模拟在国民警卫队训练中不断变化的作用

国家卫队是一个独特的多功能力量,能够平衡联邦战备和州级救灾。 为了满足这些双重需求,训练必须严格和适应性。 模拟技术已经从实验工具转移到了国家卫队训练生态系统的核心部分。 通过提供安全、可重复和可衡量的实践环境,这些系统可以让士兵们建立肌肉记忆,加强决策,并排练罕见但关键的事件 — — 所有这些都没有大规模现场演练的后勤负担。

模拟并不能取代野战训练;它可以增强野战训练。 比如,陆军的合成训练环境(STE)计划旨在将现场、虚拟和建设性(LVC)训练整合到无缝连续体中。 国民警卫队及其分散的单位和有限的训练预算将大大受益于这一方法。 模拟会降低燃料成本、弹药开支和车辆上的磨损,同时也使部队能够就它们可能手头没有的设备进行训练,如攻击直升机或复杂城市环境中的军事工作犬队。

除了节省成本,模拟还解决了关键的准备状态差距:对低频、高风险情景的实践能力。 自然灾害、网络攻击、内乱和化学溢出需要多个机构的协调。 虚拟环境可以复制这些混乱的状况,而不会危及生命或财产,让守卫人员在安全空间中失败和学习。 本文探讨了使用的具体技术、在国家方案中的实施、可衡量的结果、挑战以及国民警卫队训练模拟的轨迹。

警卫队采用的核心模拟技术

国民警卫队利用了各种模拟技术,每个技术都适合不同的领域和培训目标。 最突出的类别是虚拟现实(VR ) 、 增强现实(AR ) 、 建设性模拟(AR ) 和严肃的游戏。 这些技术越来越多地被合并到混合系统,将组件结合起来,以创造更浸润和现实的培训。

虚拟现实(VR) 隐形训练员

士兵们戴头罩,用电脑生成的环境完全取代视场。 使用手控器或物理代用(像假步枪),他们可以移动、交流和进行虚拟威胁。 U.S. 陆军综合视觉增强系统是一个显著的例子——混合真实性眼球,将VR 覆盖与现实世界混合在一起。IVAS包括夜视、热感应器和全息指南针,并正在部署到陆军部队,包括国民警卫队进行近距离战斗训练。

VR在复杂环境下的任务排练中表现优异。 比如,加利福尼亚州国民警卫队使用一个VR城市战模拟器,模拟士兵可能部署的特定街区。 受训人员可以在符合预期作战地区的情况下进行房间清理、伤员后送和接战规则的练习。 来自陆军研究实验室的研究表明,VR训练的士兵表现出比那些接受过模拟训练的士兵的战术技能要好得多,每次重复的费用要低得多。

战术重叠增强现实(AR)

纽约卫士的AR试验计划利用微软HoloLens在搜索和救援演习中标记空降区和集合点。 与传统的纸面地图和无线电通话相比,参与者报告说,情况意识和更快的决策。

AR也通过记录数字覆盖的活动来进行事后审查。 教官可以从任何士兵的角度重现一项练习,确切地表明何时何地作出决定。 这种数据驱动的反馈循环加速了学习,并有助于使警卫队各个地理隔离单位的战术标准化。

计算机和建构模拟

模拟建构涉及遵循脚本或AI驱动行为的计算机生成实体. 程序 一种半自动部队[OneSAF] 和联合土地组件建构训练能力[JLCCTC] 都用于模拟营级行动. 战术作战中心的士兵向虚拟单位发出命令,而计算机生成的友好和敌军则作出反应. 这训练工作人员的技能,如火力支援协调,后勤规划和情报聚变——全部不移动单车.

陆军的Games for Training程序使用商业游戏引擎(如不真实)来创造像的陆军模拟:虚拟战地3这样的严肃游戏. VBS3是世界上使用最广泛的军事模拟,也是卫兵军火库的标准,它支持散装步兵,车辆乘员,甚至医疗后送方案. 它的成本低廉,设置简便,使得周末演习非常理想.

活体-建筑(LVC)一体化

边境是LVC,在那里,携带仪器武器和传感器的实战部队与虚拟实体和建设性模拟进行互动。 例如,野战演习中的实战士兵可能看到一架虚拟直升机在飞行时在IVAS显示处飞升,而敌方迫击炮则根据算法向阵地发射。 国民警卫队参加了LVC的实验,如美国陆军的[项目汇合[,其目的是将传感器和射击手连接到各个领域。 这些演习表明模拟如何弥合训练与实际行动之间的差距。

各州方案的执行情况:个案研究

各州国民警卫队的行动有一定的自主权,导致模拟采纳的多样性。 下面是突出不同使用案例和结果的代表性例子。

加利福尼亚:城市战斗VR排练

加利福尼亚陆军国民警卫队在圣路易斯奥比斯波营地运行一个城市训练环境,该系统使用360度浸射弹幕和单个VR头盔,部队列车用于建筑清扫和警戒搜查等任务,加利福尼亚军事部2023年的一份报告指出,在进行实弹演习前引入VR预训后,在进行及时的室内清扫演习时,第一通道精度提高了35%,模拟器还大大缩短了每次模拟所需的时间——分钟与物理模拟时数。

加利福尼亚州也使用VR来准备野地火灾管理。 士兵们戴着模拟直升机插入、烟雾能见度和无线电通信故障的耳机。 这样他们就可以在危险到无法在现实中排练的情况下练习事件指挥程序。

纽约:AR强化救灾

纽约陆军国民警卫队与奥尔巴尼大学小规模系统整合和包装中心合作开发了AR重叠方案,用于应急。 在年度国土安全演习“警戒盾牌行动”期间,士兵们用AR眼镜查看污染区、净化走廊和伤员收集点。 该系统根据事后数据将安全路线的识别时间减少了40%。 纽约从此将AR纳入其年度洪灾应对培训,其中卫兵可以使用显示洪水水平和结构完整性的虚拟标记进行游移巡逻和疏散协调。

德克萨斯州:旅级工作人员的建设性模拟

德克萨斯陆军国民警卫队各旅使用Brigade/Battalion模拟(BBS)系统,作为OneSAF的继任者,训练他们的战术总部. 在年度训练中,该旅工作人员从移动指挥所出发,同时在数字地图上进行建设性的敌军作战. 系统注入了车辆故障,化学攻击,平民难民流等事件,在参谋中建立起同情心和快速决策. National Guard Magazine中的2024篇文章 强调了德克萨斯如何利用BBS为向中东的动员做准备,从标准认证时间表中刮去数周.

马里兰州:VR医疗模拟

马里兰州空军第175医疗集团使用VR进行战术战斗伤员护理(TCC)训练。 医疗人员在使用止血带、空中管理和胸口密封处理虚拟伤员时,会使用模拟射击的头盔。 传感器跟踪手动和时间。这不仅训练医疗技能,而且还训练压力接种。 医疗单位报告,在随后的现场认证过程中,严重错误减少了50%。 他们现在扩大了VR医疗训练,包括大规模伤员事件的隔离,这与本州的民事支援任务是一致的。

佛罗里达州:飓风反应模拟

佛罗里达州卫士对飓风有反应的历史。 他们开发了一个模拟系统,利用建设性和VR两个要素来培训联络官和工程单位。 在建设性模块中,虚拟飓风路径被覆盖在真正的基础设施模型上,迫使各单位决定预先部署补给。 VR模块将士兵安置在一个模拟的淹没区,他们必须在那里导航碎片,找到幸存者,并与平民救援队协调。 这一双重方法改善了警卫工程师和平民应急管理人员之间的交叉培训。

警卫训练中模拟的可计量效益

经验数据一致表明模拟所提供的不仅仅是方便,而是直接转化为实地业绩的改善。 以下好处得到了军队、RAND公司和内部卫队研究来源的支持。 模拟可以带来更多的好处。

减少费用

2022年的关于模拟作为训练工具的RAND报告发现,VR制式训练在考虑弹药、燃料、运输和射程费时,大约花费了相当的实弹演习的10%。 对于常常必须前往远方训练中心的国民警卫队来说,节省的更多。 加利福尼亚卫士估计,每场VUTE训练会节省8000美元,而类似的实弹演习则需要花费200万美元。 一年多的时间,这相当于他们全军200万美元以上。

改进保留和技能衰竭预防工作

陆军研究所的研究表明,模拟训练比课堂讲座更能长期保留20-30%的程序任务。 对于无线电操作或车辆拆卸等任务,在几周内进行VR练习会比一次现场训练会更有效地防止技能衰败。 警卫队的兼职性质意味着士兵可以在演习之间持续几个月 — — 模拟在主电站帮助保持熟练程度。

安全和减少风险

现场训练本身就带有危险——车辆事故、武器误射、热伤,模拟完全消除了某些培训阶段的这些危险,国防部2023年安全报告[指出,使用模拟飞机飞行或现场射击协调等高风险任务的单位在这些领域中没有与培训有关的死亡,而同年常规现场训练的平均4人。

伸缩性和一致性

模拟可以让数十名士兵同时接受相同情景的培训。 这可以使各州的培训质量标准化,这对共同动员的单位尤为重要。 国民警卫局的分布式训练技术办公室[运行了一个连接各州军火库的联邦模拟网络,使得无需旅行即可进行联合演习。 2023年,30个州参加了使用这一网络的集体虚拟救灾演习。

挑战和限制

尽管有明显的好处,但警卫队的模拟采纳面临障碍,承认这些障碍对于现实的实施计划至关重要。

设备和基础设施费用

高端VR系统和LVC网络需要大量的前期投资。 装备齐全的VR实验室成本可以达到25万—50万美元。 尽管比一个活式坦克范围便宜,但往往在典型的国家预算之外。 国防授权法提供了一些专门的模拟资金,但与其他现代化优先事项的竞争仍然存在。

动议疾病和身体限制

少数用户(估计有10—15%)在VR中出现网络病症、头痛或失明。 这可能会限制培训时间,需要仔细校准。 更新率较高、持久性低的耳机可以减少这些影响,但还没有被消除。 陆军的IVAS计划由于用户不适的报告而于2023年暂停了战役,这表明了持续的生理挑战。

培训教员

模拟操作员和教官需要专门技能来创造情景,管理系统,并将模拟与现场训练相结合. 2024年政府问责办公室(GAO)关于军事训练和模拟的报告[强调,警卫队缺乏一个专门的模拟技术人员职业路径,导致高更替率和未充分利用的设备,一些州通过雇用承包商来缓解这种情况,但这增加了成本.

贞操与相关性

高真模拟器(如全运动飞行模拟器)成本高昂,难以维护. 低真工具(如平板游戏)可能无法提供足够现实感,无法将真伪转移给现实任务. 守军必须平衡忠诚与成本,有时最好的训练工具是沙桌讨论. 过度依赖模拟还会导致过度自信或错过只有活训练提供的感官提示(如嗅觉,温度,疲劳).

安全和数据处理

模拟经常使用敏感的操作数据或现实世界地理空间图像. 训练网络的网络安全是一个新出现的问题,特别是当警卫队向云基模拟迈进时。 突破可能暴露战术方法或敏感基础设施的位置。 各单位必须遵守国防部网络安全成熟度认证模式[准则,增加行政管理费用。

未来方向和新趋势

国民警卫队准备在技术成熟时采用下一代模拟能力。 未来十年中,若干趋势将形成训练。

人工情报-情报-反对派部队(OPFOR)

目前的建设性模拟使用了脚本行为。AI驱动的特工可以学习实习人员的行动,实时调整战术。这创造了难以预测的高压训练,类似于面对现场对手。 陆军的 人工智能整合中心(AI2C)正在为STE开发适应性OPFOR。 警卫队可以以较低的成本从中获益,因为AI OPFOR不需要角色扮演者。 2024年俄亥俄州国民警卫队的试点方案在稳定行动情景中利用AI来产生平民的人群行为。

高频反馈和多感模拟

为了克服身体上的不感性,正在研制短袖背心、手套和全身服。这些系统可以模拟武器的后坐力、车辆的振动或爆炸的影响。这些系统与气味产生器(如烟雾、燃料、血液)结合,接近完全浸润。虽然这些系统仍然在试验中,但防御高级研究项目局(DARPA) WARpV程序 旨在2027年向各单位提供便携式短袖训练服。

跨域和联合模拟

未来的冲突将是多领域——土地、空中、海上、空间和网络空间。 警卫队必须与其他服务和民事机构一起训练。 联合模拟环境(JSE)是一个海军领导的平台,可以让F-35飞行员和海军海豹突击队一起进行实际训练。 扩大这一范围,包括警卫地面部队和国家紧急服务,可以进行现实的全政府演习。国民警卫队正在探索一个基于云的联合模拟门户,可以连接所有54个州和领土。

流动和可部署培训工具箱

未来是流动的,正在开发可空运到军火库或部署到海外的集装箱模拟实验室。陆军快速能力和关键技术办公室正在建造一个飞航甚高频试验箱,适合两起Pelica案件,可在30分钟内安装,这样,警卫部队就可以在前往动员地点或边远地区的途中进行培训。预计2025年将具备初步作业能力。

与业务系统一体化

训练与行动之间的界限会模糊。 用于任务排练的模拟器可以连接到真正的指挥控制系统。 比如,一个警卫旅的模拟可以接受卫星图像和敌人接触的现场信息,将训练场景转变为真正的规划工具。 这一概念被称为“持续训练 ” , 意味着部队在执行实际任务之前可以接受真实世界的数据。 北卡罗来纳警卫队的试点方案已经使用这种方法来应对飓风。

结论:模拟作为国民警卫队的乘数器

模拟技术本身已经证明不是野战训练的替代,而是增强战备、降低成本和拯救生命的战斗力。 国民警卫队独特的兼职结构和双重州/联邦任务需要灵活、可扩展的培训解决方案。 VR、AR、建设性模拟和LVC的整合已经在战术能力、工作人员协调和救灾方面带来可衡量的改善。

设备成本、教员专业知识和网络病症方面仍然存在挑战,但持续的军事投资和技术进步有望降低壁垒。 随着AI、happics和联合模拟的发展,警卫队将能够在任何地方,在任何时候,甚至在家庭武器库中,为任何任务提供培训。 国家警卫、大学和工业(如阿尔巴尼大学[和纽约警卫队之间的协作是未来创新的典范。

保持这一势头需要持续的资金、更新的训练理论以及承诺用严格的衡量标准来评估模拟效果。 对国民警卫队来说,模拟不仅仅是一种工具 — — 在资源有限和面临复杂威胁的时代保持灵活、随时待命的力量是一项战略需要。 国民警卫队通过周密和坚持不懈地接受这些技术,确保士兵和飞行员做好下一步的准备。