王岐朋等

2019年，一名美軍士兵在弗吉尼亞州貝爾沃堡的一次演習中測試早期型集成視覺增強系統(tǒng)

世界熱點地區(qū)戰(zhàn)事不斷，即使是裝備不斷更新的今天，夜戰(zhàn)是各國無法回避的現(xiàn)實問題，擁有夜視器材的一方具有單向不對稱的作戰(zhàn)優(yōu)勢。夜視器材的發(fā)展受到世界各軍事大國的高度重視，經(jīng)過多年的迭代研制，其在實用性、易用性、尺寸體積、功耗和成本等方面的成熟度越來越高。

目前，世界各軍事大國推出的單兵夜視儀型號齊全、形式多樣、技術成熟，幾乎覆蓋了各層級的作戰(zhàn)需求。同時，也不難發(fā)現(xiàn)現(xiàn)階段的單兵夜視儀功能比較單一，主要功能都以偵察、發(fā)現(xiàn)目標為主。

高端的雙光融合型單兵夜視儀（雙光融合型單兵夜視儀具有“微光＋熱像”雙通道）增加了紅外熱像模組，提升了發(fā)現(xiàn)偽裝、隱蔽目標的能力。即便如此，目前的夜視儀產(chǎn)品也僅解決了單兵夜視裝備核心功能“觀通”中的“觀”，即僅滿足了觀察、觀看功能，而對數(shù)字化、信息化的未來單兵夜視系統(tǒng)中重點強調(diào)的“通”，即通信、共享功能未提及和達成。美軍的夜視儀產(chǎn)品也未很好地解決產(chǎn)品機構復雜、操作流程繁瑣、長時間佩戴舒適性不佳、無法實現(xiàn)通視，影響據(jù)槍射擊等單兵夜視裝備需要解決的各種實用性問題。

隨著新型夜間成像探測技術（CCD、CMOS、EBCCD、EMCCD等）、非制冷紅外熱成像技術、新型顯示技術（LCOS、光波導、自由曲面透鏡等）、圖像處理技術的發(fā)展，夜視眼鏡也由單一的微光向微光與紅外的融合、由傳統(tǒng)的直視向視頻成像傳輸方向發(fā)展，尤其是以VR、AR、MR為代表的穿戴式顯示裝置在民用領域得到迅速發(fā)展，也受到各國軍方的高度關注。

美軍未來單兵系統(tǒng)的核心之一：集成視覺增強系統(tǒng)

2021年4月，美國陸軍和微軟公司簽訂價值218.8億美元的合同，在10年內(nèi)向美國陸軍提供約120000套集成視覺增強系統(tǒng)——IVAS。

IVAS主要由抬頭顯示器、集成的傳感器模塊、單兵背負式計算機及穿戴式電池組成。其具有夜視功能，僅一個抬頭顯示器，就有指南針、數(shù)字3D地圖、測距、敵我雙方士兵位置信息等功能。IVAS甚至還有人臉識別功能、十字分劃自動瞄準功能、自動翻譯語言功能等，大幅度提升了士兵的單兵作戰(zhàn)能力。

此前，美國率先開展穿戴式顯示裝置的軍事應用探索，并提出下一代夜視眼鏡的發(fā)展計劃和目標。美國下一代夜視眼鏡的發(fā)展目標為通過無線傳輸技術、圖像識別融合技術，將夜視槍用瞄準鏡和夜視眼鏡有機融合，以實現(xiàn)夜間機動式快速瞄準射擊，解決夜間機動大視場觀察與遠距離搜索目標快速轉(zhuǎn)換的問題，同時還必須具有隱蔽觀察、拐角射擊等功能。

2020年8月14日，美軍第3步兵師的士兵在弗吉尼亞州貝爾沃堡進行訓練時，佩戴早期型集成視覺增強系統(tǒng)

除了擁有夜視功能，IVAS還具有熱成像功能，可以讓士兵在夜間或透過煙霧、灰塵和其他遮蓋物對目標進行觀察。也可以通過安裝在步槍，卡賓槍或機槍上的光學器件給IVAS輸送視頻信號，從而使戰(zhàn)斗人員可以窺視角落或觀察其他難以到達的區(qū)域，無需將自己暴露在外部，就可以對敵方進行偵察和打擊。此外，IVAS還能以同樣的方式接收來自其他有人或無人平臺的傳感器信號，包括安裝在有人或無人機上的攝像機。單兵自行部署的微型無人機，以及地面車輛等平臺，都可以在第一時間將畫面?zhèn)鬏數(shù)筋^戴顯示器上。

IVAS將是軍事史上專門用于近距離作戰(zhàn)的班組級士兵的最先進技術產(chǎn)品。美國陸軍未來司令部士兵殺傷性跨職能小組（CFT）、士兵項目執(zhí)行辦公室和微軟公司正在共同研發(fā)、改進這種新型MR作訓裝備。

在許多軍事類的科幻電影或游戲中，可以看到配備高科技裝備的“未來步兵”的身影。這些未來步兵往往外著絢麗的外骨骼，手持高科技武器，頭戴單兵戰(zhàn)術眼鏡。戰(zhàn)場信息經(jīng)過系統(tǒng)整合，被投射在這些未來步兵頭盔的抬頭顯示器上，讓士兵掌握了完整的戰(zhàn)場信息。

盡管各軍事強國早在十幾年前就開始試驗此類裝備，但都未取得良好的成效。而如今，美軍正在通過IVAS快速接近這一目標。

IVAS于2018年開始研發(fā)，近期開始交付美軍使用。美國陸軍未來司令部士兵殺傷性跨職能小組的公開資料顯示，IVAS的研發(fā)是受到《2018年美國國防戰(zhàn)略規(guī)劃》的啟發(fā)，旨在保持美軍在近距離戰(zhàn)斗中的傳統(tǒng)優(yōu)勢。美國陸軍稱，IVAS將現(xiàn)有的高分辨率傳感器集成到統(tǒng)一的頭戴顯示裝置中，以提供先進的態(tài)勢感知能力，從而戰(zhàn)勝當前和未來的對手。美國國防部也表示，希望讓士兵利用此系統(tǒng)用于訓練、演習和作戰(zhàn)，從而提高士兵的戰(zhàn)場感知能力與決策能力。

2020年10月，美軍第82空降師的士兵在弗吉尼亞州皮克特堡訓練期間，使用改進后的新型集成視覺增強系統(tǒng)

IVAS與戰(zhàn)斗機飛行員的抬頭顯示器HUD（HeadUpDisplay）的原理非常相似，可以將關鍵信息投射到士兵視野中。擁有IVAS的士兵能夠看到小分隊內(nèi)其他人的位置、戰(zhàn)場上的敵方陣地和其他戰(zhàn)場數(shù)據(jù)，還能夠從附近的夜視設備接收戰(zhàn)場信息。士兵可以通過安裝在車體上的攝像頭“看穿”他們乘坐的車輛側(cè)壁，或查看戰(zhàn)場上空飛行的無人機信息。

IVAS極大提高模擬訓練效果

美國《陸軍時報》最早在2019年4月采訪了弗吉尼亞州皮克特堡裝備IVAS的士兵和海軍陸戰(zhàn)隊員。當時，士兵們在野外環(huán)境中進行小型團隊演習，并進行室內(nèi)實彈射擊。在第一輪測試中包括戰(zhàn)術射擊、導航和信息共享，還包括使用IVAS監(jiān)控士兵射擊過程中的表現(xiàn)。在第二輪測試中，一個班級規(guī)模的部隊夜間在皮克特堡的森林和訓練村莊執(zhí)行了完整的任務，其中包括使用IVAS的地圖軟件進行任務規(guī)劃。

2020年發(fā)布的一份報告宣稱，美國軍方已經(jīng)多次在訓練中使用IVAS進行模擬訓練。例如，在一個軍事訓練設施中，士兵穿過房間并清除他們的虛擬敵人，裝備IVAS的士兵們練習清理6個房間，在這些房間預先布置了虛擬目標模型，士兵們使用步槍及步槍上安裝的跟蹤器，指揮部則可以準確地看到士兵們進入房間時在干什么。演習結束后，士兵們聚集在一張圓形的黑色桌子旁，觀看他們在IVAS上的表現(xiàn)報告。IVAS可以再次重現(xiàn)整個行動，向士兵們展示每人的虛擬化身，指揮官和士兵們可以分析所有的機動動作，射擊的每一次擊中和失誤。

時任美國陸軍副部長的瑞安·麥卡錫曾表示：“這不僅僅是用于戰(zhàn)斗，我們可以收集訓練中士兵的各項數(shù)據(jù)（體溫、心率等），并提高他們的射擊精度?！?/p>

目前，首批交付的5000套IVAS已由美國陸軍開始陸續(xù)接收。這批設備尚未確定列裝作戰(zhàn)單位。未來，IVAS將用于駐軍、野戰(zhàn)訓練和戰(zhàn)斗部署。據(jù)悉，第82空降師、第75游騎兵團和第101空降師等軍事單位由于其獨特的作戰(zhàn)任務需要，可能會優(yōu)先獲得該裝備。

IVAS極大提高運兵途中的態(tài)勢感知能力

為了解決運兵途中士兵態(tài)勢感知能力缺失的問題，美國陸軍于2022年開始，將IVAS列為近期重點發(fā)展的高優(yōu)先級項目。

當一名佩戴IVAS的士兵進入“斯特賴克”（Stryker）裝甲車時，可以實時查看作戰(zhàn)區(qū)域內(nèi)的態(tài)勢。IVAS配有特定的接口，在車上可以啟動并給電池充電。研究團隊還在“斯特賴克”裝甲車上集成了無線電設備，因此裝甲車上的士兵能夠在聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下使用IVAS的所有功能。研究團隊將戰(zhàn)車上目前配備的前方駕駛員視覺增強系統(tǒng)、指揮員獨立觀察系統(tǒng)等數(shù)據(jù)傳送至IVAS，從而實現(xiàn)實時查看功能。

過去，乘坐“斯特賴克”裝甲車的士兵只能通過一幅中控畫面，切換駕駛員、炮手或車長傳感器的屏幕、詢問車組乘員周圍的狀況，或者通過乘員艙的潛望鏡了解狀況。但在IVAS的幫助下，士兵們可以在行進途中獲取地圖、任務和進行情報更新。在到達目的地后，士兵們能夠在車內(nèi)看到裝甲車周圍的情況，從而選擇從不會遭受直接火力攻擊的一側(cè)下車并立即開展行動。

配備IVAS后，士兵無需將自身暴露于危險之中，能夠在車輛的安全防護下清楚地“看見”周邊大片區(qū)域的情況，并且可以通過“黑蜂”等微型無人機來極大減小士兵和車輛的物理限制。微型無人機能夠?qū)?shù)據(jù)傳送到IVAS的頭戴顯示器中，使士兵們具備超越其肉眼及戰(zhàn)車平臺的可視范圍。

列裝之路困難重重

2019年，微軟公司與美國陸軍達成初步合作協(xié)議時，公司的部分員工就展開了強烈的抗議活動，稱軍事版IVAS將用于“幫助人們殺人”。員工們向微軟公司高管發(fā)送一封公開信，要求取消合同?！耙鈭D傷害不是對我們技術的可接受的使用”，心懷不滿的微軟公司員工說，IVAS會將軍事戰(zhàn)斗變成“模擬視頻游戲”。但是，微軟公司總裁布拉德·史密斯（BradSmith）依舊支持與軍方的合同，他說：“保衛(wèi)我們國家的人需要并且應該得到我們的支持”，這一行為遭到了眾多微軟公司員工的強烈反對。

此外，根據(jù)微軟公司與美國陸軍簽署的協(xié)議，公司將以218.8億美元的價格在10年內(nèi)向美國陸軍提供約120000套IVAS。這一訂單數(shù)量過于龐大，受到美國國會的質(zhì)疑，認為這一數(shù)量遠超出軍隊的需求。

美國參議院軍事委員會同樣提出了類似的擔憂，因為在測試中，士兵們多次反饋意見：“并非軍隊中的所有人員都應配備IVAS，而是僅僅為特定士兵配備。”所以，美國參議院軍事委員會認為不應該過于激進，美國陸軍應該采取一種混搭措施，不能放棄現(xiàn)有的夜視儀采購計劃，而是為士兵分別提供IVAS、ENVG-B，使用兩種系統(tǒng)同時裝備士兵。

一些啟示

IVAS的研發(fā)與具體應用是一個成熟的體系性行動。從設想提出到方案確定，從試驗反饋到功能實現(xiàn)，美國陸軍與微軟公司緊密合作，各負其責。尤其是在試驗論證階段，微軟公司技術人員走到美國陸軍士兵身邊，在高度的戰(zhàn)場擬真環(huán)境中探尋IVAS的最佳作戰(zhàn)效能。此外，IVAS作為一種新興體系化裝備，預示著未來的觀瞄裝備將持續(xù)向小型化、智能化方向發(fā)展。

編輯/曾振宇

2022年8月24日，美軍士兵佩戴新型的集成視覺增強系統(tǒng)，準備在華盛頓州劉易斯-麥科德聯(lián)合基地進行城市突襲演習