Rozšířená realita: Nová dimenze výcviku vzdušného boje

Výcvik pilota je zdlouhavá a velmi nákladná záležitost. V americkém letectvu bojový pilot začíná základním tréninkem SUPT (Specialized Undergraduate Pilot Training) na turbovrtulových strojích T-6A Texan II. Poté přechází na proudový výcvikový letoun T-38 (bude nahrazen T-7 Red Hawk) a následně k formální výcvikové jednotce, kde trénuje na vybraném bojovém letadle (F-16, F-35…). Od vstupu do programu SUPT až k dosažení počáteční bojové připravenosti „combat ready“ uběhne 40 měsíců. Tím výcvik a zdokonalování bojového pilota samozřejmě nekončí.

Co se týče ceny výcviku .Výcvik jednoho zahraničního pilota (zřejmě se základním výcvikem na cvičných proudových letadlech) na letounech F-16 v USA na úroveň „combat ready - alfa“ stojí v rámci programu zahraniční spolupráce FMA (Foreign Military Financing) 2,1 milionu dolarů. Komerční výcvik pilota (mimo FMA) stojí 2,8 milionu dolarů a výcvik pilota-instruktora 4,2 milionu dolarů. Jen pro představu, Slovensko pro F-16 počítá s počátečním výcvikem 22 pilotů, to znamená náklady minimálně 44 milionů dolarů (981 milionů Kč, 37 milionů euro). V každém případě můžeme s klidem říct, že výcvik špičkového bojového pilota (se stovkami letových hodin) pohodlně přesáhne částku pět milionů dolarů (111 milionů Kč, 4 miliony euro). 

Navíc pokaždé, když se pilot cvičí ve vzduchu, někdo další ho musí doprovázet (nebo proti němu bojovat). To vyžaduje další piloty (kteří se sami nemohou zdokonalovat), peníze a techniku. Již z principu věci je proto velmi obtížný a velmi drahý letecký výcvik za účasti mnoha (různorodých) letadel.  

Konkrétně ve Spojených státech běží řada programů snažících se zkrátit, zlevnit a zkvalitnit výcvik. Pokrok v leteckém výcviku je patrný zejména u nového cvičného letadla T-7 Red Hawk. Velký displej v pilotní kabině T-7 mimo jiné umožňuje simulovat systémy jiných bojových letadel (např. F-35 nebo F-22), včetně fungování zbraní, senzorů, komunikačních systémů nebo prostředků elektronického boje. To mimo jiné uvolní letové hodiny u výkonných bojových letadel. Podle portálu Air Force Magazine například u stíhaček F-22 je 60 až 70 % všech letových hodin vyhrazeno k výcviku „úvodních“ dovedností pilota. S T-7 Red Hawk půjdou všechny tyto dovednosti cvičit dříve a levněji.

Pilotní helma s brýlemi pro rozšířenou realitu ATARS; větší foto / Red 6

Skutečnou revoluci může přinést zmíněný systém rozšířené reality ATARS od Red6. Ostatně piloti F-35 ve svých helmách HMDS (Helmet Mounted Display Systems) již prvky rozšířené reality využívají. HMDS pilotům na pozadí reálného světa (a k reálným objektům) vykreslují počítačem generovanou symboliku, infografiku nebo letové údaje. Pilot s F-35 s HMDS tak nepotřebuje klasický „head-up“ displej nad přístrojovou deskou a může se dívat například „skrz“ podlahu kabiny.

Firmy Red 6 a EpiSci pracují vlastně na „reverzním“ využití této technologie ‒ ATARS pomocí průhledových displejů vykresluje digitální dvojčata nejrůznějších letounů (přitom ctí prosklení pilotní kabiny) a simuluje jejich reálné letové vlastnosti. Pilot se tak ve vzduchu může setkat s virtuálními dvojčaty velkého množství různých letadel.

Potenciál a možnosti ATARS jsou obrovské. Piloti během letu mohou například provádět blízký letecký souboj (dog-fight) s libovolným bojovým letadlem. Počítač bude přitom věrně simulovat schopnosti (včetně zbraňových systémů) i letové výkony nepřátelského letounu, to vše za pomocí prvků umělé inteligence (UI). Virtuální dvojče tedy za pomoci UI může simulovat chování špičkového bojového pilota.  

Ostatně zatímco Red 6 je systémový integrátor, grafické prostředí a virtuální letouny v systému ATARS jsou dílem společnosti EpiSci Tactical AI. Firma se mimo jiné zúčastnila virtuálního leteckého souboje Alpha Dogfight, ve kterém pilot v simulátoru bojoval proti virtuálním letounům ovládaných UI. 

ATARS

Vývoj ATARS v Red 6 vede bývalý britský stíhací pilot Dan Robinson. Dan Robinson byl mimo jiné první neamerický pilot létající na F-22A Raptor. Red 6 rovněž získala podporu amerického letectva. Není divu. Pokud Spojené státy nebudou inovovat ve vojenství (nebo v jiných klíčových oborech) rychleji než Čína, nedokážou překonat výhodu Číny v podobě násobně většího lidského kapitálu. Právě na inovativní potenciál své ekonomiky, kultury a společnosti Spojené státy sází (nejen ve vojenství) při mocenském soupeření s Čínou.

Robinson systém testuje na vrtulovém letadle Berkut 540 a s prvními prototypy ATARS již vykonal letecký „souboj“ s virtulním modelem Su-57 nebo provedl tankování z KC-46 Pegasus. Simulované letouny v rozšířené realitě přitom měly rozměry a výkony jako skutečné letouny a dokázaly reagovat na pozici a pohyb letadla Berkut 540. 

Podle Robinsona po těchto počátečních demonstracích byli lidé z amerického letectva ohromeni a firma okamžitě získala prostředky a podporu k dalšímu rozvoji. ATARS se mimo jiné zalíbila generálům z amerického Velitelství pro letecký boj (ACC [Air Combat Command). Red 6 rovněž navázala technickou a finanční spolupráci s Lockheed Martin. 

K firmě Red 6 se připojil také generál Mike Holmes, bývalý šéf ACC a nedávný šéf leteckého výcviku amerických pilotů. Prozatím Red 6 získalo 1,6 milionu dolarů od letectva a dalších 5,6 milionu od soukromého kapitálu. Nyní v rámci finančního programu SBIR Phase 3 hodlá americké letectvo v prosinci poskytnout Red 6 dalších 25 milionů dolarů.

Přístrojová deska Berkut 540 s pilotní helmou ATARS; větší foto / Red 6

Vývoj ATARS neustále pokračuje. Nedávno například Robinson na svém letounu Berkut 540 absolvoval blízký vizuální letecký souboj (dog-fight) s čínskou stíhačkou J-20 nad letištěm Camarillo v Kalifornii. J-20 byla řízená prvky UI a reagovala na samotné manévry Berkut 540. Cílem těchto počátečních demonstrací je výhradně ověření interakcí mezi reálným a virtuálním letadlem. 

„Díky tomuto vůbec prvnímu souboji proti banditům [letounům protivníka] v rámci vizuálního dosahu prokázala společnost EpiSci Tactical AI schopnost pracovat na skutečném letadle s letuschopným [sériově použitelným] hardwarem a senzory,“ uvedl Chris Gentile, viceprezident společnosti EpiSci. Gentile dále uvedl, že pomocí jejich řešení lze již nyní provádět letecký výcvik s virtuálními bezpilotními letadly nové generace, včetně robotických vedených letadel (loyal-wingman).

Nyní se chystá instalace ATARS do proudového výcvikového letadla T-38 Talon amerického letectva. Pokud se podaří technologii ATARS dotáhnout do konce, a potvrdí se počáteční nadšené reakce amerického letectva, řešení Red 6 může výrazně zlevnit, zkvalitnit a urychlit letecký výcvik. Pochopitelně, klasické formy výcviku, jako je létání na simulátorech a skutečný letecký výcvik proti reálným letounům, budou stále potřeba. 

S výcvikem amerických pilotů pomáhá také česká VRgineers a její brýle XTAL; větší foto / VRgineers

Možnosti ATARS jsou prakticky omezené jen lidskou představivostí. Piloti mohou bojovat nejen proti libovolným virtuálním letounům (stíhačky, bombardéry, vrtulníky), ale také provádět například spolupráci s virtuálním letouny spojenců, porovnávat výkony svých letounů s výkony různých letadel, bojovat proti virtuální protivzdušné obraně, proti lodím atd. Piloti vrtulníků s ATARS zase mohou cvičit například útoky na nejrůznější virtuální pozemní cíle nebo dokonce létat nad obřím virtuálním modelem měst protivníka.  

Za zmínku stojí, že do leteckého výcviku amerických pilotů silně zasahuje také česká společnost VRgineers, která americkému letectvu dodává špičkové přilby pro virtuální realitu XTAL. Česká virtuální helma umožňuje vytvářet věrohodné virtuální prostředí bez nutnosti budovat velké a velmi drahé letecké simulátory. XTAL rovněž využívá prvky rozšířené reality, kdy pomocí zabudovaných kamer snímá a rozpoznává reálné objekty ‒ pilot tak může sedět ve velmi jednoduchém (levném) modelu kokpitu a používat nejrůznější hmatatalené ovládací prvky (počítačově zrcadlené ve virtuální realitě).

„Náš obor se vyvíjí neuvěřitelným tempem a my musíme držet krok. Například již dva měsíce po uvedení modelu XTAL s 8K rozlišením na trh jsme měli dokončenou instalaci 55 zařízení na americké vojenské základně Vance Airforce Base, která je považována za průkopníka nových technologií ve výcviku pilotů amerického letectva,“ uvedl nedávno Marek Polčák, spoluzakladatel a šéf VRgineers.