元宇宙的定義與發展 構建軍事元宇宙的必要性

摘 要：?元宇宙是2021年以來在商業界和學術界大火的用于描述虛實融合與互動的概念。為研究這一概念可能的軍事應用，梳理了元宇宙的定義、特征及發展脈絡，從軍事元宇宙對建模仿真技術和傳統實況-虛擬-構造仿真拓展的角度分析了構建軍事元宇宙的必要性，從訓練、作戰、數據信息資源管理的現實需求角度研究了軍事元宇宙可能帶來的改進，分析了目前宣稱正在開發的軍事元宇宙雛形產品及其典型開發方式。

引言

元宇宙(Metaverse)是一種描述虛實互動一體化的概念。2021年被稱作“元宇宙元年”，國際頂尖的互聯網企業，如蘋果、微軟、臉書、騰訊、網易等，均開始重視并紛紛布局元宇宙賽道。臉書態度尤為積極，將公司名稱直接修改為Meta Platforms，顯示了其進軍元宇宙的強烈姿態。

近兩年來，對元宇宙概念、發展與應用的研究也逐漸成為學術研究中的一個熱點。一些典型的綜合類研究包括：對元宇宙的戰略、技術和哲學基礎進行了詳細描述，將其描繪為“下一代互聯網”；清華大學新媒沈陽團隊在2021-2022年先后發布了3篇關于元宇宙發展的研究報告，分別對元宇宙進行了概念梳理、行業分析、發展預測，結合中國本土文化描述了元宇宙的屬性、拓展及其應用場景、風險治理，研究了元宇宙與其他學科的結合、元宇宙產業及中國式元宇宙等內容；從理論概念、關鍵技術、應用場景和政策治理四方面，對元宇宙研究與應用的現狀和未來進行了綜述。

一些研究則專注于垂直分類的元宇宙研究，希望拓展新的研究內容和研究思路，如教育元宇宙、建筑元宇宙、圖書檔案元宇宙等。作為擴展現實(extended reality, XR)、數字孿生、人工智能、3D互聯網、5G等多種技術綜合涌現的新概念，元宇宙天然具有一定的技術引領性。隨著元宇宙研究成為熱點，其可能具有的軍事意義和軍事運用潛能也得到了關注。發展軍事元宇宙概念，將戰場空間拓展到元宇宙，可能成為未來軍事競爭新的角力點；軍事元宇宙的全新思維方式可以豐富和促進認知域作戰的理論，其底層技術可以促進軍事建模仿真領域的新發展。

本文圍繞元宇宙及其軍事運用，主要開展了以下工作：①描述了元宇宙的已有定義和特征，按照文學影視、游戲娛樂和概念投入3條脈絡整理了元宇宙的概念發展；②分析了軍事元宇宙構建的必要性，研究了其對于建模仿真技術的拓展及其對傳統LVC(live-virtual-constructive)仿真的拓展；③從需求角度出發，論述了軍事元宇宙對訓練、作戰、數據信息資源管理現實需求的解決方法；④整理了目前已有的軍事元宇宙雛形產品，重點分析了產品開發中多點同步擴展現實這一典型開發路徑。

1、元宇宙的定義與發展

1.1 元宇宙的定義

Metaverse一詞于1992年在尼爾·史蒂芬森的科幻小說《Snow Crash》中出現，中譯本《雪崩》中將其譯作“超元域”。這部小說中描繪元宇宙是“計算機生成的宇宙，他們的計算機在他們的護目鏡上繪制并注入他們的耳機……一個被稱為元宇宙的虛構地方”，這里的元宇宙是對人類居住的未來數字模擬世界的科幻幻想，同時可以對現實世界產生影響，但是史蒂芬森并未給出元宇宙的標準定義。從字面看，“meta”是“本原，在……之上”的意思，因此元宇宙指向的是更高層的宇宙，是一種“宇宙的宇宙”，也就是很多“宇宙”組成的更大的“宇宙”。由于元宇宙是還沒有實現的未來概念，如同21世紀初的“賽博空間”和近些年的“新零售”概念一樣，其含義也會隨著理論發展和認知理解而不斷變化；目前來看，業界、學界對元宇宙概念的定義尚未統一，表1從不同側面例舉了幾種典型的元宇宙定義。

表1 元宇宙的典型定義Table 1 Typical definitions of the metaverse

馬修·鮑爾認為可以用如圖所示的8個元素表示元宇宙的特征。在元宇宙中，用戶可以體驗到與現實世界相同的逼真感，同時創造出永久保存的數字資產，例如虛擬地產和虛擬藝術品等。除此之外，用戶之間可以進行高度互動的交流、社群參與、商業交易等活動，并且該環境和現實世界有著緊密的聯系，是一個自主的、可訪問的虛擬世界，并對所有人開放。

圖 “元宇宙”的8個特征要素Fig. 1 Eight characteristic elements of the metaverse

綜合以上論述，本文認為，元宇宙是一個聚焦于實現多虛擬世界間互操作的去中心化網絡，用戶通過拓展現實設備進入虛擬世界并接受虛擬世界的反饋，實現虛實相融；通過數字孿生技術建立現實鏡像與逼真世界，通過區塊鏈技術建立可信的經濟、身份和社交體系，可以為用戶提供持續的真實感、沉浸感和存在感，并允許用戶對虛擬世界中的內容進行專有的創作、編輯與轉移。

1.2 元宇宙概念的發展

對元宇宙概念的理解和發展有比較明晰的3條脈絡，即文學影視、游戲娛樂和概念投入。

(1) 文學影視脈絡主要是文學藝術創作者的科學幻想。史蒂芬森的小說《雪崩》提出了“元宇宙”的概念，而類似創意則可以追溯到更早。如1950年雷·布拉德伯里的小說《天鵝絨》講述了父母將子女送入虛擬現實托兒所，子女沉迷不愿意離開的故事；1953年菲利普·迪克的小說《泡沫的煩惱》講述了人類在外太空未找到新生命，為了與新世界的生命體建立聯系，構造了“Worldcraft”，在其中可以建立和擁有自己的世界；1984—1988年威廉·吉普森的“矩陣三部曲”描述了人類生活在AI統治的賽博空間中，類似的概念直接影響了熱門科幻電影系列《黑客帝國》的創作；近年來，也涌現出了如《阿凡達》《頭號玩家》《失控玩家》等電影作品。創作者進行的此類創作，得益于虛擬現實、人工智能等技術發展帶來的科幻靈感，是對元宇宙概念的浪漫描述。

(2) 游戲娛樂脈絡基本對應大型多人在線(massive multiplayer online, MMO)游戲的發展脈絡。如圖所示，在20世紀70年代就有玩家創作了《多用戶迷宮游戲》(multiple user domain, MUD)，是基于計算機文本構建的虛擬世界；1986年在線游戲《棲息地》(Habitat)發布，游戲場景是2D圖形化的多人參與的在線虛擬世界，玩家在游戲中有較強自主權，還首次使用了“化身”(avatar)一詞表示玩家在游戲中的虛擬替身；2003年推出的《第二人生》(Second Life)則被認為首次描繪了可行的虛擬世界的愿景，玩家可以使用化身、進行創作和互動；隨后2006年的《機器磚塊》(Roblox)和2009年的《我的世界》(Minecraft)則瞄準青少年群體，使游戲更易上手，經過十幾年發展兩個游戲月活用戶在2021年已分別超過2.2億和1.2億；傳統游戲《堡壘之夜》(Fortnite)也進行了類似改造，在2018年推出創意模式，允許玩家創建自己的游戲，自由地創作和社交。此類游戲的典型特征是：游戲不預設目標，允許玩家自由進行探索、創造、交流；玩家創造物可以進行確權、交易，所得收益甚至可以兌換現實貨幣，如《第二人生》中的林登幣；與現實世界連接，并可反作用于現實，如線上虛擬組織直接指揮線下活動

(3) 概念投入脈絡則是伴隨2021年臉書改名Meta前后的“元宇宙”熱潮。比如在美國證券交易委員會的文件中，2020年及以前僅提及5次元宇宙，而在2021年則超過260次；微軟此前已開發的包括Minecraft游戲和增強現實(AR)設備hololens2在內的協作平臺Mesh，在熱潮中更名為Mesh for Teams，宣稱要打造元宇宙平臺；韓國首爾市在Meta更名后跟進宣布要建設“元宇宙首爾”并推出五年建設計劃等。然而，各家的元宇宙建設離建成顯然相去甚遠，一是建設本身未完成，二是遠不能連接為“宇宙的宇宙”。因此更多值得關注的是“原型元宇宙”(Proto-Metaverse)，即元宇宙的早期形式，此處選取了部分有代表性的原型元宇宙進行描述，如表2所示。

表2 部分原型元宇宙Table 2 Part of proto-metaverse

2、軍事元宇宙與建模仿真

2.1 軍事元宇宙

如同在其他領域構造的領域元宇宙，如教育元宇宙、圖書情報元宇宙等，元宇宙的軍事運用可以被統合為“軍事元宇宙”概念，即包括作戰過程模擬、戰略分析模擬、人員訓練模擬、裝備采辦模擬、數字孿生戰場等在內的具有各類戰爭模擬功能的元宇宙?？紤]到構建軍事元宇宙高昂的經濟和時間成本，需要對其必要性做出討論。

從研究熱度看，如同對元宇宙概念一樣，一些學者近年對軍事元宇宙概念也抱有極大的期望和熱情。審視了近兩年中國及中國軍隊內部的“元宇宙熱”，認為元宇宙思維模式被應用于中國軍隊，以建立一個“戰場元宇宙”，將增強解放軍在教育、訓練、測試、研究和備用通信方面的能力，從而形成顯著的軍事優勢；更好的訓練、研究和教育將帶來更有效和致命的戰斗力。

從技術角度看，元宇宙的支柱技術常被歸結為BIGANT(區塊鏈、交互、游戲、人工智能、組網、物聯網)，這些底層技術都不是新提出的，是舊技術的集成和融合推進了元宇宙的發展，也就是說元宇宙是在這些技術之上的綜合與涌現。元宇宙的本質在于不同世界(包括現實世界和理論上無限多的虛擬世界)間的連接與互操作，判斷是否構成元宇宙的基本標準是能否實現化身和數字資產在不同世界間的移動。因此，單一的軍事應用場景如VR沉浸式演習、AR交互式訓練、裝備制造數字孿生等，均無法單獨構成元宇宙，軍事元宇宙一定是多個不同仿真平臺或虛擬世界間無縫連接的綜合集成。

然而，兩方面的問題直接影響了軍事元宇宙構建的連接性和互操作性：①考慮到各類現存軍事仿真平臺在模型定義、模擬方法、數據結構、技術標準等多方面的顯著差異，嘗試將其連接起來并實現互操作，將消耗巨大而收效甚微；②出于安全考慮，未來如果建成了軍事元宇宙，極可能是封閉的，托管在專有網絡中，非必要不會與更廣泛的元宇宙連接。

根據虛擬現實補償理論，現實是唯一的，但意義需要在比較中得出，因此需要借助虛擬世界發掘多種可能性。文獻曾提出，模擬環境是連接虛擬與現實時空的橋梁，構建軍事仿真模擬系統的目的在于試圖改變未來將要發生的“歷史”，從而打贏未來的戰爭；建立軍事元宇宙的概念，恰好契合這一需求。文獻[30]指出，軍事元宇宙的本質是超大規模的分布交互仿真(distributed interactive simulations, DIS)系統。依照奧卡姆剃刀定律，構建軍事元宇宙的概念，相較于作戰模擬、兵棋推演、武器仿真等傳統軍事建模與仿真(M&S)領域，還應有新的變化，滿足新的需求，增強或取代部分建模仿真功能。

2.2 軍事元宇宙對建模仿真技術的拓展

認為，軍事元宇宙涉及的技術可以被劃分為7個技術棧：用戶交互界面(user interface, UI)、賽博-物理交互、運行支撐環境(run-time interface, RTI)、內容生態、計算、組網、區塊鏈。而這7個技術棧均可以與軍事建模仿真技術形成映射關系，通過改進軍事元宇宙技術，可以進一步增強建模仿真的有效性。參考這一劃分方式，如圖所示，研究軍事元宇宙對建模仿真技術的拓展有以下幾方面：

(1) UI的沉浸式和交互式改進。UI是聯結虛擬世界與真實世界中用戶的接口，用戶可以通過多種途徑如傳統方式或更新的XR方式如VR、AR等“進入”虛擬世界。XR技術通過傳感器帶動用戶全身感官的反應，從而帶來了更強的沉浸感和交互式體驗，使得用戶獲得更直觀也更深入的認識。典型應用如2018年起美國陸軍花費220億美元從微軟分批購入12萬套HoloLens設備用于構建集成視覺增強系統 (integrated visual augmentation system, IVAS)；UI的沉浸式改進，除視覺之外也可以營造其他體感，如采用觸覺接口設備，通過微機電系統的聯機網絡發出超聲波構造受力感。

(2) 基于數字孿生的賽博-物理交互。賽博物理系統(cyber physical systems, CPS)通過數字映射實現物理系統在賽博空間中的集成并反饋驅動物理系統，利用物聯網技術集成各類CPS可以推動元宇宙的實現，這樣構建的元宇宙可以用數字孿生多物理、多尺度、多學科的屬性描述。借助數字孿生實時同步、忠實映射、高保真度的特性，可以依據原真實系統的實時數據對數字孿生進行更新和校準；因此可以在實際構建或應用前進行高可信度試驗，實現軍備采購評估測試、軍工復雜產品設計等方面向快速化、低成本化方向的轉變。依照類似思路，可以引入數字孿生戰場[38]的概念，利用與真實戰場連接的數字孿生戰場，在訓練中可以增強訓練結果的可信度；在作戰建模仿真中連接真實系統如情報、指控(command and control, C2)等，也可以改進計劃的效。

(3) 更通用的標準帶來更廣泛的連接。通過網絡將多個仿真系統互聯，使多個用戶連接到共享的虛擬空間中，這一思想由來已久：從1983年美軍的模擬器組網(SIMNET)計劃，到20世紀90年代的聚合級仿真協議(aggregate level simulation protocol, ALSP)和高層體系結構(high level architecture, HLA)等，仿真系統連接實現了從異地分布的同構模擬器互聯，到高層次聚合級仿真，再到異構系統大范圍互聯的轉變，核心在于互操作性的不斷提高。RTI規定了HLA中成員間的信息交互規范并提供支持成員間互操作的服務函數，從而實現不同仿真模塊的快速組合并提供服務。在軍事元宇宙中實現廣泛的互操作性需要更通用的標準，美軍已經在進行這方面的探索，如使用標準協作工具、通用模型庫、可重用環境發生器等處理JLVC( joint live, virtual, constructive)聯邦互操作問題。

(4) 用非同質化代幣(non-fungible token, NFT)促進軍事元宇宙內容生態發展。隨著馬賽克戰、決策中心戰概念的興起，集中式、大批量、長周期的裝備采購流程正逐漸被靈活的模塊化采購取代，小型的定制化服務將成為提供軍事能力的主流。這要求建立模塊化的建模仿真集合，提供相應的接口規范，以實現模塊化系統中更高性能、更具適應性的模型替換落后版本。元宇宙的NFT[44]使用了去中心化技術，由于非同質化特征使每個NFT都是唯一的且不能更改，因此具有了一定的價值屬性和收藏屬性。如果將模塊化服務內容按照NFT管理，則可以激發建模仿真開發人員熱情，轉向進行模塊化服務內容的開發，從而促成軍事服務資產的創新與增加。

(5) 軍事元宇宙建設改進建模仿真的效果。認為元宇宙的構建需要建立在高效計算、低延遲聯網和分布式記錄(區塊鏈)的基礎之上。對于建模仿真，高效計算可以加快分析決策速度，允許仿真更復雜的模型；低延遲組網使得多個用戶可以面向同一模型，從而形成共同理解，協作改進模型可信度；通過分布式記錄可以實現仿真全程全角度記錄，從可信、可追溯的細節對建模仿真做出改進。

2.3 軍事元宇宙視角的LVC

軍事建模仿真按照虛實結合的不同可以劃分為實況(Live)仿真、虛擬(Virtual)仿真、構造(Constructive)仿真，可簡單理解為分別對應“真實人操作真實系統”“真實人操作虛擬系統”“虛擬人操作虛擬系統”。在模擬中3種類型各有側重，如實況仿真多用于技戰術訓練，虛擬仿真用于支持技戰術流程改進，構造仿真適于定義作戰概念或獲取系統頂層需求。

如圖所示，使用軍事元宇宙概念可以對3種分類進行統合并拓展。從軍事元宇宙的視角看，不同虛實程度的仿真對應的其實是不同的世界或世界間的交互：實況仿真對應完全在現實世界中的模擬；構造仿真對應完全在虛擬世界中的模擬，真實世界的人可以對虛擬世界進行影響，但僅可以作為新的環境參數出現，虛擬世界系統是自治的，其中的Agents會根據預設規律進行交互和演變；虛擬仿真對應從真實世界向虛擬世界進行的控制，利用各類接口如拓展現實、客戶端、網頁等對虛擬世界中的實體進行操作，可以采用具身交互或上帝視角；LVC劃分并不包括虛擬人對真實系統的操作，而在軍事元宇宙中則可以通過構建虛擬世界中AI在現實世界中的“代理”，實現對現實世界的反作用，如將經過虛擬場景訓練獲得的作戰算法應用于現實，并由虛擬AI控制其在現實中的作戰。

圖 基于軍事元宇宙的LVC劃分與拓展Fig. 4 Division and expansion of LVC based on military Metaversem

將實況仿真、虛擬仿真和構造仿真技術全部或部分綜合使用的技術被稱作LVC方法，這一方法采用虛實結合，既能發揮虛擬系統對功能進行模擬和迭代開發的能力，也能對接真實設備以保證全面可靠，具有實戰逼真、保證安全、定制場景、經濟節約等優勢，但也在數據互識別、時空一致性、邏輯合理性、可擴展性、可組合性等方面提出了挑戰。美軍正著力從L、LVC、VC三個方面開展LVC訓練項目建設，以實現不同層次能力的均衡發展。LVC方法是貫通不同層次建模仿真較為有效卻能夠實現較高保真度的方法，但結合圖5可以看出，該方法仍有兩方面的不足，一是隨著抽象程度提高，該方法對更高層次模擬能力的缺失；二是LVC方法通過3種技術的綜合應用僅實現了部分層次間的關聯，仍缺乏全局一致的綜合性和可解釋性。文獻[51]認為元宇宙最大的優勢即在于其綜合性，實現了虛擬時空構建和訪問的統一性和跨時空群體性體驗的協作性。利用軍事元宇宙擴展LVC方法，則可以在覆蓋LVC高保真建模仿真能力的同時，實現在更抽象層面的一致性和可信性。

圖 模擬分層與LVC方法Fig. 5 Simulation layers and LVC method

雖然沒有使用“元宇宙”的概念，但是想用來彌合兵棋與仿真間差距的“虛擬世界”概念則與其類似。兵棋推演是一種注重雙方策略而更加抽象的仿真，通常采用較簡單刻畫，以降低仿真資源占用、減少認知混亂，這帶來了兵棋推演的靈活性；而越偏向于實操層面對保真度要求越高，這提出了精細化仿真的需要。從軍事元宇宙的視角，可以進行如圖所示的虛擬世界的劃分。為實現可信的、一致的兵棋推演，高保真的LVC仿真并不是必須的，經兵棋與仿真專家雙方審查，低層次模擬能滿足需求即可。但在雙方意見不一致時(如戰役結果存疑、作戰效果未知等)，則需要暫?；驕p慢高層次模擬，在低層次虛擬世界中進行額外模擬，當分歧仍存在時可以下沉到更低層次。這一思路一方面能夠在指揮決策等抽象建模中減少仿真限制，另一方面也可以用仿真或現實結果實時校正兵棋推演的數據。這要求建立上下層一致的互操作標準，以實現在不同世界間的仿真與遷移。在此基礎上，從任何一個層次進入虛擬世界，均可以進行可信的仿真，可以由下到上不斷校準整個軍事元宇宙的數據和模型，也可以通過聚合涌現支持更高層次的效果模擬。

圖 軍事元宇宙虛擬世界劃分Fig. 6 Division of the virtual world by military metaverse

3、軍事元宇宙應用需求

提出元宇宙用于軍事的三大優勢是：連接不同地點的更多的人、高保真度仿真帶來對現實的新認識以及身臨其境的沉浸感。北約近期提出了軍事元宇宙作戰概念，認為元宇宙技術的進步，在軍事上可以加強集成、協調和共享，相關數據將被視作戰略資產并具有持續性，從而在各類軍事活動中發揮潛力，其益處包括：增強軍事準備能力、改進對多域集成的支持、獲得更經濟高效的協作能力、降低地理距離帶來的影響、減低對周邊環境的影響等。通過各類文獻報告梳理認為，軍事元宇宙“連接性+高保真+沉浸感”的特征可用于滿足改進訓練、改進作戰、改進信息能力等多種需求。

3.1 改進訓練

軍事訓練通過對受訓對象進行知識教育、技能教練等活動使其獲得相應軍事能力，加快訓練周期、實現人機協同訓練、擴展訓練空間，都對軍事元宇宙應用于訓練提出了需求。

從訓練方法角度看，課堂式教學正逐步被交互式訓練所逐漸取代，這一轉變得益于使用沉浸式UI交互帶來的體驗學習方式，論述了體驗學習方式相較于傳統訓練能快速且顯著地增強士兵能力。分析軍事元宇宙帶給提升訓練效果的影響，認為主要來自4個方面：

(1) 真實復雜廣闊的戰場環境。通過元宇宙技術，可以模擬出各種作戰環境和情況，包括不同地形、氣候、武器和裝備等；實現由作戰戰術到后勤管理的全流程全環境模擬，實現各個仿真層(如地形、衛星網、物聯網、人)的全連接，同步不同區域的訓練。這樣的模擬可以為軍隊提供更多樣的訓練和更深入的思考。

(2) 更低的成本和傷亡風險。通過虛擬仿真技術，軍隊可以以更低的成本和風險進行聯合作戰和協同行動訓練，從而強化備戰能力。元宇宙作戰環境的持續保留與重復使用，可以以極低的成本改造以獲得所需場景，進行多樣化訓練。在元宇宙訓練中可以創建極端的危險的情景，允許受訓人員操作危險設備，而無須考慮其帶來的人身危險。

(3) 更多更個性化的訓練。由于元宇宙訓練的交互式特點，可以為每個受訓人員提供量身定制的反饋，通過個性化設計和隨時可用的額外培訓，可以確保對每個受訓人員訓練到位。通過區塊鏈使能的精準數據記錄，可以持續跟蹤人員不足和改進情況，并幫助受訓人員快速進入其擅長的領域。

(4) 連續的沉浸感。元宇宙不會重置或暫停，軍事元宇宙將因此可以提供軍事人員全天候的訓練和實驗效果。通過擴展現實可以模擬出持續的高壓環境，挑戰受訓人員的心理和生理極限，用作戰、對抗的方式模擬訓練，從而塑造更能適應真實戰場的軍隊。

隨著人工智能技術的進步，受訓對象也可以從人員擴大到智能設備范疇。數字孿生不僅可以應用于現實人員裝備到虛擬化身的投射，虛擬化身本身在不同世界中也可以有相應孿生，乃至于以物理機器人的形式出現在現實中。由于軍事元宇宙中不同世界間的互操作性，同一智能設備的算法在一個世界中訓練時積累的經驗知識是可以應用于另一個世界的，在各類極端、新奇、人員協作等大量不同場景中的訓練將實現智能設備算法更全面的知識與技能掌握，使得應用該算法的現實設備將具有更高水平的智能。

此外，在一些特殊需求中，使用軍事元宇宙技術進行訓練也確有必要。文獻指出韓國本國國土狹小、快速城市化導致訓練場地不足，需要借助元宇宙建立科學訓練體系以使得分散的士兵接受系統科學的訓練。在極端環境如高原、深海、太空或不易開設演訓場的環境如城市，可以借助元宇宙概念拓展訓練空間。對于一些難以仿真或仿真成本高昂的場景，軍事元宇宙技術可能能夠提供更真實完備的仿真以實現更好的訓練。如對于電子戰的仿真，電磁的破壞和復雜電磁環境的仿真始終難以逼真。認為通過元宇宙技術可以構建電磁環境由簡單到復雜的過渡，實現對電子戰的仿真，在此基礎上允許用戶按照自身能力水平調整電磁環境，以實現按需訓練。

3.2 改進作戰

在作戰指揮控制中引入軍事元宇宙具有一定的客觀需求性。從20世紀末起，網絡中心戰概念一直扮演著指控中的關鍵角色，其核心在于通過龐大的指揮所、集中的人員和技術來引接各類情報信息或數字信號以生成通用作戰圖，用于協助指揮員做出及時有效的決策。然而作戰日益復雜、數據量過載，繼續維持這一通用作戰圖變得愈發艱難，指揮所龐大的體量和頻繁的電磁交互極易被偵察發現，并成為對手高精度武器的打擊目標。

認為，構建合理的軍事元宇宙模型可以解決這一問題。借助軍事元宇宙，通過必要的人員和設備聯網，可以實現指揮所人員設備物理世界分離而在虛擬世界中聚集的效果；通過軍事元宇宙實現虛擬世界的中心化指控而無需擔心指揮所生存問題，同時通過軍事元宇宙的信息分發可以支持多點分布式的同步作戰，即實現了指揮控制的物理去中心化和效果中心化。也提出，軍事元宇宙可以使分布在各地的指揮官“面對面”探討決策部署，快速形成集體決策，并進行有效作戰。

軍事元宇宙還為作戰指揮控制提供了仿真推演驗證的能力。以導彈作戰為例論述了軍事元宇宙對推演裝備運用和戰法創新的支撐能力，認為軍事元宇宙可以匯聚不同地域專家共同參與同一仿真推演過程，過程中隨時提出問題并實時完善推演要素，從而可以達到更高的保真度和完備性，用于預測作戰系統或作戰方案在實戰環境中的各種問題，尋求應對措施。

軍事元宇宙另一個被用于改進作戰的方面是其能夠改進和擴展信息收集傳遞的方式。元宇宙的一大優勢在于其全連接性，建成軍事元宇宙即相當于建成了一個全連接的信息網絡。大量的數據和信息被融合到軍事元宇宙中，使用者可以更好地了解和協調各類信息，這給元宇宙在信息傳遞和情報收集方面提供了更多的可能性。提出了一種戰場元宇宙概念，認為可以作為戰時指揮通信網絡的備份手段，在指揮通信網絡遭遇毀癱后，通過元宇宙的通信鏈路維持基本通信。相類似的，也提出在通信受限情況下，通過共享的虛擬環境可以使部隊上下級、友鄰部隊間的交流保持暢通；此外，他還認為通過軍事元宇宙可以實現部隊之間全新的溝通和協作方式，在軍事行動過程中收集和分析信息將更加高效，使得指揮官和士兵更好地了解戰場情況。值得注意的是，軍事元宇宙的全連接性本質上仍然是通信網絡，其仍具有易受打擊、帶寬限制、網絡延遲、數據失真等多種問題，而為保持軍事元宇宙的異地實時一致，對基礎通信設施要求將會更高，這將成為軍事元宇宙構建和技術發展的一個挑戰。

3.3 改進信息能力

軍事元宇宙對于軍事信息能力的改進主要來自其對數據信息資源的統合，并能建立有效共享交流機制。無論美軍或是我軍，由于數據信息資源建設問題本身的復雜性和起初認識的局限性，都經歷了由各軍種各單位分散建設到尋求統一標準框架以實現逐步集成的過程，目前仍然都存在“煙囪林立”“信息孤島”的情況，這導致數據信息資產建設缺乏統一標準、數據信息資源交流不暢、數據信息資源質量較差等問題。而軍事元宇宙概念可能為這些問題的改進提供較全面的解決方案。

不同數據資源池在建立之初使用的技術標準差異，將導致其互相間無法連接。而軍事元宇宙的全連接性和互操作性要求其內在具有數據標準的統一性。各種類型的數據資源想要接入元宇宙，必須建立在統一數據標準之上，或開發能夠自動按元宇宙數據標準轉化的接口。這一工作并非易事，但在設計之初即優先考慮互操作性，則眾多數據信息資源與眾多軍事虛擬環境的連接將可能揭示出一體化軍事虛擬世界的真實價值?；诮y一的數據標準構建仿真內容也會更加經濟快捷，基礎的仿真內容可以被重用，避免重復建設的同時，增強模型的一致性；在各個細化場景中，只需要對變更部分和關鍵內容進行快速開發即可。軍事元宇宙技術的應用，也將使不同用戶間的模型更加協調一致，這有望促成不同用戶的合作。

數據信息資源建設的統一標準，將在一定程度上緩解數據信息孤島的現象，而為了數據信息資源的更順暢交流，則可以借助區塊鏈技術。數據不共享很大程度原因在于數據產出方的付出與收獲不對等，數據工作多是幕后工作，共享給他人的同時也常被認為將分析和應用成果送給他人，因此數據產出方多會希望數據信息資源自產自用，降低共享意愿，甚至不愿共享資源底數，導致數據資源重復建設、數據冗余問題嚴重。在軍事元宇宙中對數據信息資源進行資產化管理，引接各類數據信息資源的同時即采用分布式記賬方式記錄資產歸屬。由于區塊鏈采取了分布式共識機制、非對稱加密，實現了數據流轉的去中心化、可溯源，數據產出方將傾向于共享記名數據資產以獲得獎勵與影響力，也可以將數據資產按照NFT管理，通過合理的市場機制調節數據產出與使用的關系。

數據信息資源的統一標準和快速流通本身將在一定程度上緩解數據質量差的問題。在此基礎上，軍事元宇宙為數據質量改進提供了2個便捷通道：①數字孿生帶來的實時修正。軍事元宇宙通過數字孿生連接了現實系統與虛擬系統，數字孿生與仿真模型的差異反映的是建模仿真數據中可能存在的問題。②建模仿真一致性的修正。數據在軍事元宇宙中直接體現在建模仿真和可視化上，在虛擬世界的實體行為與交互中出現的錯誤缺位和反邏輯等均可以反映出數據的問題。軍事元宇宙中模型與交互不斷完善的過程，也是底層數據質量不斷提高的過程。

4、軍事元宇宙應用探索

目前來看，無論中美歐，各國家地區對于軍事元宇宙的構建尚處于起步階段[69]，但已經引起了商業公司和科研機構的興趣，其基本出發點是借助軍事元宇宙概念融合擴展現實、人工智能、數字孿生、游戲引擎等多項技術，開發更高效率、更低成本、強化真實感互動感的模擬平臺，尋求在真實復雜環境仿真、萬人級異地同步表示等方面有所突破。表3列舉了宣稱已經在進行軍事元宇宙探索的幾家公司或機構的產品，這些產品多數在構想或研發起步階段，僅可以被看作軍事元宇宙的雛形。

表3 軍事元宇宙產品簡介Table 3 Introduction to military metaverse outcomes

這些產品設計開發的典型方式是“擴展現實+多點組網+實時同步”?；诟咝У男畔⑼ㄐ啪W絡可以實現分散用戶的快速無延遲同步連接，用戶通過客戶端設備即可接入元宇宙網絡，同時設備的拓展現實設定為用戶提供沉浸式參與感，實現現實世界中分離的用戶在同一虛擬空間中共同模擬軍事訓練或作戰演練。

這些產品中完成度較高的是Red 6公司的產品ATARS和CARBON。Red 6是美國先進的AR空戰訓練服務提供商，能夠提供動態戶外寬視野、全彩、可演示的AR服務。其產品ATARS全稱“機載戰術增強現實系統”，為頭戴式設備，設備的AR投影具有動態性，將在不同的位置或時間觸發不同的內容；真實的飛行員駕駛真實的飛機，與AR合成的對手進行交戰，這使得美軍無需擁有對手實體飛機即可達到對抗訓練的目的。

ATARS本身僅是一款AR訓練設備，需要與Red 6公司的另一款產品CARBON結合來完成多人訓練。CARBON全稱“聯合增強現實戰場作戰網絡”，其功能是將戶外或在空的多架實體飛機連接到同一AR環境中，實現多機在虛擬環境中的信息通信、作戰態勢共有，并能夠開展多機協同作戰演練，這可以看作是一個軍事訓練元宇宙的初步形態。這一突破帶來了2個好處：①相較于美軍紅隊傳統上利用落后版本美軍飛機作為假想敵，AR投影敵機可以實現對手從外形到性能的全定制化，按需定制包括對手最先進戰機的一系列具體想定，增強飛行員作戰真實感和沉浸感；②無需使用實體對抗飛機，將降低訓練實施成本，同時降低了飛行員在對抗中因誤操作帶來的傷亡風險。

另一個典型案例是美國陸軍的合成訓練環境(synthetic training environment, STE)。這一項目起源于2016年，當時并未采用“元宇宙”的叫法，其構設的目標是刻畫多域環境的復雜性，為士兵創立具有沉浸感和挑戰性的戰場，實現訓練能力和作戰能力的結合；融合游戲、云計算、AI、VR和AR等多種技術，實現陸軍士兵在實戰中殺傷能力的快速提升。

這一項目包括三個部分：“同一世界地形”(one world terrain, OWT)提供3D地形數據集；訓練仿真軟件作為訓練引擎；訓練仿真管理工具進行有效的訓練設置。其中最突出的是OWT，這是一個正在建設的真實、通用、可訪問和自動化的3D地形數據集，可用于戰場上的模擬訓練、任務演練。在OWT中，美軍摒棄了“煙囪式”解決方案，將過往57種地形格式數據歸并為一種，可以為多種系統使用，建立了一次構建重復使用的模式。值得注意的是，在2021年的匯聚工程演練(PC2021)中，自動駕駛汽車使用了OWT來協助導航和定位試驗場的機器人系統，這可以看作是前文中提到的虛擬世界AI借助物理機器人操作真實世界事物的一個案例。

美國陸軍將訓練仿真的建設重點放在地形上，是出于初級戰術演練模擬中對快速精確生成作戰環境能力的需求，OWT可以為班排連訓練提供逼真的偵察、機動、掩護和射擊效果。OWT的未來建設目標是建立高保真數字孿生地球，為受訓人員在世界任何地方的訓練創建高保真仿真，通過擴展現實和數字孿生的結合，實現精準訓練向虛擬世界平移。

5、結束語

本文梳理了目前尚不統一的元宇宙定義，從3個不同脈絡論述了元宇宙的概念發展；論述了軍事元宇宙的建模仿真本質，從拓展建模仿真技術和提升LVC仿真能力兩方面論述了構建軍事元宇宙的必要性；從訓練、作戰、數據信息資源管理的實際需要出發，討論了軍事元宇宙帶來的改進；整理了宣稱正在進行軍事元宇宙開發的熱門產品并進行了有重點的分析。

總體來看，在過去兩年中，元宇宙經歷了追捧熱炒，也遭遇過質疑冷遇；元宇宙的概念興起于新的科技革新的催化之中，同時也可能作為核心概念牽引未來社會形態或戰爭形態的演變。馬修·鮑爾認為，技術經常會帶來意想不到的驚喜，但規模最大、最讓人驚嘆的發展往往是人們在幾十年前就預料到的。對于方興未艾的元宇宙及其軍事應用，應保持開放、積極的態度。雖然元宇宙概念處在起步階段，存在技術成熟度低、脫實向虛、缺乏治理等問題[77]，其未來發展仍不可限量。目前軍事元宇宙的建立也處在構想和研發初期，結合本文論述的必要性和需求，可以預見，隨著支撐技術發展和潛在應用場景開發，軍事元宇宙在未來軍事建設和戰爭準備中可能扮演更重要的角色。

審核編輯：湯梓紅