导读：作为“点肆100”计划的一部分，工业4.0研究院拟发布系列文章，分享数字孪生维护、数字战役和数字孪生战场相关研究成果。第一个阶段完成了数字孪生维护分享，目前进入“数字战役”阶段。
美国空军为了推动“数字战役”，动员多个部门开展各种各样的活动。其中，美国空军研究实验室（AFRL，Air Force Research Laboratory）发起的AFWERX成为最为引人瞩目的活动之一。
AFWERX 是AFRL的一个技术理事会，同时也是美国空军的创新部门，它通过将创新技术开发人员与美国空军合作，加速敏捷且负担得起的能力转变。
为了形成技术创新生态，AFWERX拥有AFVentures、Spark和Prime三板斧。从字面含义来看，读者对其工作应有基本的理解。
AFVentures 为先进技术扩展了国防工业基础，Spark 为空军和卫士人才提供支持，Prime 推动向作战能力过渡。
学术界、工业界、投资界、机构间和国际合作伙伴之间的合作对于扩大技术、人才和两用能力的过渡至关重要。
2021年，Fast Company 将 AFWERX 评为创新者最佳工作场所第 16 位。
为了让读者更容易理解AFWERX的运行模式，以及涉及到的具体创新项目，本文选择了它正在开展的“高级培训概念挑战”（Advanced Training Concepts Challenge），对相关内容做了编译，以便大家更容易理解。
美国空军全球打击司令部 (AFGSC) 正在寻求最先进的培训内容和组件，以提供更灵活的培训，以快速培养熟练的飞行员。
现有的培训计划方法、设备和工具已经过时且不足。通过现代、灵活和可持续的通用培训工具，提高全球打击司令部培训计划的整体有效性。
在最近针对这一挑战的挑战定义研讨会上，确定了三个可以显着改进的领域：
B-52 通信培训- 目前，B-52 没有通信培训师。目标是在飞行阶段之前在个人和集体层面为学生创建一个正式的培训单元 (FTU) 培训师。
爆炸物处理 (EOD) - 没有针对飞机事故场景的核弹药处理培训师。目标是为联合部队——在个人和集体层面——创造一种高保真、令人愉快、身临其境的训练体验，以了解如何最好地应对这一事件。
E-4B 通信维护训练机 - E-4B 是波音 747-200 的军事化版本，拥有各种各样的通信设备。目前，缺乏可用于实践培训的培训师和飞机，这迫使飞行员在工作中学习，没有经过批准的标准化培训计划。目标是为通信导航飞行员提供培训师，以便他们能够提前学习执行标准化的通信系统维修。
解决这些领域是本次高级培训概念挑战赛的重点，以确保任务集的有效和成功培训。
美国空军全球打击司令部认为，需要新的解决方案来创建全新的训练能力，最终目标是开发一种通用的开放架构能力，能够支持这三个用例涵盖的一系列培训需求，并且可以扩展到未来的用例。
这个概念能够展示以下总体运营能力：
能够在非机密环境中操作
制定路线图，在机密环境中操作训练器的一部分
确保网络安全
允许在线和离线进行培训，24/7
便携，可在各种位置操作，包括偏远地区
具有成本效益
STRIKEWERX与美国空军全球打击司令部合作，为高级培训概念挑战赛寻求想法、概念、原型、解决方案组件和/或综合解决方案。
按照高级培训概念挑战赛的要求，参与者应在以下一个或所有挑战重点领域具有专业知识的个人、公司、团队、学者、投资者和政府实体参与：
学习管理系统 (LMS)启动培训环境并允许所有类型的沉浸式内容（增强现实/虚拟现实/混合现实、测试、视频、设备等）的可访问性和可用性。该系统在个人和集体层面为多个用户提供服务，并由虚拟讲师提供支持，以增强培训过程。该系统针对内容设计人员进行了优化，可提供有效和逼真的内容，供教官评估和指导飞行员，以及让学生轻松访问培训、接收反馈并跟踪他们的进度。该系统将连接到个人层面的记录、认证和报告，这些信息将被汇总以识别总体趋势和机会。该系统将易于访问，具有单点登录，并且将是网络安全的。
训练环境模拟现实世界，可供内容提供者和创作者开发动态训练场景。培训场景将基于 AFGSC 提供的教学大纲。该环境将与设备无关，并满足用户主导和讲师主导教学的所有三个培训任务用例需求和要求。这些培训环境将具有个人和集体模式，以允许技能发展、任务熟练度和保留。模拟体验需要适应所有级别的训练——从低保真到高保真视觉、触觉和听觉。可以在室内和室外使用多种适应性强的训练设备，并且需要在环境上坚固耐用。
除了人类教练外，虚拟教练还将为各个熟练程度的飞行员提供额外的按需指导。它将提供适应性教学的广度和深度，并为每种类型的学生提供她或他喜欢的学习方法。这将评估飞行员的能力，并通过个性化和持续的数据驱动反馈循环来修改个性化培训和发展的指导难度。虚拟教练还将教授飞行员从死记硬背的清单执行到完整的系统理解的整个学习范围。
混合现实硬件对用户体验至关重要。培训模块可以构建在设备上，就像智能手机或平板电脑或扩展现实护目镜一样简单。手套、西装和其他设备等触觉设备可以通过为重新创建的虚拟环境增加真实感来进一步刺激感官并改善用户体验。
挑战参与者可以为所有重点领域提交一份参赛作品，或为各个重点领域提交量身定制的输入。
重点领域：学习管理系统
该重点领域所需的能力包括但不限于：
按需培训和可访问性 24/7
帮助台界面
持续集成、交付和监控
内容交付
通过人工智能/机器学习识别学生发展机会
与飞行员记录和认证的联系
培训逾期通知
培训安排
趋势分析和报告工具
在培训课程期间访问参考资料
与当前和毕业学生的协作能力，从聊天室到头像参与（非关键要求）
在此重点领域内可能考虑的技术或功能包括但不限于：
通过人工智能和/或机器学习进行自适应学习
数据分析
报告工具
单点登录
协作和/或消息传递工具
插件支持
绩效跟踪和评估
通用用户界面/用户体验
重点领域：虚拟讲师
该重点领域所需的能力包括但不限于：
交互式和混合式学习方法，以适应所有类型的学习方式
按需能力
个性化学习
导师的一致性
适用于所有级别的培训
评估能力和建议规范性培训
通过人工智能或机器学习实现虚拟语音
通过演示跟随专家
行动后审查和培训后汇报
现场或不参加讲师培训的选项
在该重点领域内考虑的可能技术包括但不限于：
声音和视觉现实主义
自适应场景注入
语音识别
聊天机器人
纠正措施
重点领域：培训环境
该重点领域所需的能力包括但不限于：
任务集的灵活性
使用硬件的能力
高保真环境
教学大纲游戏化
身临其境和令人兴奋的体验
即插即用培训模块
第一人称观看
个人和团队模式
对技术专家的回馈支持
访问技术订单库
线上线下使用
面向未来
在该重点领域内可能考虑的技术和专业知识包括但不限于：
游戏引擎
协作和沟通工具
心理学家
行为科学家
UI 和 UX 设计师
游戏设计师
替代现实/虚拟现实/混合现实
核/生物/化学工具
5G
云
重点领域：硬件
该重点领域所需的能力包括但不限于：
便携式硬件
坚固且防风雨的硬件
网络安全硬件
面向未来
能够扩展以在具有分类内容的分类区域中操作
在该重点领域内可能考虑的技术和专业知识包括但不限于：
触觉
生物识别（例如，传感器、生物反馈、眼动仪）
力传感器
可穿戴设备
大脑和压力传感器，测量认知功能和工作量
人为因素
风镜
平板电脑和其他便携式边缘设备
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