美陆军尝试用AR技术在战场排雷

来源：传感器技术

在军队里工作是一项艰巨的任务，可以预见的是，陆军排爆部队的士兵们每天都要承受很大的压力。这些排爆专家的任务是清除未爆炸的简易爆炸装置，例如地雷和其他简易爆炸物。

当你对他们的工作方式稍加了解后，你就更能意识到其中的可怕。

发现和拆除隐藏爆炸物的办法通常是使用金属探测器，或是将类似技术加装于专用的机器人装置上。他们必须以均匀的速度缓慢而稳定的扫描一片区域，士兵们通过侦听一种特定的频谱来识别潜在的物体。如果前进的节奏不稳或者走的太快，他们都会遇到潜在的危险。

为了使这些威胁更加可视化，陆军通信电子研究、开发和工程中心的研究人员已经开始研究一种令人兴奋的新型炸弹探测技术，该技术可以通过AR头盔或移动平板设备为士兵提供可视化数据。

最近，在维吉尼亚州贝尔沃堡的CERDEC的测试中心展示了一种金属探测器的原型装置，它在一堆沙子上扫描，附近的屏幕随后投射出数字图像，显示沙子深处的情况。

一位名叫Jared Huffstickler的中士说道：“这让我们可以在地面上发现爆炸物的特征，而无需亲身涉险。”他是CERDEC的夜视系统的一名工程师，也是电子传感器的操控者。

虽然探测器提供的图像还谈不到什么高质量，但它确实出色地向地面传达了地下的关键信息。该设备使用一种被称为“颜色编码”的数据模式，可以将外来物体转换成明亮的颜色，如红色和黄色。这意味着图像中颜色越深的区域，对应地下有异物的可能性就越小。

另外这个探测器还可以利用先进的雷达技术识别物体的形状，“探测器可以显示地雷的形状，而不只是一个圆形，士兵可以通过这些信息来它是否构成威胁”，陆军反恐部门的科学家Chris Marshall说。

附：

一文读懂AR技术

来源：视景生活

所谓的虚拟现实(VR)拥有一个环绕头戴式设备用户视野的完整环境，整个世界的呈现以及让人沉浸的方式，让观看者能以第一人称或是旁观者的角度参与其中；而扩增实境(AR)则是呈现头戴式设备用户所在之真实世界场景，但添加、或说扩增了计算机产生的影像，让观看者感觉那好像是现实世界场景的一部分。

无论是VR或AR，带给观看者的感官体验都很难形容；只有2D平面的文字或是屏幕，无法传达3D空间的运动。为此，头戴式设备业者Meta的创办人暨首席执行官Meron Gribetz在他去年2月发表的TED专题演说中(参考下方YouTube视频)，让听众能充分欣赏AR的艺术并展示了利用该技术助力医疗研究的方案。

Gribetz描述他在2011年冬天美国纽约市的某个酒吧里经历的灵机一动，当时他坐在一个同事对面讨论事情，突然那个同事的手机响了、他接起电话，于是那支手机打断他们的对话分散了注意力；但在房间的另一边，有人是拿着手机分享Instagram照片给旁边的朋友看。所以只是因为手机显示屏幕朝着不同的方向，Gribetz与他的同事是被隔开，酒吧另一边的小团体则是更为贴近。

从这里他想到，我们应该利用机器把我们的工作、甚至是概念性的工作在现实世界呈现，而不只是将它们紧紧捂在自己手里，无论是用智能手机或是台式机；也就是说，我们可以环绕着以全像(holographic)方式虚拟出的营火，与众人会面、分享与合作。

在Gribetz的TED专题演说视频里，显示美国加州大学旧金山分校(UCSF)的Adam Gazzaley博士，在他的实验室里以直观的自然手势存取、操作并分享3D数字全像信息；他是利用Meta的Meta 2头戴式设备开发工具包之神经科学驱动接口(neuroscience-driven interface)，进行“玻璃大脑(glass brain)”研究项目。

最近于美国旧金山举行的穿戴式科技大会(Wearable Tech Conference)上，笔者有机会从Meta首席技术官Soren Harner那里更进一步了解这种简单直观接口背后的辛苦工作；他表示：“我们的任务是透过将显示器、嵌入式系统、光学组件、传感器、计算机视觉以及同步定位与建图(simultaneous location and mapping，SLAN)整合在一起，把AR推向下一个阶段，然后将有所这些先进技术装进手机或头戴式设备。”

Meta首席技术官Soren Harner

光学技术的突破

在光学技术方面的突破，包括完整的90度视野以及2,560 x 1,440高dpi显示。在可看透的头带显示器的上方区域分辨率较高，让用户能更清楚看到信息；下方的工作区域则是较宽广，以适应人们在工作时用双手操作物体的方式，而这部分的显示器也是透明的，好让使用者能与同事对视。

Meta 2扩增实境(AR)头戴式设备 （来源：Meta）

Meta 2的较宽广视野以及传感器数组，让用户能像是对待实体物品一般，看见、抓取以及移动全像物品，就像是上面的视频中Gazzaley博士所做的；与全像互动的直接手势，完全是自然而且直观，不需要任何学习曲线。

Harner表示，在工程技术这端：“我们积极建立自己的电子工程师团队，他们需要在集合传感器、光学组件、成像、追踪技术与计算机视觉的嵌入式系统领域有丰富背景；”他在专题演说中并指出，使用Meta的系统：“用户自己就是操作系统。”

他进一步解释：“这意味着我们透过将内容空间化(spatializing)于使用者面前，降低了复杂度；而不是将内容以层层套迭的方式来放置，像是传统操作系统里的文件管理器那样。

这改善了工作内存，并减轻了机器的负担。” 这也是一直以来人类在3D空间中使用实体工具的模式，我们会伸手拿取而且将那些工具到处移动；换句话说，要让处理过程更快、更精确且有效率，输入与输出──也就是思考/行动以及导致的结果/反应──必须要最大化。

传统2D空间的操作系统采用一条抽象链(a chain of abstraction)，使得思考与行动之间脱节(disconnect)，也为工作内存带来难以承受的负担。

因此Meta的技术能允许在用户实体工作空间的实体工具旁边，建立AR工具以组织数字内容。

Harner表示：“藉由让用户有机会能让实体与数字工具在身体周遭相同的3D、实体环境中共存，而不是以抽象语意架构的形式呈现，我们能实现在该空间中更自然的组织工具方式，降低认知循环以及系统负担，因此将用户体验推向一个全新层次。” 允许直观运动为运算建立了一个阻力最小的神经通路，以及全新的零学习曲线方法，用户现在能用数字设备将自己的肢体向实体世界伸展；因为那就是我们一直以来做事情的方法，所以不需要学习。

传统的计算机接口要求我们在遇到每一种新操作系统时，就得学习新的抽象概念以及阶层式的架构，或许这是在2D平面我们能做到的最佳方法；但透过利用我们周遭的3D区域，以空间花方式来安排内容，就具备能降低存取信息以及与之互动的复杂性。

总而言之，AR技术具备能让所有使用者朝着更强、更直观生产力发展的庞大潜力。

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