美《国家利益》（TNI）杂志近日刊文称，“元宇宙”（Metaverse）概念炙手可热，除了受到硅谷科技巨头乃至华尔基投资者的追捧外，越来越多的防务公司也盯上了这一领域。而军方对于元宇宙的布局，比人们想象的要早得多。早在“Metaverse”这个词出现之前，五角大楼就已经开始尝试虚拟世界联网的概念。1978年，美国空军上尉Jack Thorpe发表了一篇论文，里面描述了用于分布式任务规划的联网模拟器网络。40多年过去了，有关虚拟世界的概念已远超联网模拟器，以元宇宙为代表的概念所囊括的关键技术也愈加丰富——VR、AR、头戴式显示器、3D模型以及人工智能所构建的虚拟环境，这些都能在军用领域中找到应用案例。美国飞行员已经在使用增强现实眼镜（如MicrosoftHoloLens）开展空战、加油、编队和机动等技能训练。
元宇宙是什么？
“元宇宙”这个概念最早出自上世纪90年代出版的一部美国人写的科幻小说《雪崩》（Snow Crash），作家Neal Stephenson这样定义元宇宙：“元宇宙是指一个脱胎于现实世界，又与现实世界平行、相互影响，并且始终在线的虚拟世界。”后来，维基百科给了一个似乎更全面的概念：元宇宙是一个聚焦于社交连接的3D虚拟世界之网络。人们所广泛讨论的元宇宙，主要是指一个持久化和去中心化的在线三维虚拟环境。这种虚拟环境可以通过虚拟现实眼镜、扩增实境眼镜、手机、个人电脑和电子游戏机等进入人造的虚拟世界。
清华大学发布的《元宇宙白皮书》对元宇宙定义为：“元宇宙是整合多种新技术而产生的新型虚实相融的互联网应用和社会生态，它基于扩展现实技术提供沉浸式体验，基于数字孪生技术生产现实世界的镜像，基于区块链技术搭建经济体系，将虚拟世界与现实世界在经济系统、社交体系、身份系统上密切融合，并且允许每个用户进行内容生产和世界编辑。”
美国作家的“元宇宙”概念经过30年的发酵，在2021年随着Roblox上市、Facebook更名Meta等事件走上舆论的风口浪尖。2021年3月，Roblox作为“元宇宙第一股”成功上市，而腾讯早在2020年初就参投了Roblox 1.5亿美元的G轮融资，并成为了Roblox中国区产品发行的独家代理，还在软件方面注册了QQ元宇宙商标。2021年10月28日，在名为Facebook Connect的年度大会上，Facebook宣布，公司名将更改为“Meta”，这是元宇宙MetaVerse的前缀。因此，2021年被称为“元宇宙元年”。
在2022年4月27日的电话会议上，Facebook/Meta明确表示，元宇宙在很大程度上只是一种公关工具。Meta首席执行官扎克伯格在谈到元宇宙采用的时间表时说，“我预计这将发生在这个十年的晚些时候…… 这是为2030年代的成功打下基础，届时将成为更加稳固的主要计算平台。”Facebook/Meta扎克伯格
近日，扎克伯格正式组建了一个产品咨询委员会，旨在为该公司的人工智能和技术工作提供战略性指导。在今年4月24日举行的Meta财报电话会议上，扎克伯格一开场就提及了AI和元宇宙的重要性。表示Meta计划增加50亿美元的投资，以推动面向消费者、开发者、企业和硬件制造商的AI产品创新。
元宇宙关键技术
元宇宙设想的蓝图总结了六大关键支撑技术，分别为：区块链（Blockchain：NFT、DID、DAO等去中心化应用基础）、交互技术（Interactive：XR、脑机接口等接入交互基础）、游戏技术（Game：包括游戏引擎、虚拟人技术、虚拟世界建设平台基础）、AI（虚拟人驱动、用户创造内容辅助工具）、网络技术（Network：5G、Wi-Fi6等网络接入基础）、物联网技术（IoT：数字孪生、虚实融合基础），可概括为BIGANT。
元宇宙对端到端的客户体验和服务等级保证有着极高的要求，分布式、热点式是元宇宙发展的全新路径，以“超级云网”为特征的数智化算力网络是元宇宙的四梁八柱。其中，5G专网、5G行业应用、5G消息、超级上行、MEC（移动边缘计算）、UPF、毫米波、5G广播等，为元宇宙的建设和运营提供了强有力支撑。
美军成为元宇宙军事应用的“风向标”
目前，“元宇宙”在军事领域的首要用途，是作为模拟训练的“赋能器”。在全球军事领域，美军最早用虚拟仿真开展军事训练。数十年来，美军一直力图打造一个完全模拟现实场景、沉浸式、无缝整合的“虚拟战场系统”。作为新兴技术的集大成者，“元宇宙”在美国军事领域的应用场景日趋丰富、应用范围不断扩大。
上尉Jack开启元宇宙应用之门。早在上世纪80年代，美军就出现了笨拙的早期元宇宙。1978年，美空军上尉杰克·索普在自己的论文中提出了军事模拟器网络的构想，希望建立一个分布式或网络化的军事建模系统提升训练效能。几年后，DARPA接手了这个被称为“虚拟战场网络模拟器”（SIMNET）的项目，并移交美国陆军进行深度开发。该项目利用计算机生成虚拟战场，通过模拟双方交战的情形来进行军事推演，总结成败和问题，以此方式代替实地演习，一定程度上节约了成本，减少了意外伤亡，也提高了训练的效果。虽然SIMNET模拟器作为最早的版本属于较低级的战场仿真，但却开辟了分布式/网络化建模仿真的先河。到了20世纪80年代末，该项目达到了顶峰，最终落地形成了200多个遍布美国、横跨欧洲，基于局域网和广域网的仿真互联坦克和飞机模拟器，用于开展大规模演训活动。而当时开发的分布式交互式模拟（DIS）协议，至今仍在使用，并且可以通过更先进的高级体系结构链接不同的军事模拟，以提供更丰富的集体训练或任务准备体验。可以说，SIMNET模拟器项目直接或间接推动了当前元宇宙的诸多关键技术的发展。
美国陆军青睐虚拟训练。元宇宙为现实和沉浸式训练模拟提供了一个平台，使士兵能够在安全、可控的环境中体验战斗场景。美国陆军开发的综合训练环境（Synthetic Training Environment，STE），结合了虚拟现实（VR）、增强现实（AR）和人工智能（AI）来创建一个跨陆、海、空、天和赛博空间的一体化训练系统，可将现实、虚拟、设施性和游戏性的环境融合到一个训练环境中，包含“一个世界”地形系统、训练仿真软件、训练管理工具和虚拟集体训练设备。STE可以让士兵在真正踏入战场之前练习数十次乃至数百次的战斗场景模拟。根据美国陆军网站的说法，STE将“实时、虚拟和建设性的训练环境整合到一个单一的综合训练环境中，并在有需要的地方向地面、运载和空中平台以及指挥所提供训练功能”。根据这个定义，这项技术可以被视为一种元宇宙，因为它是一个连接其他人的虚拟世界。
军事模拟软件开发商Bohemia Interactive Simulations的首席商务官Pete Morrison表示，“作为美国陆军STE合同的一部分，我们正在开发一个由云计算驱动的大型多人训练模拟环境，并且利用了地球的通用地形。这将能帮助陆军在虚拟地球的任何位置进行复杂的虚拟训练。STE将利用云技术在任何需要的地方提供训练，从而确保为一系列不同的模拟系统提供通用且高保真的全地形表示。
尽管无法完全取代实战，但STE能够支持士兵在需要时能够随时随地地进行训练。这意味着它可以部署于装备精良的战斗训练中心，甚至是在外驻扎期间。它同时可以针对各种不同的训练场景进行调整：不仅可以选择不同的敌人，而且能够模拟一系列的战斗情景。通过在训练期间实时采集数据点，军队可以在问题出现之前予以发现确认（并将其扼杀在萌芽状态）。
美国陆军未来司令部STE跨职能团队首席技术官Michael Enloe表示，“STE系统将成为美军保持优势的关键因素。该系统能够为士兵提供在数字合成地球模型中合作进行训练和任务规划的能力，而世界上大部分国家仍在过时的2D纸质地图上进行训练和规划。”除了提升训练能力，STE系统还能用于工具开发，以提高作战单位的远征能力，实现从虚拟世界到现实世界的跨越。如，安全部队援助旅（SFAB）STE Lite套件就是基于STE系统开发的一种工具。该套件支持对数字地形和虚拟作战空间进行SFAB分析，旨在提高该旅为友军优化作战流程的能力。美军第1安全部队援助旅第5营指挥官布赖恩·鲁尼中校表示，“虚拟作战空间软件对军队来说是一个改变游戏规则的关键因素，部队可以在进入战场前进行模拟作战以降低风险并提高生存能力。”SFAB-STE Lite套件包括一个无人机数字地形信息收集套件、一台能够运行虚拟作战空间的顶级计算机，以及一个能为指挥官进行3D地形分析和战场模拟的虚拟现实头盔。
SFAB-STE Lite套件具有极高的潜在价值。它还能够收集地形数字信息并进行数据处理以生成2D或3D模型。生成的模型可用于地形分析，为直升机着陆区选择、区域和路线侦察构建覆盖图。美陆军第188步兵旅指挥官称，“这一能力是一个改变游戏规则的因素，也是军队战备的必要一环。实时数字地形数据可以让部队快速了解严峻的作战环境，从而完善作战行动。它是整合地形管理数据以识别关键漏洞的有效工具，对与友军一起作战和训练的部队来说十分有用。数据的转换速度非常快。”
SFAB-STE Lite套件中的虚拟作战空间软件还能够帮助作战部队进行虚拟任务规划，以实现作战功能同步。该套件可以运行仿真场景并生成趋势和视觉图像供指挥官参考，指挥官可根据系统内进行的任务分析做出更明智的决策。用户还可以添加需要的地理特征以探究责任区内的可能情况，并设置行动单位，增加空中支援飞行规划，发布火力打击任务。
利用该套件的多样化功能，部队可为特殊场景做好准备并进行模拟，模拟结束后还可对行动进行复盘，并根据需要完善作战规划。运行场景后，指挥官和参谋人员可以从场景中接收有关伤亡和弹药消耗等信息的反馈。该套件还允许用户从多个角度重播场景，让每个参训人员都能在战场范围内详细了解任务。
美国空军在“游戏”中练兵。2022年12月，在美国国家训练和仿真协会年会上，美国空军研究实验室主任Heather Pringle少将称，军事元宇宙的目标是融合数字工具和物理资产，以提升美军在未来冲突中创新和作战的能力。鉴于美国空军和太空军年龄介于18到34岁的人员中有85%自认为是游戏玩家，因此军方认为应该积极利用他们的这些技能。通过打造专用军事元宇宙，呈现精确逼真的数字孪生环境，以模拟自然环境或工业作业，让军人们在其中施展作战技能。
从时空视角上看，元宇宙可能构造出庞大无比的虚拟战争空间，重现战争环境，呈现战争进程，虚拟战争未来。近年来，元宇宙的虚拟现实和增强现实技术已经纳入美军的常规军事训练。2022年5月10日，两名美军战斗机飞行员进行了一次高空原型元宇宙实验。他们在加利福尼亚沙漠上空几千英尺的地方乘坐一对Berkut 540喷气式飞机，戴上定制的增强现实显示器，连接到一个在天空中与他们并肩飞行的虚拟加油机发光图像的电脑系统，其中一名飞行员使用虚拟加油机进行了加油操作。
自“元宇宙”概念推出以来，有关虚实融合、虚拟现实、增强现实的研究进一步推进，并衍生出多种应用场景。采用虚实融合相关技术辅助军事演练是目前的发展热点。在此基础上，美国提出了将增强现实、虚实融合技术应用于空战演练的思路。美国The Drive网站“战区”专栏早前曾报道美国两家公司完成的号称是世界上首次战斗机飞行员和AI（人工智能）虚拟战斗机之间的空战测试。这项实验由Red 6与EpiSci公司联合开展，是向美国军用战斗机飞行员提供类似培训技术的第一步，这项技术将能够让他们与虚拟对手作战，这也是增强现实技术训练的一部分。
上述两家公司项目推进的侧重点和思路有所不同，EpiSci公司将战术人工智能技术植入智能系统。所谓战术人工智能技术，在过去主要应用于地面模拟器，且主要偏向战术推演。EpiSci公司在该领域的突破主要在于将其引入驾驶舱，让飞行员沉浸式体验与“敌机”作战，这对于培养飞行员面对空战情境觉知能力大有裨益。值得关注的是，在模拟空战测试中，美军面对的“虚拟敌机”以歼20、苏-57为原型设计，暴露了美军模拟空战的假想敌指向。
Red 6公司在此过程中也投入了大量精力，该公司把机载战术增强现实系统（ATARS）应用于其中，即使是虚拟的世界，目标战机也是“真实”的，飞行员的对抗过程更是无比“真实”。依托人工智能，用户可以在平台上整合战术，从而可以做到与有威胁性的目标进行对抗，还可以借此将各种可能性提供给飞行员的训练活动。
ATARS系统的最终目的是让飞行员的感受更加真实，驾驶的战机是真实的，战争的环境趋于真实，而对手也是“真实”存在的，这样以来，感受与应对策略才会显得更加真实。想要做到这些，增强现实技术以及虚拟场景与驾驶舱外的环境的融合也无比重要。因此，在这场空战模拟测试中，美方以Berkut 560飞机作为载机，飞行员通过头盔显示器与映射于显示器内的虚拟敌机进行对抗，力求达到更加真实的模拟效果。
美国海军迫切需要元宇宙。美媒报道称，在历次战争中，美国海军陆战队都在最恶劣的条件下作战。为了更好地为日益不稳定的未来做好准备，他们正在进入元宇宙。2023年10月，美国海军陆战队平台集成中心部署了一个“设置在地球尺度虚拟环境中的实时试点”。美国海军陆战队希望进入的元宇宙是一个需要花费数十亿美元，并在模拟现实中制造“忠实孪生”的环境。
据介绍，这个试点项目涉及将美国海军陆战队平台集成中心的后勤和资产管理系统与数字孪生集成在一起。相关项目演示了美国海军陆战队如何实现增强的可视化、实时监控、模拟能力和预测分析，从而提升训练和教育，以及作战效率。简单地说，美军将元宇宙置于未来军事沙盘演练与实际战场规划之间，包括天气模拟、燃料水平测量，以及精确到米的方位。
为项目试点提供咨询服务的CGI Federal公司副总裁Victor Foulk在采访中表示，“我们专注于将现实与元宇宙更紧密地联系起来。”对于美国海军陆战队来说，这意味着拿起设备，对其进行扫描，并将其复制到具有真实力学、物理和地理位置的大型模拟环境之中。但最终将会是怎样一种形态呢？CGI Federal和美国海军陆战队都表示，团队依然在摸索之中，但类似《星球大战》的交互式地图并非不可能实现。
美国海军陆战队表示，推动应用元宇宙的动力来自于迫切的需求。随着美军将目光投向太平洋，他们对分布式规划的需求越来越重要。以太平洋的岛链为例，这里面临的规划挑战与内陆不同。“我们需要一种方法来支持当地指挥官可视化后勤物品，以及它们如何装载运输。”这个模拟环境首先在后勤方面进行测试，并将用于规划、包装和部署美军海军陆战队的物品。相关物品可以在元宇宙中转化为复制品，并提供相同的实时跟踪。
美国海军陆战队平台集成中心已经在使用无源射频识别标签来标记相关物品。之后，美国海军陆战队可以跟踪物品和与车辆及其维护状态相关的统计数据。通过这种跟踪，美国海军陆战队可以将物品的“真实复制品”上传到一个巨大的模拟环境中。籍此，千里之外的补给负责人可以实时看到船只是如何打包物品，车辆或设备如何定位，然后找到最好的方法来在战区卸货交付补给。
美国海军陆战队少校军官员普兰廷表示，“如果我能给海军陆战队员戴上VR头显，帮助他们看到船只是如何装载……我可以在世界任何地方做到这一点。我就不需要提前把海军陆战队员送到船上……找出所有物品的位置，或者看着一张张的二维装载计划。我们不需要继续这样做。我可以通过元宇宙向你展示现在的情况。”
美国海军陆战队两位后勤官介绍了他们对元宇宙的相关看法。一名军官表示，“元宇宙可以帮助你减少未知事件的风险，减少设备损坏或人员损失。否则，当他们卸载设备或在狭窄的空间移动物品时，他们的手指或脚趾可能会损伤。而一旦我失去了一名操作员，这可是一个拥有数百小时经验的持证人员，我不能简单地替换他们。”
至于元宇宙的隐忧，美国海军陆战队表示，在运送元宇宙所需的设备，恶劣的天气可能会导致设备损坏。一名海军陆战队员问道，如果把元宇宙设备带到实际战场，你如何为它提供电能，“它会像锤子一样坚固吗……还是在第三发之后崩碎？”另一个问题是数据安全和加密。对于上传美国海军陆战队资产的大量数据，这是否会带来安全风险，特别是如果它是对手的高优先级数据目标时。美国海军陆战队后勤司令部指挥数据和分析办公室自动化系统组主管Scott Prouse表示，“确实存在这个问题。但我可以告诉你，美国海军陆战队平台集成中心是一个完全认可的平台。我们遵守美国国防部规定的所有安全协议。”他进一步补充道，美国海军陆战队平台集成中心处理的数据并不是“特别敏感”。另外，“我们正在向云端迁移，这样我们就可以更加安全。”
美国太空军体验作战疆域离不开元宇宙。2022年2月10日，美国太空军技术与创新主管Lisa Costa在首届AFCEA Space Force IT Day上表示，美国太空军将创建专用军事元宇宙，以数字技术协同训战、对卫星建立数字化模型，为太空作战提供虚拟演习环境。Costa说，“元宇宙”对太空军尤其具有吸引力，是因为太空军的官兵通常要依靠太空疆域的数字再现来工作。海军要到海上学习海战，陆军要到野外练习作战技能，而太空军除非成为美国宇航局的航天员，才有机会到太空。而“太空军人员并不能亲自上太空，他们体验自身作战疆域的唯一途径就是视觉数据显示。虚拟现实环境会为他们提供态势感知，并了解自己的选项，以便做出决策。”
Space News网站2023年5月22日报道称，美太空军将采用元宇宙技术规划发射场运作，在一个融合了虚拟世界和物理世界的数字3D“元宇宙”中对其进行复制。此次演示由美太空军的航天港综合办公室资助，利用商业火箭的真实遥测数据和Maxar公司在卡纳维拉尔角的高分辨率卫星地图进行模拟发射。
除上述作战训练应用外，美军的元宇宙应用领域不断拓宽，开始向军事教育、装备采办、征兵、医疗等领域延伸。
军事教育。新冠肺炎疫情暴发伊始，美国军事教育机构就开始寻求通过战场模拟、战争游戏等虚拟方式来增强教育效果。其中，美国陆军的国家模拟中心使用增强现实技术构建多区域虚拟战斗场景，还通过打造军事元宇宙，将军人的个人信息和历史战斗记录导入虚拟战场中。元宇宙中的互动式虚拟课程可以帮助士兵轻松掌握装备维护和修理技能。如，美国海军开发了虚拟维护性能辅助工具（VMPA），采用AR技术来指导水手完成各种船舶系统的维护。美国防部在“先进分布式学习倡议”中融入“元宇宙”概念，旨在利用虚拟技术，针对士兵的能力、部署地点与时间量身定制高质量的、碎片化的学习体验，增强受训者的体验感，促进理解能力与学习的可持续性。DARPA正在研发的“目标导向支持的自动化多形态吸收”（AMIGOS）项目，旨在通过“感官赋能的任务指导”来完成学习认知能力上的突破，帮助士兵对完全不熟悉的新型武器系统进行维修保养，处理包扎之前未实际操作过的人体创伤。美军认为，“元宇宙”可以让军队中的职业教育摆脱阶段性培训的特点，成为“便携式的”受教育机会。
装备采办。“元宇宙”还被美国国防部用于改进采购流程。美国国防部采用了新的数字工程方法，特别是基于模型的系统工程方法，来帮助提高武器系统的设计研发速度。如，美国空军的新一代洲际导弹项目——“陆基战略威慑项目”就使用了基于模型的系统工程方法来对数十亿个可能的场景进行快速评估，帮助采购部门确定弹药在核导弹发射井中的设计方法和部署方式。目前，这一方法已经成为美国空军所有重大采购项目的标准流程。
征兵工作。随着游戏技术的发展，越来越多的国家日益重视征兵过程中利用军事游戏吸引年轻人。自从2004年投资开发第一人称射击游戏“美国陆军”以来，美国陆军一直采用电子游戏与其他传统手段相结合的方式，来吸引人才进入军队。对于美军而言，电子竞技已经成为一种特别有效的招募途径。现在，美国海陆空三军各自拥有一支电子竞技战队参与国内外各项赛事。通过这种新颖的方式进行征兵宣传，美军可以发现与自身需求高度契合的征兵对象。
VR医疗。医务人员可以利用元宇宙进行沉浸式创伤训练，提高他们的技能和反应时间。美国陆军的医疗模拟训练中心（MSTC）采用VR技术来模拟真实的战场伤害，让医务人员练习救生技术。
士兵社交。军事元宇宙本质上也是一种虚拟社交空间，它可为士兵之间提供新的沉浸式体验交互方式，充分满足他们的社交需求。美国空军设立了一个游戏社区项目，通过游戏为士兵提供培养领导力、团队合作能力、提振士气、心理健康咨询等服务。
军属服务。军事元宇宙还能帮助将士们解决一些家庭后顾之忧。将士们会在一定时间内进行整体换防或者变化服役地点，军官会有职位晋升与职务调动，这不仅会给将士们带来适应性压力，而且还会对他们的家人造成适应性影响，比如军官的配偶可能要重新找工作，孩子得转校，甚至举家搬迁到新地方。未来的军事元宇宙一旦建立，将士们的家人能在虚拟环境中工作，或许就不必切换实际工作地点，避免对他们的工作、学习、生活造成较大干扰。
认知错觉——军事元宇宙的“副作用”
美军在元宇宙空间大张旗鼓，正在持续向广度和深度迈进。但其中遇到的问题也不容忽视。一个典型的问题是，虚拟训练环境易造成认知错觉。元宇宙世界里的军事训练是人类智力和技术较量的结果，在虚拟环境下进行的战争推演、军事训练等对未来战争的作用，如同“核武器”一般，不用动用真枪实弹也能起到强大的威慑效果。尽管在生理层面弥补了人的有限感官，但同时也带来了受训者在心理上的认知错觉。以无人作战的军事训练为例，长期在虚拟系统下开展作战训练，将会造成操纵者的游戏心态。由于视听感官与真实战场情况脱节，从而疏离了现实的人与社会，对于剥夺他人生命的行为产生麻木心态。随着元宇宙技术的不断成熟，虚拟世界、现实世界的交互将会越来越紧密，形成虚实难分的混合世界。到那时，不仅会对士兵的认知心理造成区分困境，对于未来的军事训练也是一个重大挑战。可见，元宇宙在军事领域特别是军事训练中的应用，还应针对各军兵种的不同特点，趋利避害，防范风险。
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