在上周于華盛頓州五角大樓舉行的Pentagon Lab Day期間，美國陸軍的電子通信研究、開發和工程中心(CERDEC)和陸軍研究實驗室(ARL)展示了一款全新的原型設備，該設備使用可以使用來自第一人稱射擊游戲的技術，用增強現實抬頭顯示器來幫助士兵接入傳感器和其他數據。

圖：正如《使命召喚》中那樣，美國陸軍想要把敵軍目標直接呈現在士兵眼前

該技術名為“戰術增強現實”(TAR)，是美國陸軍對利用網絡將士兵進行連接的最新革新，可以給予士兵們在戰場上的“態勢感知”。比如他們所處的位置，友軍的位置，敵人的位置，以及所有執行任務所需的信息，所有這些都融入到戰術通信過程中。在過去的這幾年，CEREDC、ARL和美國國防部高級研究計劃局(DARPA)一直在開發核心技術，以使增強現實能夠應用于戰場，并且還開發一個名為抬頭導航、跟蹤和報告(HUNTR)系統的平臺。

圖：戰術增強現實TAR系統單兵裝備原型

雖然HUNTR還相對較新，卻是基于最近三十年間美國陸軍對步兵的數字強化的研究成果。直到最近，這些研究成果已經達到了可穿戴計算技術的極限，雖然技術已經趨于成熟，但真正應用到戰場上，或許還需要幾年時間。

回到未來

從上世紀80年代開始，美國陸軍就一直在嘗試把某些東西放在士兵眼前。首先是“陸地勇士”(Land Warrior)計劃，或者用更正式的稱呼：陸地勇士綜合作戰系統。該系統在1989年首次進行了技術演示，當時名叫“士兵綜合防護套裝”(SIPE)，這一系統展示了增強的傳感器和通信系統能夠顯著提升小型步兵單元的戰斗能力。

圖：士兵綜合防護套裝(SIPE)的原型，是1989年的陸地勇士項目的一部分，注意固定在M16突擊步槍上那個外形怪異且笨重的熱像儀，以及巨大的頭盔顯示器。

陸地勇士背后的概念本應在接下來的時間里多次嘗試和完善，但直到2000年，這一系統也沒有成為真正的采購項目。這時，該系統又變成了美國陸軍龐大的未來戰斗系統計劃的一部分。當陸地勇士系統作為一個較成熟的系統，由美國陸軍授予雷聲公司繼續研發時，其計劃中的系統包括一個綜合的計算機系統，作為士兵裝備的一部分，另外還有頭戴式顯示器。頭戴式顯示器用顯示通信和導航的數據信息，并且可以觀看到士兵手上的“武器子系統”(M16突擊步槍或M4卡賓槍)上安裝的熱成像系統影像。

圖：陸地勇士系統在2000年時的初始開發試驗，注意仍然笨重的傳感器。

圖：陸地勇士系統的另一個迭代版本，拍攝于2001年6月，由佐治亞州克弗森堡的一名士兵進行展示。完整套裝的重量最高可達45磅(約合20.4千克)，這還不算完整的作戰服。

陸地勇士系統的電腦集成了GPS和無線電信號，允許(理論上允許)指揮官來試試跟蹤部隊的方位。但是陸地勇士系統本身并不包含抬頭顯示器，抬頭顯示器可以在二維地圖上展示位置，允許士兵在拐角處用武器瞄準。但是陸地勇士系統不會在士兵周圍疊加信息，并且還存在一些顯著的問題，最明顯的問題在于增加的重量，其中包括電池，電腦，無線電和士兵頭部安裝的顯示屏。

圖：陸地勇士系統的2007版(左側士兵所佩戴的裝備)，正在德克薩斯州布利斯堡Oro Grande Range由未來作戰系統評估旅戰斗隊進行測試。

對于一個步兵來說，完整的戰斗裝備本身就已經接近80磅(約合36.3千克)。陸地勇士的完整裝備還會為士兵增加40磅的負荷(約合20.4千克，包括電腦和包含抬頭顯示器的頭盔，以及數碼瞄準鏡，無線電和電池)。對于那些從未體驗過的人來說，在戰場上背著重達120磅(約合54.4千克)的裝備，就相當于使勁扛著希拉里克林頓那已經退休的郵件服務器，同時在拉斯維加斯大道上慢跑。根據對那些使用過此裝備的士兵的回訪，這些“服務器”的戰斗力也基本與希拉里的郵件服務器相當。

圖：陸地勇士與陸軍的Stryker裝甲車協同，這是一個陸地勇士裝備的修改版，在2007年被第九步兵團第四步兵營投入了伊拉克戰場。

只有一個版本的陸地勇士系統曾經登上過戰場：與Stryker裝甲車協同的那次戰斗是為了配合Stryker步兵戰車所搭載的系統。該系統跟隨第九步兵團第四步兵營進入了伊拉克戰場。Stryker步兵戰車的配置降低了陸地勇士系統裝備的重量，因為士兵們可以把多余的電池留在裝甲車里。這些裝備也與Stryker機械化步兵單元一同部署。

圖：Stryker裝甲車作戰單元繼續使用陸地勇士系統，在本圖中，Staff Sgt. Mark Gravsky展示了他的陸地勇士系統顯示器，由第五Stryker裝甲旅4-23步兵團在華盛頓州路易斯堡的一個假想的雷根斯堡小鎮訓練時拍攝，日期為2009年6月18日。

頗具諷刺意味的是，整個陸地勇士系統在2007年被取消了，因為造價實在太高，單兵裝備的花費就超過85000美元。于是該項目被縮減，并且重啟，變成了地面士兵系統(GSS)。但是為了滿足部隊快速列裝的需要，GSS又變成了奈特勇士系統(Nett Warrior，為了紀念二戰期間榮譽勛章獲得者Colonel Robert B. Nett)。為了更快(并且更便宜)地滿足需求，美國陸軍不再采用頭戴式單片眼鏡，而換成了掛在胸前的安卓設備，使用現有的硬件組件來達成幾乎是同樣的目標，除了士兵們現在必須低頭查看自己的手機。

奈特勇士系統的改進

但是，奈特勇士系統給美國陸軍提供了一個通用平臺，可以基于該平臺開發應用。就像是谷歌眼鏡這樣的增強現實設備這樣，又像微軟的《Halo》即將變成現實一般。奈特勇士系統中“終端用戶設備”(EUD)基于安卓的操作系統可以讓軍方使用現有的常見的網絡接口，并且這對于開發可穿戴計算應用來說，也是一個理想的開發平臺。

圖：奈特勇士，是陸地勇士目前的重啟版本，使用安卓智能手機作為數據顯示屏。

再來看以前的陸地勇士系統，美國陸軍對于戰術增強現實TAR的期許，是要將其作為一個增強的導航，友軍跟蹤，信息共享和武器瞄準功能的集合。但是他們并沒有為其配備單片眼鏡，來展示類似儀表盤的信息，士兵們希望這些數據能夠直接投射在視野之內，并且能夠與周邊的地形地勢無縫結合。

圖：奈特勇士設備顯示了一張地圖。該系統是要低下頭使用的，而非抬頭顯示器。

根據在2015年10月的一場行業會議上由CERDEC所做的演示，最近兩年間開發的HUNTR系統使用了一個安卓版的軟件包接口，名為ARC4。ARC是由應用研究聯合公司開發的，也曾用于早期的DAPRA增強現實項目，當時名為Ultra-Vis。由ARC生成的數據不僅可以呈現在夜視增強設備上，還可以顯示在多種現有的頭戴式透明顯示器上。

圖：HUNTR系統原型(抬頭導航、跟蹤和報告系統)，是由CERDEC/DARPA聯合資助的項目。它使用了有線的顯示器，以及頭戴式攝像頭(在頭盔側面導軌上)。在該圖中，第29步兵團第1營的Obinna Opara中尉佩戴著HUNTR系統。拍攝于今年三月于佐治亞州本寧堡舉行的2017先進遠征作戰實驗聯合演習。

該軟件使用了GPS信息，頭盔上的攝像頭信息以及慣性傳感器來為士兵的視野“注冊地理信息”。這就可以使用標志來標注路徑點，感興趣的點，以及友軍的位置，這些信息可以投射在士兵所看到的畫面上，當然還會由導航羅盤，展示那些不在視野內的物體的方向。此外，地形地勢的3D模型也可以疊加在真實世界上，以輔助導航。這些信息和其他所需的資源可以從奈特勇士的設備中獲取到，并且由指揮中心分發到每個士兵。

顯示屏技術的進展

戰術增強現實TAR還有一個主要的問題，那就是現有的顯示技術無法滿足戰場使用的需要。相對而言，要把增強現實數據投射到夜視設備上是很簡單的，但是，即使是增強現實的日常使用，也因為透明顯示屏相對較小的視場角和較低的對比度，變得很困難。

圖：這張幻燈片來自于RDECOM，解釋了為什么谷歌眼鏡那種透明顯示屏并不能夠滿足戰術系統的需要。

即使是微軟HoloLens相對大一些的視場角，對于戰術應用來說也是不夠的。并且大多數的顯示屏無法生成足夠高的亮度，在光線強烈的沙漠或冬天的戶外是無法觀看的，就像上面CERDEC所演示的幻燈片中呈現的那樣。因此，ARL和CERDEC必須和供應商們密切合作，來開發自己的產品。

早期的TAR顯示屏使用黑白或者綠屏投射，來保持足夠的對比度，以使畫面可見。常用的彩色顯示屏(對角長大概一英寸)不能提供足夠的分辨率，但是在Lab Days期間展示的TAR顯示屏有著相當高的對比度。這個原型產品甚至可以讓彩色圖像疊加在最明亮的背景上。

圖：這些在今年5月展示的戰術增強現實系統的彩色透明顯示屏有足夠的亮度和對比度，可以用在明亮的環境中。

同時，應用研究聯合公司也在為其軟件尋求商業和消費級應用場景，無論是物流行業，還是AR游戲，抑或社交媒介。所以，在美國陸軍將增強現實技術推向戰場時，我們或許也能夠看到數據在眼前跳動。