开yunapp体育官网入口下载手机版 连载丨支持敏捷作战部署：利用训练技术培养多能空军人员

摘要：2023年12月20日，兰德公司发布了一份报告“我们需要的力量：培养多能空空军人员并实现敏捷的运营部署”，该报告全面介绍了“多能空空军人员”倡议。本文摘自以上报告，主要介绍了多功能空军人员的培训。首先开yun体育app入口登录，本文提出，多能空军人员的基本任务通过三种类型的任务要求进行分析：感知，认知和运动，并解释现实生活中的培训，基于计算机的培训，触觉培训模拟器，增强现实现实技术技术，诸如虚拟现实技术，全面培训设备和基本任务之类的培训技术之间的映射；其次，简要介绍了使用扩展现实技术的当前状态；最后，通过两种供暖，建设和分发工作计划的案例，将解释新的。培训技术用于培训方案，用于多能空军人员的基本任务。关键字：敏捷战斗部署，多能空军人员，培训技术，虚拟现实，增强现实

多能空军人员（MCA）概念在发展和维持次要技能方面面临重大挑战。当被问及多功能空军人员概念的主要风险和权衡时，利益相关者通常对达到次要任务的可接受水平的需求以及减轻主要任务技能下降的需求表示担忧。 。此外，当被问及与培训多行动空军人员相关的障碍时，利益相关者通常表示缺乏资源（例如人员，物资，资金和时间）来满足其他培训需求。这些问题并非一无所有。在美国国防部和私人公司的经验表明，如果没有有效管理，交叉培训计划可能会削弱人们的专业技能。在本文中，RAND研究人员研究了如何使用高级培训技术来培训多感空空军人员。具体来说，兰德研究人员将寻求使用适当的培训技术来满足多能空空军人员的培训需求。

尽管对多容量空军人员的培训已在很大程度上委派给了空军翼级，但空军以授权表（TOA）的形式提供了一些总体指导。该授权表概述了任务生成（MG）所需的多能空军人员任务（2级技能），而空军专业人员（AFSC）批准了每个任务中的跨使用培训。为了检查多能空军人员的培训技术和培训需求，研究人员首先对与批准的授权表相关的任务基本工作（MET）进行了认知任务分析（CTA）。认知任务分析包括感知的需求，运动需求（例如体育锻炼）以及其他判断，决策和沟通需求（共同称为认知需求）。尽管认知任务分析仅限于当前的授权表开yun体育app官方下载入口，而重点是任务生成，但研究人员对认知任务分析的应用可以转移到其他任务域。然后，研究人员简要概述了选定的高级培训技术，并介绍了对这些技术的相对优势和缺点评估，以满足受试者专家（SMES）的多能力空军人员的培训需求。最后，研究人员使用了两种情况来说明某些高级培训技术如何帮助完成特定的多能空军人员任务培训。

1。分析多能空军人员基本任务的认知任务

认知任务分析对有效执行不同任务所需的知识和技能进行了分类和比较。认知任务分析的结果可用于各种目的开yunapp体育官网入口下载手机版，例如创建培训系统或设计界面以增强人类绩效。认知任务分析可以在不同的特定程度上进行。为了确定适合跨训练多功能空军人员的技术，研究人员在工作量模型中采用了克里斯托弗·Wickens的三种任务要求：

培训系统的设计需要在感知，认知和运动技能以及有关支持基本任务的知识和类型的更多信息之间进行更细致的区别。但是，这种基本的“三类需求”模型在确定合适训练技术的基本特征方面具有很大的好处。

1。认知任务分析在多能空军人员的基本任务中的应用

图1显示了四个代表性任务基本任务的认知任务分析评级。从图可以看出，“人员问责制”不需要任何维度的高标准。相反，“便携式通信维修套件通信卫星蝴蝶天线安装”需要对所有维度的高要求。 “飞机武器保险/停顿”对感知和运动维度有很高的要求，而“飞行运营超级职责”对感知和认知维度有很高的要求。

图1。四个任务的基本工作的感知，认知和运动维度等级

2。基本任务工作与培训技术之间的映射

培训技术涵盖了广泛的领域。在评估与多功能空军人员有关的培训技术时，研究人员仅限于分析如何实施培训，即培训媒介，而无需全面审查所有潜在的培训技术（例如游戏，网络，互操作性，人工智能，人工智能，生理评估，生理评估，技术，学习管理系统，各种模拟器）。研究人员根据他们提供实用和/或虚拟内容以促进知觉，认知和运动技能培训的能力对培训媒体进行了分组。具体来说，研究人员将培训媒介分为现实生活培训，基于计算机的培训（CBT），增强现实（AR）或虚拟现实（VR）培训，使用触觉培训模拟器或集成的培训设备进行培训。

2.1现实生活培训

现实生活培训是实施培训的黄金标准。通过与战斗环境紧密相匹配，现实生活训练可以最大程度地减少训练的迁移距离，从而最大程度地提高训练的迁移效果。现实生活培训是培训认知，感知和运动技能的理想选择。但是，至少在日常培训中，现实培训的成本或风险太高，无法练习某些技能。

2.2基于计算机的培训

基于计算机的培训使用设计用于学习的独立计算机程序。可以定制基于计算机的培训，以使学员可以控制他们与预设的材料本身的互动方式，并将受训者的反应与系统反馈相结合。基于计算机的培训可以提供多种内容，可以在不同的领域和学习者中产生良好的学习结果。基于计算机的培训特别适合培训认知技能，也非常适合培训某些感知技能，例如注意力控制和图像识别，但不适合培训其他感知技能，例如相对于物体相对于其对象的位置自己的。空间信息。基于计算机的培训不适合培训运动技能。

基于计算机的培训元素可以与其他内容交付方法结合使用，以指导学员选择通过增强现实或虚拟现实技术提供的经验。当研究人员谈论基于计算机的培训独立于集成解决方案时，研究人员是指在计算机或其他电子学习设备上提供内容。

2.3触觉训练模拟器

触觉训练对于掌握运动技能至关重要。触觉训练模拟器提供了力量和触觉反馈，使学员更容易练习运动技能。这些模拟器在自由度上有所不同（即设备支持运动的维度数量），力反馈程度和感知的真实性。研究（尤其是在医学领域）发现，触觉设备可以提高模拟培训的有效性。总体而言，触觉训练模拟器是训练运动技能的理想选择。它们还可以纳入培训知觉和认知技能的全面设计中；但是，纯触觉训练模拟器不适合培训知觉或认知技能。

2.4增强现实技术

增强现实技术将虚拟信息叠加在现实世界的场景和对象上。叠加的虚拟信息可能包括教学信息，图像和知觉提示。增强现实技术的成本相对较低，可以由手机，平板电脑，头盔显示器和其他设备提供。最近的一些分析发现，增强现实技术与在非模拟控制环境中的培训一样有效，甚至比它更有效。信息覆盖的使用使增强的现实技术是训练认知和感知技能的理想选择。此外，增强现实技术可以使学员可以与现实世界中的真实物体互动，因此它也非常适合训练运动技能。

应当指出的是，增强现实技术解决方案使学员可以与物理和物理环境进行互动，但是一些增强的现实技术主要涉及可视化，因此并非所有增强现实技术解决方案都可以用于帮助受训者的主要运动技能。

2.5虚拟现实技术

虚拟现实技术可以创造一个沉浸式的环境，从而通过产生高度模拟的三维场景来使用户感到沉浸感。虚拟现实技术可用于练习太昂贵或太危险而无法在现实世界中执行的技能，例如火灾或危险货物泄漏处置。像增强现实一样，在某些情况下，虚拟现实与传统培训方法一样有效，甚至比它们更有效。虚拟现实技术是训练认知和感知能力的理想选择，尤其是对于低频，高风险的事件。重要的是，VR技术的有效性受到任务/技术匹配的影响，例如，当使用VR技术与真实的手动设备结合使用时，对具有移动元素的任务的培训是最有效的；使用实际手术工具，进行的虚拟现实手术模拟训练也比仅使用键盘和鼠标进行的类似模拟训练也更有效。简而言之，纯虚拟现实技术不适合训练运动技能，但是可以用触觉设备来补偿此缺陷。

2.6全面的培训设备

全面的培训设备将增强现实或虚拟现实技术与触觉设备相结合，以创造现实的感知和运动体验。增强现实或虚拟现实技术可以提供感知输入，而触觉设备可以支持手动输出。除了精细的运动技能外，集成的培训设备还用于培训需要认知和感知技能的任务，例如医疗手术和对运动员的日常培训。由于集成的培训设备包含增强的现实或虚拟现实技术，因此非常适合培训认知和感知技能。而且，由于集成的培训设备包含触觉设备，因此它也非常适合训练运动技能。

3。摘要

表1总结了不同类型的培训技术的优势和缺点。在各种技术中，增强现实技术，全面的培训设备和现实生活培训非常适合培训感知，认知和运动技能；虚拟现实技术可以有效地应用于对感知和认知技能的培训。触觉训练模拟器最适合用于训练运动技能的模拟器的训练；基于计算机的培训通常仅限于培训认知技能。

2。各种培训技术的现状

为了了解各种培训技术的当前状态，如何使用以及带来的好处和风险，研究人员采访了来自20个国防科学和技术组织的36位主题专家。讨论的技术不专门使用或仅适用于多能空军人员的任务（例如，一些接受采访的主题专家主要关注飞行员或医疗培训），但是每种技术都有可能应用于培训多项 - 能源空军人员。在这些讨论中，研究人员试图了解高级培训技术和方法的当前状态，即哪些可用技术和方法可用，当前如何使用这些技术和方法，以及如何使用它们来满足多能空军人员培训要求。研究人员还试图获取任何可以激发美国空军部（DAF）多俘虏空军人员的培训的教训。

1。辅助技术

第一组访谈主题与高级培训技术的潜力降低了多能空军人员的风险以及减少多能空空军人员的培训时间。

1.1扩展现实技术（XR）可用于培训知觉，认知和运动技能

扩展现实是一个涵盖增强现实，虚拟现实和混合现实的术语。许多受访者介绍了扩展现实技术如何应用​​于培训以及适合哪些类型的技能培训。

增强现实技术可以通过多种方式来训练感知和认知技能。一位受访者描述了增强现实技术如何通过展示项目清单作为人练习，判断和决策技巧来减少培训期间的认知需求。例如，增强现实系统可以从“设备或仪表板上打印的QR码”中检索内容。另一位受访者说，增强现实技术可以提供感知线索，以教人们在复杂的视觉场景中要注意的事情。相关的是，增强现实技术可用于训练知觉分辨率；例如，研究人员了解到，增强现实系统可以允许技术人员“从图书馆拨打图像来确定电气组件是否已磨损并需要更换，还是需要再使用几年？”最后，增强现实技术使个人可以与位于偏远地区的教师共享视觉信息。如这些示例所示，增强现实技术可用于训练和支持实时性能。

在适当的情况下，虚拟现实技术也很有用。它对于低频，高风险训练方案很有价值。

一位受访者描述了将增强或虚拟现实元素与物理道具相结合以创建集成系统的情况。例如，一位受访者通过建造一个用柱塞作为操纵杆的木制驾驶舱来创建一架简单的飞机战术教练，并将其与一对商业现成（COTS）虚拟现实眼镜配对，以呈现出沉浸式的效果。这使学员可以以相对较低的成本练习基本飞机运营所需的感知，认知和运动技能。三维（3D）打印技术使得将道具与扩展现实技术结合使用变得更加容易。当多能空军人员使用实际系统不安全感（例如武器上的射击设备）或实际系统在培训期间无法使用时，这种方法是可行的替代方法。

1.2扩展现实技术可用于改进而不是替代现实生活中的培训

许多受访者说，扩展现实技术的最佳用途是改进而不是取代现实生活培训。例如，扩展现实技术可用于在现实生活培训之前练习基本技能。一位受访者说，使用扩展现实将航班的基础知识介绍给新飞行员的效果：“他们在'一美元的飞行旅行'和他们的前十架飞行中表现得更好……我们正在飞行训练课程中最初发现学生的准备和处理能力，学习和记住信息已得到显着改善。优点现实生活中的培训在很大程度上。此外，扩展现实技术还可以用于钻探现实培训中目前尚不可用的高级技能。一位受访者说：“由于现实生活中的各种局限对现实生活培训的补充，在某些情况下，它甚至可以在现实生活培训中做出无法做的事情。”

1.3如有必要的工具来生成教育和培训内容

用于提供培训的扩展现实技术媒体只是链条中的一个链接，其中包括生成内容，为战斗人员提供内容以及评估战斗人员的表现。

每个空军军团多容量空军人员的训练需求各不相同，因此很难预测。为了实施多容量空军人员的概念，教练必须能够根据需要创建教学内容。在访谈中，研究人员了解到，一些市售工具可以帮助缺乏教学设计背景的人们快速生成自定义的培训材料，以反映科学学习原理。例如，一位受访者介绍了一个软件应用程序，该应用程序“使教练的思想不仅限于PowerPoint或演讲内容，并帮助教练找到适合不同情况的不同模式。”此外，研究人员还了解用于编写增强现实内容的商业现成工具。

3。多能空军人员的基本任务的培训方案

为了阐明新培训技术的潜在用途，研究人员在授权表中研究了两个基本任务：加油以及工作计划的构建和传播。研究人员选择了这两个任务作为基本工作，因为它们涉及各种知觉，认知和运动技能。此外，根据研究人员对美国国防部，工业和学术界的反馈，这些任务的基本工作代表了各种培训技术的令人信服的用例。

1。加热

图2总结了热加油过程的关键步骤，并介绍了高级培训技术，尤其是增强现实技术，用于培训多能空空军人员，以在此任务上进行基本工作。

图2。加油的增强现实技术

2。施工和传播工作计划

图3总结了施工和传播工作计划的关键步骤。尽管这项工作可能包括制定飞行计划，但主题专家与研究人员交谈，对多功能空军人员是否可以学习执行如此复杂的工作表示怀疑。他们认为其他涉及物流或维修的工作计划更可行。图3还简要描述了如何将高级培训技术（尤其是基于计算机的培训）用于多能空空军人员培训以在此任务上进行基本工作。

图3。建立和传播工作计划的基于计算机的培训