技能类课程 (刺杀 )在虚拟交互环境下的探讨

缪存铁

武警海警学院 军事训练系 浙江宁波 315801

摘要：在我军历史上，刺杀曾扮演了十分重要的角色。刺杀与我军相伴成长。上世纪90年代初期，刺杀训练逐渐淡出训练场。新《军事体育训练大纲》于2018年再次将刺杀提上训练日程，全军刺杀骨干培训班诞生，给刺杀训练恢复提供了重要机会。

基于虚拟交互环境的刺杀训练能为学员营造安全的训练环境、使教员可以远程实施。高度可视化的训练形式可以着重纠正动作和强化学员的战场应激素质，同时也支持训练效果留存和反复研习。基于虚拟交互环境的刺杀训练对培养军人战斗精神、塑造良好的心理素质具有直接意义，同时对提高军人战斗技能也具有实用意义。

关键词：刺杀；训练；虚拟；交互环境；战场应激；

一、背景及问题

1.1 刺杀训练的必要性

在我军历史上，刺杀曾扮演了十分重要的角色。刺杀与我军相伴成长，最早可追溯到建军初期。那时红军人数少、装备差，刺刀是红军的一件重要武器，虽然在作战中经常运用，但没有形成制式化动作和训练套路。

直到建国前期，具有我军特色的刺杀训练体系才初步成型。1948年，东北军政大学教员苏呈祥结合实战经验写成了我军第一本刺杀训练教材，名为《解放军刺》。“解放刺”不仅吸取了“日刺”“苏刺”“华刺”（国民党军队的刺杀动作）的优长，还融入了中国传统武术动作，在全军推广后取得了良好效果。

刺杀对培养军人战斗精神、塑造良好的心理素质具有直接意义。我军在战争年代有一句口号：“要敢于刺刀见红！”通过刺杀训练可以强化官兵敢打必胜的信心和处变不惊的心态，构筑起坚不可摧的心理防线。

同时，刺杀对提高军人战斗技能具有实用意义。刺刀作为一种最后的战斗手段和随身格斗工具，仍然是战士不可或缺的一种重要装备，当今世界各国军队无不重视刺杀训练，即使是在配备了现代最新式武器装备的国外特种部队中，刺杀训练仍占有一定比例。

如今，美军、俄军、英军等都还在开展刺杀训练。尤其是在各国特种作战部队，刺杀训练是一项重要的近战歼敌技能，刺杀技术仍然实用有效，刺杀训练开展得如火如荼。未来战场，想在近战中保存自己、消灭敌人，刺杀是一种非常实用的战斗技能，也是军人必须掌握的技能之一。

1.2 刺杀训练存在的问题

刺杀训练的教学一般有讲做示范、结对拼(防)刺以及刺仿真人等。

其中讲做示范是刺杀训练的主要形式，教员通过讲解教授学员刺杀动作的口令、动作要领、动作要求等，之后学员进行个人体会、模仿练习以及结对练习。讲做示范的问题一是教学时间上保障有难度；二是因人施教，个别示范难以面面俱到；三是口令、动作规范性等缺乏验证手段。

结对拼(防)刺是综合运用格斗刺杀技巧进行真人1对1拼(防)刺，是检验训练效果最实用、最有效，也是最便利的手段。结对拼(防)刺的问题一是需要个人防护装备保护；二是缺乏“随身教员”指导改进；三是需要一定的场地保障；四是难以模拟战场搏杀的极限状况；五是无法对学员战场心理素质强化起到应有的作用。

刺仿真人是以仿真人替代真人进行刺杀格斗训练，其优势是刺杀时献血喷溅，非常有临场感，对于刺杀动作的准确性、力度等训练颇有帮助，但劣势也很明显，一是仿真人本身损耗大，耗材成本高；二是仿真人的动作固定，难以达到“实战对抗”效果；三是少有动作交互，难以使学员做到活学活用；四是对于非受训学员的视觉体验不好。

二、确定刺杀训练的优化方案

从1963年VR技术概念被提出至今，经历半个世纪的技术蜕变，2016年VR技术已经发展到计算机应用领域的最前端，并集成了计算机图形学、接口技术、人工智能技术、传感器技术、多媒体技术以及网络技术等领域。VR技术的发展，同时衍生了增强虚拟现实效果的诸多技术。

20 世纪90 年代中期, 美军耗资10亿美元建成近战战术训练系统( CCTT )。2013年12月11日，美国陆军开始使用虚拟士兵训练系统，这是第一个步兵沉浸式训练系统。2014年挪威将Oculus Rift VR头盔用在坦克驾驶系统上，连接固定在坦克外侧的摄像头后，坦克中的士兵们能以第一视角看到360度的全方位影像。2018年，美国海军陆战队中心Hueneme分部宣布与行业伙伴Moback合作，利用VR/AR技术加强美国海军的舰队战备能力。

随着VR技术的快速发展和广泛应用，中国军队也认识到了VR技术在军事训练中的巨大优势而开始增加对该技术的关注和投入。例如在2016年开始用VR技术训练伞兵，跳伞员可以通过虚拟现实眼镜中的第一视角配合软件进行模拟跳伞。此外，通过对VR技术应用现状的分析，了解其在军事领域的最新应用和发展趋势，可以为我国VR+军事技术的研究应用提供参考，不断提高指挥现代化战争的水平和锤炼打赢现代化高技术战争的能力。

目前VR/AR/MR技术在军事领域的应用场景主要包括虚拟战场、作战训练、虚拟武器装备操作训练、网络化作战训练、武器装备的研制与开发、仿真装备模拟、战场心理训练、灾情救援仿真模拟等。然而，在VR/AR/MR环境下单兵非装备作战技能训练(如刺杀、搏击等)领域，国内外目前并无成熟且大规模装备的训练方法和产品。

强大的虚拟现实技术能让人们在虚拟场景中运动的同时还有身临其境的感觉，能在室内幻境体验刺杀的乐趣，并伴随较强的娱乐性与运动感。本课题组希望能对虚拟刺杀教学系统环境的构建同时达到增强虚拟现实效果，通过对3DMax、Unity 3DShaderLab以及国产3D技术对增强虚拟现实效果理论的深入剖析，探索虚拟现实效果技术，为实现刺杀教学虚拟现实系统的应用研究作铺垫，并根据刺杀教学特点，进行虚拟现实交互的教学设计规划。

刺杀训练效果的评判目前几本还是基于肉眼观测为主，人为因素影响较大。仿真训练系统可以对指标进行量化考核，在实战训练中，系统利用评估模型对实战双方的对抗行为进行效能评估，可以对双方的战果进行公正、合理的评判，检查是否达到训练目标。

三、虚拟交互环境格斗仿真平台研制及优化过程

本次共研制1套格斗仿真平台+2套格斗仿真终端进行示范(含刺杀训练课件)。

其中第1套（设备编号：）为单项训练系统。单项训练系统由半实物人型靶、电子感应芯片、触感手套、仿真武器、VR终端组成。通过感应芯片采集受训者击打的力量、速度、冲量、位置、单位时间内的击打次数等指标参数，利用格斗仿真平台的刺杀模型进行分析，直观显示和反映受训者发力的准确程度和杀伤能力。例如刺点受力数据为910磅，约410公斤，被击中位置在左胸，则足以刺穿身体。实际作战中，受训者的反应速度和判断能力是能否制服对手的重要因素。固定人靶在假人要害部位和主要关节内布均安装电子感应芯片，通过与VR 眼镜联动，受训者在假人触发动作之后迅速作出反应进行攻击或闪躲/格挡，系统从而获得并评价受训者的反应速度和反应准确性。

单项训练系统的战技指标包括：击打力量、击打速度、击打冲量、单位时间内击打、每次击打力量、击打的准确性、反应速度等。

第2套（设备编号：）为实战训练系统(1对1、1对N、N对N、自由搏击/刺杀)。实战训练系统由实战电子护具、电子感应芯片、触感手套、仿真武器、MR终端组成。实战中可支持单人训练、对抗训练和多人实战训练。实战训练中受训者穿戴内部带有电子感应芯片的护具、仿真武器等，通过感应器采集实战击打的各种数据并利用利用格斗仿真平台的刺杀模型进行快速实时分析，显示击中对方的次数、被击中次数、击中的部位、被击中部位、每次击打力量、击打动作的标准程度以及击打动作回放等，并在达到训练设定阀值时结束训练并判定胜负。

实战训练系统的战技指标包括：击中对方次数、击中对方的部位、被击中次数、被击中部位、每次击打力量、最大击打力量、最小击打力量等。

四、研制刺杀能力评价模型

4.1 刺杀大数据收集

通过电子感应芯片采集多人、多场景刺杀过程数据，以此为基础建立格斗仿真平台后台大数据中心。对采集的大样本数据进行有效的建模分析以及学习优化，一方面得出最有效的刺杀训练参数和曲线，另一方面建立更加精细化、更加贴近实战的刺杀评价模型。

4.2 刺杀过程数据的保存和统计

格斗仿真平台具有过程数据自动保存功能，按一次刺杀训练为一组数据计算，可以在线保存不少于30000组数据。这些数据包括：受训者击打的力量、速度、冲量、位置、单位时间内的击打次数以及录制的过程视频等。通过预留的通讯接口可以将上述数据上传至中心服务器，为刺杀数据的统计和分析提供支持。

4.3格斗仿真训练设备的远程监控

4.3.1 远程数据监控

2套格斗仿真训练设备均已安装远程数据传输模块，实现远程监控，手机APP端查看数据。达到远程实时知晓格斗训练的状况，准确的对刺杀格斗动作进行远程手动评价和自动评价操作。

4.3.2远程视频监控

除此以外，还可实时查看刺杀训练视频。在2套格斗仿真训练设备周围安装视频监控系统进行拍摄监控以及骨骼动作识别功能，用以辅助系统评价。

五、小结

格斗仿真训练平台能够利用VR/MR等技术实现以往军事技能类课程教学(如刺杀)中存在的各种问题，能够精确的对格斗/刺杀动作进行多指标评价，能够支持单项技能训练以及综合实战训练，同时，基于仿真战场环境的作战场景想定，也能在一定程度上提升受训学员的战场心理素质。

未来计划引入专家系统，及时显示和辅助受训学员/教员在训练过程中出现的问题，利用现代化信息平台的优势，融合成熟现代技术手段，对标新《军事训练大纲》，聚焦于能打仗、打胜仗。对军事技能类训练的目标任务、内容重点、方法条件、标准要求等进行系统改造，着力打造实战化、联合化、科学化、规范化的训练内容体系和相关制度机制。

参考文献

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[3]杨晓斌. 重视刺杀训练的“隐形价值”[N]. 解放军报,2018-04-25(009).

[4]周雷.信息化战争军人仍需上刺刀[J].政工学刊,2016(04):77.