2020年11月16日，美國《驅動》網站披露，近日兩家美國公司完成了一次具有相當創新性的空戰模擬測試，首次讓飛行員駕駛實裝和虛擬的人工智慧（AI）目標進行了狗鬥。測試在駕駛艙中引入增強現實（AR）技術，將虛擬目標顯示在飛行員眼前，而這次的虛擬目標是以殲－20戰鬥機為原型創建的。測試由Red 6公司與EpiSci公司聯合開展，這是美軍向戰鬥機飛行員提供AR訓練技術的第一步，該技術能夠讓他們與虛擬目標作戰。使用AR與AI結合的方式不僅可以為給行員模擬真實的外軍威脅，也有助於解決一系列戰術模擬。
一、AR訓練技術實用化
1． 機載戰術增強現實系統
機載戰術增強現實系統（ATARS）由Red 6公司設計，是一種基於頭盔顯示器的系統，向真實的駕駛艙增加增強現實所需的顯示和控制系統，可以在白天和動態情況下以數字方式生成虛擬目標，讓虛擬目標融入真實世界使飛行員可以目視觀察並允許在實時飛行中與目標對抗。Red 6公司的增強現實技術，已經能夠在戶外和嚴苛的高速動態環境中工作，通過將虛擬（Virtual）和構造仿真（Constructive）資產引入真實世界，促進在視距內對合成威脅進行對抗，充分發揮了實況－虛擬－建設性（LVC）訓練的潛力。這項技術突破為空戰訓練提供了一種新的範式。
當增強現實技術能夠與戰機駕駛艙外的環境無縫融合時，它可以為飛行員提供在真實環境中感知視距內合成威脅的能力。ATARS系統被宣傳為首個「動態戶外環境」的寬視場、全彩色增強現實技術解決方案。一方面，增強現實在誕生初期不適用於戶外，而且不適用於動態環境，它只是一種室內解決方案。為了能讓AR系統適應戶外使用，Red 6創建了一個室外跟蹤系統，精確到足以在高速下實時生成圖像；另一方面，視場角及不同景深對焦能力對於AR也很重要。當前的F－35頭盔具有大約只有35度的視場，在顯示的延遲上有存在問題。Red 6已經實現了105度的視場，後續交付的產品即將達到150度的視場。人類的視場處於180度，更大的視場有助於緩解AR導致的眩暈和類似的不適。ATARS的設計為與平臺無關，AR軟體並不依賴於特定的平臺並且可以集成到任何系統中，可與空軍頭盔配合使用，下拉後顯示AR圖像。當解決好飛行員最關心的顯示技術和目標技戰術水平後，該技術有望進入飛機作戰飛行程序（OFP）或飛機的嵌入式訓練系統中，使其與機載任務系統集成在一起。
2． 虛擬化的AI目標未來，飛行員將需要與AI協同，訓練是引入該技術的理想領域。通過訓練提前讓飛行員了解、信任AI技術，能為未來使用一系列無人化裝備做更充分的準備。雖然AI控制的戰鬥機可能會在不久問世，但這套系統現在已經準備好為訓練帶來新的能力，為美軍維持、提升戰鬥機飛行員的作戰能力提供直接效益。在這場視距內對抗AI目標的狗鬥中，首次使用人工智慧技術進行空戰，EpiSci公司的戰術人工智慧技術展示了驅動一架高保真戰鬥機工作的能力。報導表示，EpiSci公司借鑑了之前在美國國防高級研究計劃局（DARPA）「阿爾法機器狗」項目中經驗，在人工智慧系統中創建其戰術人工智慧技術。通過這種方式，以往只能在傳統的地面模擬器上應用的人工智慧模擬技術被引入到駕駛艙中，這樣就能讓飛行員在真正的戰鬥機裡與虛擬的殲－20作戰。
二、發展歷程
1． 技術發展Red 6是一家專注於開發實時機上增強現實飛行員訓練系統的創業公司，於2017年底成立。創始人是前英國皇家空軍（RAF）戰鬥機飛行員，服役有10年左右的時間，畢業於戰鬥機武器學校，是第一個為美空軍駕駛F－22的非美國人。
Red 6公司的發展歷程（美國Red 6公司圖片）
在2019年2月邀請美空軍試飛員學校、空戰司令部、空軍研究實驗室等單位進行了一次地面演示，參觀了原型演示，首先證明了AR技術可以在地面上的靜態環境中起作用。第二次演示在2019年11月，目標模擬出在空中的靜態物體。這次演示在南加州天空上模擬了一個500英尺乘500英尺的立方體，並且沒有側面為了讓飛機穿過立方體。當飛機靠近時，它會變大，隨著飛機在它周圍飛行，可以觀察到尺寸變化，證明了這項技術的真正沉浸性。
然後，生成了一架KC－46加油機，進行了虛擬的空中加油訓練。測試飛機從後部進入，到達預對接位置。可以清楚的看的加油機尾部的加油硬杆，然後精確的完成了對接。這是世界上第一次使用增強現實的實裝加油訓練。
2． 投資情況Red 6在過去兩年中一直通過美空軍創新工場AFWERX與美空軍合作，AFWERX是美空軍的一項計劃，目標在空軍內孵化創新技術，改變中小型企業、非傳統供應商對與空軍合作的看法，並縮短可長達十年的研製程序。Red 6於2018年1月與美空軍籤署了小型企業創新研究（SBIR）合同，與空戰司令部的訓練支持中隊合作。目前已收到SBIR的第一和第二階段合同款，總計160萬美元，同時還籌集了總計580萬美元的風險投資。Red 6的技術已獲得美空軍的初步認可，被授予SBIR第三階段合同，也是第一家獲得AFWERX第三階段支持的公司。現在空軍正在準備一份價值2500萬美元的SBIR第三階段合同，有望在12月中旬前完成合同籤署。除了來自軍方的投資，2020年6月Red 6獲得了洛克希德·馬丁風險投資公司的戰略投資。洛克希德公司認為，增強現實系統可以應用於當前以及未來的飛機。這筆資金將用於加速ATARS的開發和商業化。
3． 後續計劃模擬在大型飛行編隊中的飛行場景，包括與無人駕駛的「忠誠僚機」一起飛行是一種適用AR的典型場景。ATARS系統的下一步計劃是將其部署到空軍的T－38 Talon教練機上，計劃於2020年底前開始推進，這也是首次集成到空軍平臺上。正在研究的方案之一是用於T－38的戰術編隊，目標解決在編隊訓練時用AR虛擬的飛機代替其它實裝教練機的陪伴。AR使編隊飛行訓練更安全，因為飛行員撞到另一架飛機的可能性較小。空軍越來越多地嘗試將AR和VR整合到從維護到培訓到任務計劃再到作戰的方案中。它認為飛行員可以通過數字方法快速學習，這種方法反應更快，所需的傳統資源更少，例如教練和某些專用設備。Red 6也在和AETC討論在未來飛行員訓練（PTN計劃）的下一堂課中使用該技術。PTN計劃主要依靠虛擬實境（VR）技術提升學員水平，雖然AETC目前沒有將AR整合到培訓中的計劃，但是PTN作為一個訓練技術創新計劃，有助於AR技術發揮作用。
三、用於訓練的意義
1． 應對對等威脅隨著其它大國的崛起，美國五角大樓將訓練準備工作的重點從支持伊拉克和阿富汗的二十年地面行動轉變為大國之間的正面空中衝突。來自其它大國的下一代隱身戰鬥機及綜合防空系統也許會成為對等威脅，使美空軍可能會陷入視距內的空空對抗。目前的視距內空戰訓練存在局限性，很難模擬這些威脅能力，而且訓練方法與1950年代相差不大。
五代機之間的較量有可能會發生在視距內（網絡圖片）
戰鬥機飛行員訓練需要一定量和數量的敵機。美軍主要面臨的是目標複雜度的問題，其擁有先進的第5代機和升級後的第4代機沒有受到足夠的挑戰。全任務模擬器仍然無法以足夠的保真度複製飛行員的許多認知負擔，例如壓力。但是AR訓練技術解決了視距內的實裝訓練問題。2． 完善LVC訓練LVC訓練已經成為一種主流的訓練方式，但還不是一個完美的解決方案，因為不支持對視距內的訓練。當合成實體（無論是虛擬的還是構造的）一旦進入9到18公裡附近的範圍內時，飛行員便開始從「戰術」過渡到「拳頭」，然而此時透過艙蓋往外看，會發現外面什麼都沒有。目前的實裝與模擬器對抗技術可以模擬飛行員需要精通的某些超視距訓練，但是還不能適用於視距內對抗。因為沒有辦法將這些實體綜合納入飛行員的視野，飛行員只能通過傳感器完成交互，無法肉眼發現。模擬器在戰鬥機飛行員的訓練中起著極其重要的作用，非常適合重複性的訓練和任務流程驅動的訓練。但是，模擬器無法模擬飛行員在外面實際駕駛飛機時的壓力，如來自燃油bingo、持續過載、被跟蹤、生命處於危險之中時的壓力。