr kamery mobilního telefonu) společně s digitálně přidanými prvky, které „rozšiřují“ reálný obraz a poskytují uživatelům větší rozsah informací o scéně.

Naproti tomu virtuální realita VR (virtual reality) nevyužívá reálný obraz a „reálný svět“ a celý obraz, který zařízení pracující s VR poskytuje, je uměle vytvořen. Dnes se s prvky VR můžeme setkat ve výrobě, různých službách nebo v herních konzolích.

Třetím „druhem reality“ je tzv. smíšená realita MR (mixed reality). Ta kombinuje prvky AR a VR s reálným obrazem. Smíšenou realitu si lze představit jako obraz, na kterém můžeme vidět reálné objekty nebo osoby společně s digitálními objekty a můžeme s těmito objekty pracovat.

Tyto technologie umožňují zvýšit povědomí o situaci na bojišti, bojové scéně, snížit zátěž vojáků a pomoci jim se orientovat na dnešním a budoucím propojeném bojišti, které lze ovládnout jen díky nadvládě v informacích a vysoké rychlosti rozhodování. V tomto článku si představíme rozšířenou realitu v přilbě letounu F-35, taktickou rozšířenou realitu TAR (Tactical Augumented Reality), smíšenou realitu pro výcvik STE (Synthetic Training Environment) a HUD 3.0 (IVAS).

Přilba pilota F-35

AR v letounu F-35

Jedním z nejpokročilejších vojenských AR systémů je přilba pilota letounu F-35. Tato moderní přilba byla projektována tak, aby zapadla do celkové koncepce letounu F-35. Jedná se o ucelený systém – přilba, 3D skenovací zařízení, sluchátka s aktivním potlačením vnějšího hluku, noční vidění, počítač a projektor. Celé zařízení váží díky použití uhlíkových vláken a kevlaru pouze přibližně 2 kg, nicméně probíhají práce na snižování hmotnosti.  

Pilot může pomocí přilby vidět „skrz“ letoun, jelikož právě na hledí přilby se promítají záběry ze šesti kamer systému DAS (Distributed Aperture System) rozmístěných v různých částech F-35. Tento systém sbírá data a promítá je na pilotovo hledí tak, aby pilot nemusel otáčet hlavu a hledat cíle. DAS poskytuje informace o vzdálenosti, rychlosti a chování cílů a samozřejmě data o poloze vlastních letounů. Pokud se pilot chce zaměřit na určitý cíl (vzdušný nebo pozemní) nebo ho zničit, stačí se podívat jeho směrem a zvolit, co má letoun udělat. Letoun také sám navrhne, jaké zbraně je vhodné použít k likvidaci cíle.

Vzhledem k možnosti propojení s dalšími F-35 je letoun schopen přijímat data od dalších F-35 a v podstatě tak pilotovi poskytovat informace o cílech, které pilot fyzicky nevidí, ale může je případně napadnout svými zbraněmi.

TAR

TAR

TAR je jedním z demonstračních programů americké armády na poli AR. TAR se principiálně podobá přilbě v letounu F-35. Jde o zařízení podobné brýlím nočního vidění, které je připevněno k helmě. Systém umožňuje operovat jak ve dne, tak v noci. Nahrazuje několik zařízení a umožňuje vojákům se soustředit na boj, zatímco všechny důležité informace (poloha vlastních i nepřátelských jednotek, vzdálenost k cíli, na který voják míří apod.) jsou promítány přímo před oči vojáka.

Tyto „brýle“ mají také funkci rozdělení obrazovky, což vojákovi umožnuje vidět prostor, kam míří jeho oči a současně vidět prostor, kam míří jeho zbraň (na zbrani je umístěna část systému). Voják má možnost přiblížit si cíl, promítnout si záběry z infračervené kamery a podobně. Součástí „brýlí“ je „tablet“ umístěný na předloktí. Stejně jako letoun F-35 dokáže voják vybavený TAR sdílet data s ostatními stejně vybavenými vojáky.

STE

STE

STE je určen pro výcvik příslušníků americké armády, který využívá technologii MR. Díky této technologii mohou velitelé vést výcvik tak, aby se co nejvíce přiblížil reálnému nasazení. STE se v zásadě podobá počítačovým hrám. Umožní propojit reálné vojáky přímo ve výcvikovém prostoru, virtuální vojáky a reálné vojáky, kteří se k výcviku připojí vzdáleně. Takový výcvik je oproti výcviku s reálnou technikou mimo jiné výrazně levnější a časově dostupnější.

Součástí STE je One World Terrain, který dokáže vytvořit virtuální, ale přitom vysoce realistické mapy celého světa. Cílem je umožnit vojákům virtuální přesun na kterékoliv místo na světě a na tomto místě provádět výcvik a plánovat reálné operace. Maria Gervais, šéfka projektu STE, uvedla, že systém prošel nasazením v Afghánistánu. Tam byl využit k virtuálnímu výcviku přímo v oblasti budoucího nasazení. Vojáci STE využili také k důkladnému přezkoumání předsunuté základny, díky čemuž mohli zjistit její slabiny a případně je odstranit.  

HUD 3.0 / IVAS; větší foto / US Army

Od HUD 1.0 k HUD 3.0 / IVAS

Již operačně zavedené HUD 1.0 jsou vlastně vylepšené brýle nočního vidění ENVG-B (Enhanced Night Vision Goggles – Binocular). Systém je schopen promítat taktická data a informace o poloze nepřítele apod. HUD 1.0 také zobrazuje zaměřovač zbraně a voják tak může vidět místo dopadu střely. To lze také využít v případě, kdy voják potřebuje střílet za roh, aniž by musel vystavovat své tělo. Další generace, IVAS (Integrated Visual Augmentation System; dříve označován jako HUD 3.0), umožňuje kromě zobrazování dat také pokročilý výcvik, který může zahrnovat čistě digitální terén a virtuálního protivníka.

Z toho vyplývá, že v budoucnu nebude potřeba využívat reálné OPFOR (opposing force), což znovu sníží finanční náročnost výcviku. Do budoucna je důležité, aby systém umožňoval výběr dat, které chce uživatel skrz „brýle“ vidět, jelikož je rozdíl mezi tím, co potřebuje vidět velitel jednotky a její řadový člen.

Výběrové řízení na dodávku brýlí IVAS vyhrála společnost Microsoft. Kontrakt má hodnotu skoro půl miliardy dolarů a v první vlně má být k testování dodáno 2550 ks brýlí. Microsoft počítá s výrobou překračující 100 000 ks. 

Technologie AR, VR a MR můžou již dnes přispět k pokročilému výcviku a v případě bojového nasazení k rychlejšímu rozhodování a případnému omezení vedlejších ztrát. Je jasné, že všechny zmíněné technologie využívají algoritmy umělé inteligence. Je otázkou, jak tyto systémy, které jsou určeny pro jednotky na taktickém stupni, budou zakomponovány do projektů jako je Advanced Battle Management System nebo Project Convergence. Dalším možným budoucím využitím virtuální a rozšířené reality je promítání záběrů a dat ze satelitů nebo bezpilotních prostředků.

Zdroje: Breaking Defense, Carbon Fiber Gear, DefenseNews, Forbes, Institute for Creative Technologies, Jasoren, The Franklin Institute, US Army, Wired