AR での飛行：Red 6 による飛行中の航空トレーニング

このようなシステムは、かつては実現不可能と考えられていました。フライト シミュレーションは新しいものではありませんが、飛行中のパイロットのヘルメットで実行されるという点と、眺めや動きが非常に現実的であるという点が、戦闘機のパイロットのトレーニングにとって革新的なものとなっています。

Red 6 の創業者兼最高科学責任者、Nick Bićanić 氏によると、従来の軍事用ヘッドアップ ディスプレイは、視界がごく狭く、1 色しか表示できなかったり、片目用であったりしていました。また、従来のシステムは、基本的な記号体系やアビオニクスのデータを扱うことには長けていましたが、現実のシミュレーションに使うことはできませんでした。

Bićanić 氏は次のように述べています。「Red 6 のシステムでは、パイロットは上空へと飛び立ち、日中でも見やすい両眼用のシステムで、105 度かもう少し広いくらいの視界をフルカラーで見ることができます。また、現実には存在しない機体が合成されて表示され、そこにあるように感じられ、現実的な動きをします。これを体験したパイロットは、すばらしかった、すぐに使いたいです。どのくらいで使えるようになりますか、と言ってくれます」
 

ソリューションの必要性

アメリカ空軍はこれまで、戦闘機のパイロットを訓練するために、地上での VR シミュレーターに加えて、現実の空中での模擬戦を活用してきました。模擬戦には有効な面がありますが、多くの欠点もあります。まず、非常にコストがかかるという問題があります。各パイロットが数百時間飛行する必要があり、仮想敵の役を務めるパイロットも同様に数百時間飛行する必要があります。燃料と兵站の面で 1 時間あたり 6 万ドルから 9 万ドルほどかかり、積み重なると年に数十億ドルの出費になります。また、目に見えづらいコストも存在します。それは、敵の役を務めて飛行していると、パイロットが燃え尽きやすくなってしまうということです。敵の役を務めている間は、自分にとっての本当の訓練とはならないからです。

さらに、模擬戦を行うと、衝突などの事故のリスクを避けることはできません。Red 6 の創業者兼 CEO、Daniel Robinson 氏は次のように述べています。「高速で操縦し、高い G がかかり、すぐ近くを通過するのは、非常に危険であり、当然ながら大きなリスクを伴います」

そのような問題があるうえに、模擬戦からは最善の結果は得られません。「2 人のパイロットが飛行して戦闘していたら、どちらにとってもいい訓練になると思うでしょう。しかし実際には、敵の戦闘機を真似していると、大きな制約を受けることになります」と Robinson 氏は述べています。

リスク、コスト、有効性について問題があることから、新しいソリューションが必要であることは明らかでした。AR ベースのソリューションは、これらの問題点すべてに対処できます。再現性のある完全な訓練が可能であり、コストが少なく、何よりずっと安全です。 

Red 6 の創業者兼最高製品責任者、Glenn Snyder 氏によると、地上ではなく上空での正確なトラッキングを行うことが問題となっていました。「地上に立っているのではなく、空中にいて、時速数百マイルで上下左右に動き、バレル ロールやバック フリップなどをしているとしたら、頭の現在位置をどうやって知ることができるのでしょうか。また、センチメートル単位の精度が求められるとしたらどうでしょうか」

Red 6 のチームは、既製のソリューションでは適切なものを見つけることができず、自社で開発することにしました。航空機については空間での絶対的な位置をトラッキングし、パイロットの頭は航空機に対する相対的な位置をトラッキングしました。

また、nDisplay テクノロジーを使うことで、1 台の PC から複数の画面に複数の画像を送信できることもわかりました。たとえば、パイロットに立体視用の左右の画像を送り、機体のダッシュボードにはレーダー スコープを表示できます。こうすれば、システムのフットプリントを小さく抑えながら、必要に応じていくつものディスプレイに画像を送ることができます。

飛行中の AR システムを作成するうえでは、遅延も課題となりました。ここでの遅延とは、頭の動きに対応するビジュアルの表示の遅れです。「どのように遅延を抑えるかということが、当初から解決を試みている最大の問題となっています」と Snyder 氏は述べています。

Snyder 氏によると、空中の高速 AR システムでは、移動速度が遅い地上のシステムと比べて、遅延がユーザー エクスペリエンスに与える影響が非常に大きくなります。地上の AR システムでは許容される程度のわずかな誤差であっても、空中のシステムでは同程度の差異から 0.25 マイル (約 400 m) ほどのずれが生じてしまいます。飛行中のパイロットのトレーニングでは、そのような精度を許容することはできません。

Red 6 のチームは、最初は別のリアルタイム ツールを使っていましたが、Unreal Engine に切り替えてみると、遅延がすぐにそれまでの 3 分の 1 に短縮されました。Snyder 氏によると、これが AR ソリューションのために Unreal Engine を使うことを決めた大きな理由の 1 つでした。その後も、許容範囲である 20 ミリ秒未満を目指して遅延の短縮に取り組みました。

パイロットはこのシステムについてどう考えているのでしょうか。Snyder 氏は次のように述べています。「パイロットからの反応はとても好意的です。飛行機から飛び降り、こちらを見て、いったいどうやったのですか、すぐにこれを使いたいです。と言ってくれます」

AR ベースのパイロット トレーニングの成功を受け、Red 6 のチームは、自身と Unreal Engine の双方について、明るい未来を思い描いています。「空間コンピューティングの未来を築いている企業はいくつもあり、AR はその重要な一部です。私たちにとっては、この分野での重要なプレイヤーと連携することが必須であり、Epic Games がその一員であることは間違いありません」と Bićanić 氏は述べています。