Image reproduite avec l'aimable autorisation de Lockheed Martin
Lockheed Martin emploie l'Unreal Engine dans la R&D de simulation aérospatiale
28 novembre 2022
Lockheed Martin a toujours fait preuve d'innovation et est à l'origine de nombreuses inventions majeures : l'U-2, premier avion de reconnaissance, né en 1955 ; le Blackbird, avion le plus rapide volant à la plus haute altitude, en 1962 ; le Viking 1, premier engin spatial à atterrir sur Mars, en 1976. De nos jours, Lockheed Martin s'est diversifié avec de nombreuses solutions logicielles adressées au secteur de l'aérospatiale comme au grand public, dans des domaines comme la formation immersive, les jumeaux numériques et la cybersécurité.
Pour garder une longueur d'avance et proposer les meilleurs produits dans leur catégorie, Lockheed Martin s'est naturellement tourné vers de nouveaux usages technologiques prometteurs. Pour cela, l'entreprise travaille à la recherche et au développement sur le long terme afin de créer des solutions de simulation de nouvelle génération basées sur l'Unreal Engine.
Adam Breed, architecte des technologies stratégiques chez Lockheed Martin, déclare : "L'Unreal Engine nous permet de gagner du temps et de nous concentrer sur ce que nous faisons de mieux, comme intégrer des systèmes avioniques et créer des environnements d'apprentissage immersifs. Nous n'avons pas à nous soucier de la visualisation ou de l'architecture de l'environnement de simulation. Nous pouvons nous concentrer sur les aspects qui font la force de Lockheed Martin."
Pour garder une longueur d'avance et proposer les meilleurs produits dans leur catégorie, Lockheed Martin s'est naturellement tourné vers de nouveaux usages technologiques prometteurs. Pour cela, l'entreprise travaille à la recherche et au développement sur le long terme afin de créer des solutions de simulation de nouvelle génération basées sur l'Unreal Engine.
Adam Breed, architecte des technologies stratégiques chez Lockheed Martin, déclare : "L'Unreal Engine nous permet de gagner du temps et de nous concentrer sur ce que nous faisons de mieux, comme intégrer des systèmes avioniques et créer des environnements d'apprentissage immersifs. Nous n'avons pas à nous soucier de la visualisation ou de l'architecture de l'environnement de simulation. Nous pouvons nous concentrer sur les aspects qui font la force de Lockheed Martin."
La création d'un monde commun
D'après Adam Breed, une formation immersive pour différents domaines physiques implique généralement plusieurs environnements virtuels, tous isolés les uns des autres. Par exemple, un dispositif de formation pour un véhicule terrestre implique des graphismes de qualité au niveau du sol, mais une formation au pilotage aérien nécessite une perspective plus large pour les paysages. Ces deux types de formation ont toujours dû être développés séparément, car un moteur graphique ne pouvait prendre en charge que l'un ou l'autre des environnements, mais pas les deux. Selon lui, Lockheed Martin peut désormais tout faire dans l'Unreal Engine et créer ainsi un monde commun.
Image reproduite avec l'aimable autorisation de Lockheed Martin
La convergence des mondes va plus loin que la création d'un environnement polyvalent unique. Adam Breed explique : "Nous voulons faire deux choses. L'une concerne l'utilisateur d'une plateforme spécifique, comme la personne qui conduit un véhicule ou pilote un avion. Pour cela, nous avons toujours recherché un réalisme plus poussé et de meilleurs graphismes." Pour lui, cela correspond à un jeu en solo.
Mais ils ont aussi besoin de pouvoir gérer la coordination entre les effectifs. Adam Breed poursuit : "Nous avons besoin d'environnements à grande échelle pour former les pilotes et co-pilotes aux interactions avec les civils, à la gestion de grands groupes d'opérateurs ou encore à l'interaction avec les systèmes aérospatiaux en général."
Cela conduit à ce qu'il appelle une "tapisserie" dans un environnement unique hébergé entièrement dans l'Unreal Engine. L'intégration de dizaines de plug-ins à un système d'exploitation avec un disque ou une interface d'architecture de haut niveau conduirait inévitablement à une perte de capacité ou de résolution. Au lieu de cela, le moteur est capable de gérer toutes les capacités des formateurs virtuels. Il peut par exemple déclencher une action ou une réaction d'un autre acteur et ainsi impacter tous les acteurs du scénario.
"Tout avoir dans l'Unreal Engine nous permet d'atteindre nos objectifs, notamment en matière de nature persistante et d'évolutivité, ainsi que les aspects de formation collective", déclare Adam Breed.
Adam Breed explique qu'avoir les avantages à la fois d'une architecture monolithique et d'une architecture ouverte permet à Lockheed Martin de choisir l'approche la plus adaptée, voire les deux, et de s'en servir mieux, plus vite et pour moins de ressources qu'auparavant. "Je crois que c'est la première fois que nous pouvons réellement utiliser ces deux facettes et créer un produit qui répond aux attentes des clients dans les deux cas", déclare-t-il.
Cette approche permet aussi à Lockheed Martin de former plus de partenariats et d'intéresser une part nettement plus importante du secteur commercial. "L'Unreal Engine a beaucoup simplifié la collaboration et même le partage des tâches, car deux équipes peuvent travailler en parallèle et combiner leur travail sans craindre de problèmes", confie Adam Breed.
Lockheed Martin a conscience que le secteur de l'aérospatiale est centré sur la stabilité, la précision et la reproductibilité. Son but n'est donc pas de mettre les systèmes existants au rebut, mais de conserver ce qui fonctionne et de l'améliorer progressivement. Adam Breed explique : "Nous essayons d'avancer pas à pas et d'améliorer nos systèmes au fur et à mesure. Au fil du temps, nous pourrons aller encore plus loins dans ces simplifications et améliorations."
"Nous prenons en charge des systèmes qui fonctionnent pendant des décennies", ajoute-t-il. "D'ailleurs, nous maintenons encore des systèmes vieux de dix ans. L'Unreal Engine montre qu'il est possible d'améliorer les vieilles méthodes avec de nouvelles pratiques."
Mais ils ont aussi besoin de pouvoir gérer la coordination entre les effectifs. Adam Breed poursuit : "Nous avons besoin d'environnements à grande échelle pour former les pilotes et co-pilotes aux interactions avec les civils, à la gestion de grands groupes d'opérateurs ou encore à l'interaction avec les systèmes aérospatiaux en général."
Cela conduit à ce qu'il appelle une "tapisserie" dans un environnement unique hébergé entièrement dans l'Unreal Engine. L'intégration de dizaines de plug-ins à un système d'exploitation avec un disque ou une interface d'architecture de haut niveau conduirait inévitablement à une perte de capacité ou de résolution. Au lieu de cela, le moteur est capable de gérer toutes les capacités des formateurs virtuels. Il peut par exemple déclencher une action ou une réaction d'un autre acteur et ainsi impacter tous les acteurs du scénario.
"Tout avoir dans l'Unreal Engine nous permet d'atteindre nos objectifs, notamment en matière de nature persistante et d'évolutivité, ainsi que les aspects de formation collective", déclare Adam Breed.
L'architecture monolithique contre l'architecture ouverte
Adam Breed souligne que passer de plusieurs applications à une plateforme unique n'a rien d'un retour aux programmes de simulation monolithiques d'il y a trente ans. Bien qu'une architecture monolithique ait de nombreux avantages, comme des processus simplifiés et de meilleures performances, la nature ouverte de l'Unreal Engine permet également aux développeurs de créer des éléments individuels et de les échanger au besoin.Adam Breed explique qu'avoir les avantages à la fois d'une architecture monolithique et d'une architecture ouverte permet à Lockheed Martin de choisir l'approche la plus adaptée, voire les deux, et de s'en servir mieux, plus vite et pour moins de ressources qu'auparavant. "Je crois que c'est la première fois que nous pouvons réellement utiliser ces deux facettes et créer un produit qui répond aux attentes des clients dans les deux cas", déclare-t-il.
Cette approche permet aussi à Lockheed Martin de former plus de partenariats et d'intéresser une part nettement plus importante du secteur commercial. "L'Unreal Engine a beaucoup simplifié la collaboration et même le partage des tâches, car deux équipes peuvent travailler en parallèle et combiner leur travail sans craindre de problèmes", confie Adam Breed.
Lockheed Martin a conscience que le secteur de l'aérospatiale est centré sur la stabilité, la précision et la reproductibilité. Son but n'est donc pas de mettre les systèmes existants au rebut, mais de conserver ce qui fonctionne et de l'améliorer progressivement. Adam Breed explique : "Nous essayons d'avancer pas à pas et d'améliorer nos systèmes au fur et à mesure. Au fil du temps, nous pourrons aller encore plus loins dans ces simplifications et améliorations."
"Nous prenons en charge des systèmes qui fonctionnent pendant des décennies", ajoute-t-il. "D'ailleurs, nous maintenons encore des systèmes vieux de dix ans. L'Unreal Engine montre qu'il est possible d'améliorer les vieilles méthodes avec de nouvelles pratiques."
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Le recrutement pour une nouvelle plateforme
Le passage à une nouvelle plateforme pose généralement des problèmes de recrutement. Toutefois, grâce à la présence importante de l'Unreal Engine dans les universités et au vivier de talents, Adam Breed affirme qu'il trouve des candidats qui possèdent déjà un niveau d'expérience suffisant pour commencer immédiatement à travailler dans l'équipe pour l'aérospatiale. Il souligne que la facilité à recruter du personnel a été l'un des principaux arguments qui ont convaincu l'entreprise de passer à l'Unreal Engine. "C'est formidable de pouvoir recruter des personnes qui ont de l'expérience dans le développement de jeux vidéo et de leur donner l'occasion de faire bouger les choses dans le monde de l'aérospatiale."L'évolution et la diversité des équipes qui travaillent sur ces programmes attirent de nouveaux développeurs et artistes, dont Adam Breed se sent proche. Bien qu'il soit issu d'une famille de militaires, son frère et ses deux grands-pères ont servi dans l'armée, il a toujours voulu créer des jeux, mais des jeux utiles. Selon lui, ses compétences en tant que joueur associées à son expérience dans l'aérospatiale lui ont permis d'arriver où il en est aujourd'hui.
"Je pense que c'est une mentalité partagée par beaucoup de personnes", précise-t-il. "On veut créer des jeux, mais aussi que ces créations soient utiles à la société. Ici, c'est possible d'y parvenir."
Adam Breed remarque aussi le changement de culture survenu avec le recrutement chez Lockheed Martin de développeurs spécialistes de l'Unreal Engine. "On peut dire que le secteur de l'aérospatiale est devenu beaucoup plus amusant, en grande partie grâce à l'adoption de moteurs de jeu", explique-t-il.
L'art dans la simulation
Pendant longtemps, on a très peu parlé de "compétences artistiques" dans le secteur de l'aérospatiale, mais les temps ont changé. Adam Breed explique : "Nos clients attendent des graphismes de nouvelle génération, car le secteur vidéoludique a nettement relevé la barre. Le plus intéressant est que nous pouvons recruter des artistes avec de l'expérience dans le jeu vidéo, capables d'aller encore plus loin pour les améliorer. Ainsi, nous pouvons mettre au point des solutions beaucoup moins onéreuses, mais aussi beaucoup plus réalistes. L'écosystème mis en place par l'Unreal Engine facilite cela de nombreuses manières."Avant, il y avait un écart important entre la qualité des graphismes des jeux et celle des simulations en raison de la grosse quantité de données qu'impliquaient ces dernières. Selon Adam Breed, on pouvait facilement excuser cet écart il y a quelques années, mais plus maintenant.
"Je pense que nous n'avons plus d'excuse", explique-t-il. "Les moteurs ont gagné en maturité sur de nombreux points, des systèmes d'éclairage à la physique en passant par les effets spéciaux. Les liens entre la précision de l'ingénierie et le photoréalisme se resserrent vraiment."
L'aspect visuel n'est pas le seul élément important. Adam Breed rappelle que les programmeurs C++ sont toujours essentiels pour personnaliser le code du moteur ou travailler avec les données SIG. Cependant, les artistes compétents sont tout aussi importants. "Quand les deux sont réunis, on peut mettre au point une expérience de formation très positive", déclare-t-il.
L'Unreal Engine au-delà des polygones
Pour le secteur de l'aérospatiale, l'une des fonctionnalités les plus importantes de l'Unreal Engine est sa capacité à stocker des données en lien avec des ressources et à intégrer une IA pour créer un environnement sémantique qui interagit avec des capteurs virtuels.Adam Breed se souvient de l'époque où un globe virtuel de grande taille était un simple modèle 3D coloré ; ce qu'il appelle une "soupe de polygones". Avec l'Unreal Engine, son équipe est capable d'annoter n'importe quelle partie du modèle et même d'appliquer des propriétés aux matériaux, comme une réflectivité ou une absorption de chaleur, et d'incorporer ces données aux produits pour la formation.
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"Devant une route en 3D, on n'est pas face à un simple polygone", explique Adam Breed. "C'est une route avec une limite de vitesse, constituée de différents types de matériaux. Elle comporte des panneaux et des feux de signalisation." Il précise que l'équipe peut alimenter une IA avec ces données pour créer une expérience de formation ultraréaliste.
Mais le mieux, selon Adam Breed, c'est qu'il est possible de proposer des cas d'usages variés. "Il ne s'agit pas de solutions à usage unique", insiste-t-il. "Nous pouvons les rassembler et créer une approche unifiée qui n'était pas possible avant. Chaque élément créé peut être transmis à toute notre entreprise de plus de 100 000 employés. Ainsi, nous sommes beaucoup plus efficaces."
Avec les possibilités offertes par l'Unreal Engine, Adam Breed a hâte de voir l'avenir des simulations de formation. Entre ses capacités essentielles déjà en place, sa capacité à produire des graphismes avec un niveau de réalisme sans précédent, son interopérabilité, son code personnalisable, son évolutivité et le grand nombre de spécialistes prêts à être recrutés, ce moteur constitue une plateforme que Lockheed Martin peut utiliser dès maintenant et à l'avenir.
"Les capacités du moteur vont tellement loin qu'elles peuvent être utilisées aussi bien au niveau d'une plateforme individuelle que dans l'espace", déclare Adam Breed. "Grâce à lui, nous pouvons nous concentrer sur notre cœur de métier plutôt que devoir recréer quelque chose que l'Unreal Engine a déjà perfectionné."
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