未來戰場的決勝關鍵:解鎖 JADC2 潛力的軍事元宇宙
JADC2 的必要性:打造統一作戰網路
現代戰爭的戰略格局正在經歷一場根本性的轉變。面對實力對等的競爭對手,傳統的軍事優勢正在被侵蝕,這迫使國防戰略家重新構想指揮與管制 (Command and Control, C2) 的基本模式,在此背景下,美國國防主管機關提出了「聯合全領域指揮與管制」(Joint All-Domain Command and Control, JADC2) 的概念,這不僅僅是一項技術升級,更是一場深刻的作戰哲學革命,JADC2 的目標是將人員、系統和作戰概念無縫連接,從而實現「聯合全領域作戰」(Joint All-Domain Operations, JADO),確保在陸、海、空、太空和網路空間等所有作戰領域中取得並維持決策優勢。
從消弭衝突到整合戰力:定義 JADO 與 JADC2 概念
JADC2 的核心思想是從過去以軍種為中心、各自為政的「消弭衝突」(de-confliction) 模式,轉向一種真正整合的全領域作戰模式,過去的聯合作戰,往往只是各軍種在同一時間和空間中執行任務,並透過協調機制避免互相干擾,然而,JADC2 追求的是一種更高層次的融合,即將各軍種的感測器、作戰平台與決策者連接到一個統一的網路中,實現跨領域的協同效應。
JADC2 的關鍵在於,它並非一個單一的裝備採購計畫或系統,它是一個「整合框架」(integrating framework)、一個「作戰概念」(concept),甚至是一種「文化思維模式」(cultural mindset),其最終目標是透過加速「感知、理解、決策、行動」(sense, make sense, and act) 的循環,賦予聯合部隊指揮官在複雜多變的戰場環境中做出更快、更佳決策的能力。
然而,JADC2 的發展呈現出一種內在的矛盾:它既是一種「由下而上的草根性努力」,又需要「由上而下的整合與標準化」,這種發展模式一方面促進了各軍種內部的創新,例如美國空軍的「先進戰鬥管理系統」(Advanced Battle Management System, ABMS) 和陸軍的「融合專案」(Project Convergence),但另一方面也導致了「對 JADC2 方向和願景存在多種細微不同的解讀」,並帶來了「孤立能力發展」(siloed capability development) 的風險,如果缺乏由聯合參謀部主導的強力「由上而下協調」以及通用標準的制度化,JADC2 的發展最終可能只是創造出新一代、技術更先進但同樣無法互通的「煙囪式系統」(stovepipes),從而違背了其整合的初衷。
這種發展模式的內在張力揭示了一個更深層次的挑戰,國防主管機關意識到,為了應對快速的技術變革,必須採用類似矽谷「臭鼬工廠」(skunkworks) 的快速、迭代式創新模式,這種模式在去中心化的「由下而上」環境中才能蓬勃發展,然而,國防主管機關固有的制度結構卻是為傳統的「由上而下」指揮與管制而設計的,這種結構強調透過集中控制來施加標準,以避免資源浪費和系統不相容的問題,這兩者之間存在著根本性的衝突,因此,JADC2 成功的核心挑戰不僅僅是技術性的,更是組織性的,它取決於國防主管機關能否創建一種全新的治理模式,既能引導分散式的快速創新,又不會因為傳統、沉重的監管而扼殺其活力,這是一場深刻的文化與組織轉型,遠不止於技術的更新換代。
數位骨幹:分析人工智慧、企業雲端與 5G 的角色
JADC2 的宏偉願景建立在一個強大的數位基礎之上,其中三大關鍵技術 — 企業雲端、人工智慧 (AI) 和 5G 通訊 — 構成了其數位骨幹。
企業雲端運算 (Enterprise Cloud Computing) 是 JADC2 的基石,「聯合戰鬥雲端能力」(Joint Warfighting Cloud Capability, JWCC) 被明確指出是「實現聯合全領域指揮與管制的關鍵」,JWCC 的目標是提供一個企業級的多雲解決方案,能夠在從美國本土到戰術邊緣等所有安全級別的環境中,為部隊提供強大的運算與儲存能力,這表示無論是指揮中心的高級分析師,還是前線的作戰人員,都能夠存取和處理龐大的作戰數據,這是實現全領域態勢感知的先決條件。
人工智慧 (Artificial Intelligence, AI) 是 JADC2 的大腦,在 JADC2 的框架下,來自所有領域的感測器將產生前所未有的海量數據,僅僅收集這些數據是沒有意義的,關鍵在於如何從中快速提煉出可供決策的情報,AI 在此扮演了不可或倫理的角色,它被用於處理「海量的數據」,為「規劃、分析、目標選擇、執行和評估提供關鍵洞察」,AI 增強的 C2 系統將利用預測模型來預判敵方行動,並極大地加速觀察、判斷、決策、行動 (OODA) 循環,國防主管機關的數位現代化策略明確強調,要為 AI 的開發與應用創建一個完整的生態系統,並確保其符合倫理規範。
5G 與彈性連接 (5G and Resilient Connectivity) 是 JADC2 的神經系統,為了將分散在廣闊戰場上的感測器、作戰平台和人員連接起來,一個高頻寬、低延遲、高可靠性的通訊網路至關重要,5G 技術正是滿足這些需求的關鍵推動者,特別是對於像延展實境 (XR) 這樣需要大量數據傳輸的應用,5G 提供的連接能力是不可或缺的,利用軟體定義網路 (Software-Defined Networking, SDN) 和 5G 等現代通訊技術,是擺脫過去以語音為中心的傳統軍事通訊系統、邁向真正數據驅動的作戰模式的必要步驟。(延伸閱讀:精準驗證 5G 非地面網路:深入探討衛星通道模擬測試)
為了保護這個日益複雜的網路,零信任網路安全架構 (Zero Trust Cybersecurity) 成為一項優先要務,傳統的網路安全模型專注於保護邊界,但在 JADC2 環境中,必須假設網路邊界已經被滲透,零信任架構的核心思想是「從不信任,永遠驗證」,它透過微分割 (micro-segmentation) 和持續的身份驗證來保護數據和資源,即便攻擊者已經進入網路內部,也能有效限制其活動範圍。
從更深層次分析,JADC2 的架構設計理念與商業科技領域的應用程式介面 (Application Programming Interface, API) 極為相似,JADC2 的目標是連接「不相容的傳統系統」,並採用「基於標準的模組化開放架構方法」,這實質上是為戰爭建立一個「軍規 API」,在商業世界中,API 提供了一套標準化的協定,讓不同的軟體應用程式能夠相互通訊和交換數據,而無需了解彼此的內部運作細節,將 JADC2 視為一個「戰爭 API」,表示國防主管機關的核心角色不應是開發每一個應用程式,而是建立和治理這個 API 框架,這將允許傳統的國防承包商、非傳統的科技公司以及盟國合作夥伴,開發能夠「插入」這個聯合網路的 JADC2 相容「應用程式」(例如用於目標標定、後勤、指揮管制的 App),從而極大地加速新能力的開發與部署。
持續的障礙:克服制度、文化與標準化壁壘
儘管 JADC2 的願景宏大,但在實現過程中卻面臨著根深蒂固的制度、文化和技術標準化挑戰。
首先,國防主管機關「拜占庭式」的採購流程是一個主要障礙,這個流程緩慢、僵化,且各部門之間相互孤立,完全不適應以軟體為中心的 JADC2 系統所要求的快速、迭代的開發模式,國防主管機關可借鑒商業模式,例如採用「設計工作室」(design studios) 和「快速迭代設計」(fast iterative design) 的方法,以保持競爭力。
其次,缺乏統一的標準和參考架構是另一個嚴重問題。「由下而上」的發展方式導致了「JADC2 實施的參考架構和標準」的缺失,這種模糊性不僅阻礙了產業界開發真正可互通的解決方案,也讓各方對 JADC2 的最終目標感到困惑,如果沒有一個共同的技術藍圖,各軍種的努力很可能無法有效地匯集在一起。
最後,文化阻力和軍種間的壁壘是最難克服的挑戰之一,將不同軍種的能力進行深度整合,本身就是一個巨大的「文化挑戰」,每個軍種都有自己的重點計畫(如空軍的 ABMS、海軍的「超越計畫」(Project Overmatch)),這些計畫雖然都為 JADC2 的願景做出了貢獻,但要確保這些系統之間能夠真正無縫互通,並且各軍種願意為了聯合部隊的整體利益而放棄部分控制權,這仍然是一個核心的障礙。
為了更清晰地呈現 JADC2 複雜的發展格局,下表整理了主要的相關計畫與倡議。
計畫名稱 |
主導軍種/機構 |
核心目標 |
關鍵技術 |
先進戰鬥管理系統 |
美國空軍 (USAF) |
連接空中與太空領域的感測器與作戰平台,實現空天作戰的指揮管制。 |
雲端原生 C2、人工智慧/機器學習、gatewayONE 通訊閘道 |
超越計畫 |
美國海軍 (USN) |
發展海軍戰術網路,實現海上綜合火力控制,連接艦隊所有平台。 |
人工智慧、機器學習、艦載網路、無人系統整合 |
融合專案 |
美國陸軍 (USA) |
作為一個實驗場,測試和驗證新興技術與作戰概念,加速感測器到射手的決策鏈。 |
IVAS、戰術網路、遠程精準火力、自主系統 |
聯合火力網路 |
美國印太司令部 (INDOPACOM) |
在印太戰區展示近期的決策優勢能力,強化聯合火力的規劃與執行。 |
跨域作戰管理、機器對機器整合、F-35 數據鏈 |
延展實境 (XR) 於現代戰場
隨著數位科技的滲透,戰場的面貌正在被重新定義,延展實境 (Extended Reality, XR) 作為一系列融合真實與虛擬世界的技術總稱,正從科幻概念走向軍事應用的前沿,它不僅僅是娛樂或遊戲的工具,更是提升軍事訓練、後勤維護乃至實戰效能的革命性力量,理解 XR 的不同形式及其在軍事領域的具體應用,是探討其如何賦能 JADC2 的基礎。
虛擬連續體:在軍事脈絡下區分 VR、AR 與 MR
XR 是一個涵蓋性術語,指的是所有由電腦技術和穿戴式裝置產生的、結合真實與虛擬的環境,在這個「虛擬連續體」(Virtuality Continuum) 上,主要可以區分出三種核心技術:
- 虛擬實境 (Virtual Reality, VR):
VR 創造一個完全沉浸式的、由電腦產生的數位環境,徹底取代使用者的真實世界視野,使用者感覺自己「身處」於另一個世界,在軍事上,VR 的主要應用是高擬真度的模擬訓練,例如,飛行員可以在 VR 駕駛艙中進行飛行訓練,而無需消耗真實飛機的壽命和燃料;步兵可以在 VR 中模擬進入並肅清一棟充滿敵意的建築,進行戰術演練,而沒有任何物理風險。

虛擬槍械模擬器提供完全沉浸式訓練,包含頭戴式顯示器 (HMD)、模擬槍械、3D 影像產生器、戰術編輯、事後回顧等功能,支援多使用者聯合作戰訓練!
- 擴增實境 (Augmented Reality, AR):
AR 將數位資訊(如圖形、文字、聲音)疊加在使用者的真實世界視野之上,真實世界仍然是使用者感知的中心,數位資訊則作為輔助層存在,軍事應用中最成熟的例子是戰鬥機飛行員的頭盔顯示器 (HUD),它將飛行速度、高度、目標鎖定等關鍵資訊直接投射在飛行員的視野中;對於地面士兵而言,AR 可以在其護目鏡上顯示友軍位置的圖標、導航路徑或潛在威脅的警示,這些資訊都疊加在他們正在觀察的真實地形上。

Quantum3D 砲兵前線觀測員訓練模擬器(AFOS)為前線觀測員與火力指揮中心提供沉浸式 3D 戰場模擬訓練,涵蓋目標偵測、火力請求與彈道模擬,並支援 NATO 砲兵技術。
- 混合實境 (Mixed Reality, MR):
MR 是 AR 的一種更高級形式,在 MR 中,虛擬物體不僅僅是疊加在真實世界之上,而是能夠與真實世界進行即時互動,彷彿它們是真實存在的物理對象,MR 的關鍵特性是它允許使用者與這些虛擬物體進行互動,並能讓多個使用者在同一個物理空間中共享和操作相同的虛擬對象;在軍事上,一個典型的應用場景是任務規劃:一個指揮團隊可以圍繞一張真實的桌子,觀看戰場的 3D 全息投影地圖,並能用手勢協同移動和操作代表我方和敵方單位的虛擬圖標,從而進行更直觀、更高效的作戰計畫。
超越遊戲:軍事特定應用
XR 技術在軍事領域的應用已遠遠超越了單純的訓練,滲透到作戰、維護和規劃的各個環節。
- 訓練與模擬 (Training and Simulation):
這是 XR 最成熟的軍事應用領域,XR 能夠以較低的成本和風險,重複進行那些在現實世界中過於危險或昂貴的訓練,這包括飛行模擬、複雜裝備的維護訓練、醫療急救訓練以及地面部隊的戰術訓練,XR 訓練能夠顯著提高訓練效果,因為它能創造出高度逼真且可控的場景,讓受訓者在記憶中留下深刻印象。 - 維護與後勤 (Maintenance and Logistics):
XR 為軍事後勤帶來了革命性的變化,透過 AR 輔助維護,身處前線的維修技師可以與遠在後方的專家進行即時連線,專家可以透過技師的 AR 頭盔看到與技師完全相同的視角,並將維修指令、電路圖或 3D 模型直接疊加在技師眼前的實體裝備上,進行逐步指導;這種「遠端維護」(Telemaintenance) 模式大大縮短了維修時間,並減少了派遣專家到前線的需求,工業界的案例研究已經證明,AR 能夠顯著提升複雜裝備組裝和品質檢測的效率,並降低錯誤率。 - 任務規劃與預演 (Mission Planning and Rehearsal):
XR,特別是 MR,徹底改變了任務規劃的方式,它讓規劃團隊能夠在一個共享的 3D 沉浸式環境中,對作戰區域進行視覺化分析,共同制定和預演作戰計畫,團隊可以在這個虛擬沙盤中反覆推演,識別計畫中的薄弱環節,從而在實際行動前就已了然於胸。 - 強化態勢感知與作戰 (Enhanced Situational Awareness and Warfighting):
這是 XR 應用的最前沿領域,透過將來自戰場網路的即時數據直接投射到作戰人員的視野中,XR 系統能夠極大地增強其態勢感知能力、目標捕獲速度和決策品質。

FIVE(Forces In Virtual Environment)戰術環境模擬系統 提供逼真的戰術環境模擬,適用於戰術訓練、戰爭推演、決策支援與電子戰演習。
關鍵計畫與平台:回顧 IVAS、F-35 HMD 及其他系統
- F-35 頭盔顯示系統 (HMD):
這是已在實戰中廣泛應用的成熟 AR/MR 系統,它透過整合飛機外部的多個攝影機影像,為飛行員提供 360 度的環繞視野,並將關鍵的飛行數據、感測器資訊和目標標定符號疊加其上,這使得飛行員能夠有效地「看穿」自己的座艙和機身,對周遭環境有著前所未有的感知能力。
美軍F-35戰機的配套頭盔價值40萬美元,為何這麼貴?(影片來源:兵器說)
- 整合式視覺增強系統 (IVAS):
這是美國陸軍的旗艦計畫,重點在將 XR 技術帶給第一線的地面士兵,IVAS 以微軟的 HoloLens 為基礎進行了加固設計,目標是將導航、目標標定(透過與武器瞄具的連接)和態勢感知工具整合到一個單一的頭戴式顯示平台中,它被設計為戰術網路中的一個關鍵節點,能夠接收來自微型無人機等外部感測器的數據流。 - 空軍與海軍的倡議:
美國空軍正積極運用 XR 進行飛行員和維修人員的訓練,並著手建立「虛擬維修機棚」(virtual training hangars),讓維修訓練可以隨時隨地進行,海軍則在探索利用 XR 技術,將全球各地的工程師和維修人員連接起來,對艦艇的維修問題進行即時協同解決。
另一個應用方向或許能提供更高的近期投資回報,相較於將大量數據顯示給單一作戰人員(如 IVAS),利用 XR 將一位身處前線的初級人員與一位遠在後方的專家連接起來,解決了軍事後勤中的一個現實痛點;軍事行動需要在偏遠地區對複雜裝備進行維護,但不可能為每套系統在每個地點都配備頂級專家,工業領域的 AR 應用已經證明,「遠端維護」模式極為有效,這種「多對一」的專業知識傳遞模式,相比 IVAS 的「一對多」數據分發模式,不僅風險較低,也較不易產生戰鬥情境下的認知超載問題,透過優先發展此類應用,國防主管機關可以在短期內顯著提升裝備妥善率,解決實際的後勤挑戰。
為了系統性地理解 XR 在軍事中的多樣化角色,下表對其不同技術類型進行了歸納與比較。
技術 |
定義 |
關鍵特性 |
主要軍事應用 |
代表性系統 |
虛擬實境 (VR) |
完全沉浸式的數位環境,完全取代真實世界。 |
取代真實世界、互動式虛擬物件、高沉浸感。 |
沉浸式模擬訓練、任務預演、心理適應訓練。 |
陸軍合成訓練環境 (STE) 10 |
擴增實境 (AR) |
將數位資訊疊加在真實世界視野之上。 |
真實世界為主體、資訊疊加、情境感知。 |
強化態勢感知、導航、目標標定、遠端維護。 |
F-35 HMD、整合式視覺增強系統 (IVAS) |
混合實境 (MR) |
虛擬物件可與真實世界進行即時互動的混合環境。 |
虛實融合、即時互動、共享協作空間。 |
協同任務規劃、3D 戰場視覺化、數位孿生互動。 |
數位孿生系統、MR 任務規劃工具 |
合成環境:JADC2 與 XR 的交匯點
JADC2 的核心是數據的流動與決策的加速,而 XR 則是將這些數據轉化為人類可理解、可互動的介面,兩者的交匯點,是一個被稱為「合成環境」(Synthetic Environment) 的數位空間,這個空間不僅僅是訓練的模擬器,更是未來戰爭規劃、預演甚至指揮的平台,透過分析陸軍的「合成訓練環境」(Synthetic Training Environment, STE) 和以廷德爾空軍基地 (Tyndall Air Force Base) 為代表的「數位孿生」(Digital Twin) 概念,我們可以窺見這個被稱為「軍事元宇宙」的未來形態。
戰訓合一:合成訓練環境 (STE) 的架構
美國陸軍的 STE 計畫是利用 XR 進行 JADC2 相關訓練的典範,它不僅僅是一個訓練工具,更是一個與實兵訓練深度整合的 XR 環境,其目標是讓士兵能夠「在他們將要戰鬥的地方訓練,與他們將要並肩作戰的夥伴一起訓練」。
STE 的核心架構是「實兵、虛擬、建構式」(Live, Virtual, and Constructive, LVC) 的整合,這代表在同一個訓練場景中,可以無縫融合真實的地面部隊(實兵)、坐在 VR 模擬器中的飛行員(虛擬),以及由 AI 驅動的敵我單位(建構式),這種 LVC 整合對於演練複雜的多領域作戰至關重要,因為這類作戰的規模和複雜性根本無法在純粹的現實世界中完全複製。
STE 的基礎是「單一世界地形」(One World Terrain) 計畫,其目標是創建一個全球範圍的、高擬真度的 3D 數位地形圖,這個統一的虛擬世界為所有 LVC 訓練提供了一個共同的、一致的背景,確保了訓練的真實感和連貫性。
更重要的是,STE 被明確視為是為 JADC2 作戰模式做準備的關鍵平台,它允許指揮官和參謀人員在一個複雜、網路化、多領域的環境中,反覆練習指揮與管制,從而在真實衝突爆發前,就已經開始克服聯合行動中可能出現的文化和程序性挑戰,在這個環境中,部隊可以演練基於雲端的空戰指揮中心 (AOC) 架構和分散式 C2 節點的運作模式,為未來的作戰形態奠定基礎。

圖中為一個3D 戰術模擬環境,模擬了戰場上的部隊部署與行動路徑,畫面中可以看到多個標記,代表不同作戰單位,其中包括友軍、敵軍、以及戰術參考點或中立單位,這些部隊沿著特定的航跡移動,模擬空中作戰、地面戰術部署或海上行動;圖片的背景為地形衛星影像,顯示了作戰區域的山脈、平原、沿海地形,提供更真實的戰術環境,此類模擬可用於聯合作戰演練、戰術推演、武器系統測試,或是電子戰模擬,幫助使用者評估不同戰術策略在實戰中的可行性;透過這種戰術地圖視覺化,指揮官或操作員可以觀察戰場態勢,分析敵我雙方的戰術行動,並根據模擬結果調整作戰計畫,提升決策效率。
數位孿生作為 JADC2 的縮影:廷德爾空軍基地的案例
「數位孿生」是將物理世界的物體、系統或環境,一對一地在虛擬世界中進行複製,並透過即時數據流保持兩者同步的技術,廷德爾空軍基地的案例,生動地展示了數位孿生如何成為 JADC2 概念的具體實踐。
在 2018 年被颶風嚴重摧毀後,美國空軍與博思艾倫 (Booz Allen) 和 Unity 合作,為廷德爾空軍基地建立了一個龐大的數位孿生系統,以管理其作為「未來基地」的重建工作,這個數位孿生系統的互動介面正是 XR 技術,規劃人員可以透過 VR 進行設計審查,在建築物動工前就在虛擬空間中「行走」,從而及早發現設計問題,避免了代價高昂的後期變更,基地操作員則可以透過 AR 設備,將即時的感測器數據疊加在實體基礎設施上進行監控。
數位孿生的真正威力在於模擬,基地領導者可以在這個零風險的虛擬環境中,運行由 AI 驅動的「假設分析」(what-if) 場景,他們可以模擬應對槍擊事件、颶風來襲或交通堵塞等各種突發狀況,以優化應急預案和資源配置,這正是 JADC2「感知、理解、行動」循環的直接應用。
這個案例揭示了一個重要的觀點:一個高擬真度、數據驅動的數位孿生,不僅僅是一個規劃工具,它本身就是 JADC2 概念的一個完整、局部的實現,它完美地執行了 JADC2 的核心循環:從多元感測器(地理資訊系統、建築資訊模型、物聯網感測器)中吸納海量即時數據;利用 AI 驅動的模型進行模擬和分析以「理解」情勢;並透過 XR 介面讓決策者視覺化資訊並下達指令以「行動」;因此,國防主管機關可以將基地、航空母艦打擊群或其他作戰單位的數位孿生,作為開發和測試 JADC2 技術的「沙盒」,在這個受控的複雜環境中,可以反覆迭代 JADC2 的軟體、AI 演算法和 C2 流程,待其成熟後再推廣到整個聯合部隊。
在共享沉浸式空間中進行協同任務規劃與預演
STE 的持久性虛擬世界與數位孿生的即時數據整合,共同指向了一個被稱為「軍事元宇宙」(military metaverse) 的未來,這是一個沉浸式的、共享的虛擬環境,在其中可以進行任務規劃、訓練,甚至執行作戰指揮。
基於 XR 的任務規劃,徹底擺脫了傳統的 2D 地圖和簡報模式,它允許來自不同軍種、不同地點的聯合規劃團隊,在一個共享的 3D 全息戰場環境中進行互動,對地形和部隊部署形成更直觀、更統一的理解,團隊可以在這個沉浸式環境中,一步一步地預演複雜的作戰任務,從而識別出計畫中的摩擦點,測試應急方案,並在戰鬥打響前就已建立起程序的「肌肉記憶」。
然而,「軍事元宇宙」的願景可能並非一個單一、龐大的統一虛擬世界,一個更為務實和可行的未來,是一個由眾多可互通的數位孿生組成的聯邦式網路,STE 的「單一世界地形」計畫雖然暗示了一個統一的虛擬空間,但要將像廷德爾基地那樣高擬真度的數位孿生擴展到全球,並保持即時數據同步,在可預見的未來,其運算需求是難以承受的,一個更現實的路徑是,為特定的、高價值的作戰區域(如軍事基地、戰略海峽、城市戰場)建立高擬真度的數位孿生,屆時,JADC2 的挑戰將轉變為如何確保這些分散的數位孿生能夠無縫互通和共享數據,就像網際網路是由無數個網路組成的網路一樣,發展的重點應該是連接數位孿生的「協定」,而不是建立一個包羅萬象的巨型孿生體。
為 JADC2 演習與部署實施 XR:案例研究與應用
本節將前述的概念轉化為具體的作戰應用場景,展示 JADC2 的網路能力與 XR 的人機介面如何結合,從而創造出全新的作戰能力。這些案例涵蓋了從單兵作戰到聯合作戰,再到後勤支援的各個層面,體現了這種新技術融合的廣泛潛力。
應用案例一:下車近戰 - 整合 IVAS 與戰術網路
場景設想: 一名配備 IVAS 的班長正在複雜的城市環境中推進,他頭盔上的顯示器,由其身上的 IVAS 電腦「puck」驅動,不再只是一張地圖,而是一個通往 JADC2 網路的即時窗口。
數據整合: 一部單通道數據無線電將該班組接入陸軍的「整合戰術網路」(Integrated Tactical Network, ITN),IVAS 的「戰術雲端套件」(Tactical Cloud Package, TCP) 允許士兵存取來自 JADC2 網路的數據流和部署在戰術邊緣的 AI/ML 工具。
作戰影響: 班長的視野中,不僅能看到疊加在真實街道上的友軍位置圖標(藍軍追蹤),還能看到一個由 JADC2 網路調度的微型無人機傳回的即時畫面,以「PIP畫中畫」的形式顯示前方街角的動態,一個由 AI 驅動的目標識別演算法可能會高亮標示出窗戶後的一個潛在威脅,引導士兵的注意力,整個過程,從感測器發現威脅到資訊呈現在士兵眼前,時間被極大地縮短,這種能力在「融合專案」(Project Convergence) 等演習中得到了驗證,它顯著地壓縮了在最低戰術層級的「感測器到射手」決策鏈。
這個案例生動地詮釋了 JADC2 的真正考驗所在,JADC2 的成功,不在於能否在戰略層級收集到海量數據,而在於能否將這些數據轉化為有用的資訊,並在決策的關鍵時刻傳遞給戰場最前沿的作戰人員,XR 在此扮演了連接「最後一哩戰術路程」的關鍵角色,它作為最終的過濾器和顯示器,將抽象的網路數據轉化為士兵能夠立即理解和反應的直觀視覺提示(例如,建築物上的圖標、高亮顯示的部件);因此,JADC2 的成敗與其 XR 介面的成敗密不可分,如果 XR 系統笨重、引發認知超載或不被士兵信任,那麼整個耗資數十億美元的 JADC2 數據管道將在其最關鍵的終端失效。
應用案例二:空地整合 - 用於聯合火力與集體訓練的 XR
場景設想: 地面的一名聯合終端攻擊管制員 (JTAC) 和空中的一名飛行員正在準備執行一次聯合火力打擊任務,他們不再僅僅依賴語音通訊和 2D 地圖,而是進入了一個共享的虛擬空間。
沉浸式預演: 正如洛克希德·馬丁在「北方利刃」(Northern Edge) 演習中所展示的,飛行員和 JTAC 可以利用高擬真度模擬器,在一個逼真的虛擬環境中共同預演整個任務,這使得他們在起飛前就能夠精確協調空域使用和攻擊時機,識別潛在的衝突點。
JADC2 的作用: 在實際任務中,飛行員駕駛的 F-35 戰機成為 JADC2 網路中的一個關鍵感測器節點,其收集的數據透過像洛克希德·馬丁的「聯合火力網路」(JFN) 這樣的 JADC2 系統進行傳遞,該系統整合了作戰管理軟體 (DIAMONDShield) 和虛擬化的神盾作戰系統 (VAWS)。
作戰影響: 地面的 JTAC 可以使用 AR 設備,將飛機的感測器覆蓋範圍、規劃的武器彈道和預計的彈著點,以 3D 形式視覺化地疊加在真實的地形上,這種由 JADC2 網路賦能的、共享的、直觀的視覺化,極大地降低了誤擊友軍 (fratricide) 的風險,並提高了聯合打擊的速度和精度,陸軍的 STE 計畫也正是為促進此類空地集體訓練而設計的。
應用案例三:複雜裝備維護 - JADC2 框架下的 AR 遠端維護
場景設想: 一個前進作戰基地 (FOB) 的發電機發生故障,現場的維修兵是一名通才,並非該特定型號的專家。
AR 引導維修: 維修兵戴上 AR 頭盔,JADC2 網路為他提供了一條安全、高頻寬的數據鏈路,連接到位於美國本土的裝備維修中心,中心的專家能夠看到維修兵所看到的一切。
數位孿生整合: 專家在電腦上調出該發電機的數位孿生模型,他可以將 3D 電路圖疊加在維修兵的視野中,高亮標示出需要更換的確切部件,並透過 AR 註釋一步一步地指導現場的維修兵完成整個維修過程。
作戰影響: 整個維修在數小時內完成,而不是過去可能需要的數天或數週,並且省去了派遣專家前往前線的後勤成本和時間延誤,這種在工業界已得到驗證的模式,直接提高了裝備的妥善率和作戰可用性,這正是 JADC2 賦能後勤的核心目標之一。
這些應用案例共同揭示了一個深刻的轉變:JADC2 與 XR 的整合正在顛覆傳統的訓練模式,過去的模式是「先訓練,後作戰」(train, then fight),而現在,一個「訓練、作戰、學習」(train, fight, and learn) 的持續循環正在形成;像「北方利刃」和「融合專案」這樣的實兵演習會產生大量的真實作戰數據,這些數據被 JADC2 框架捕獲後,可以立即被輸入到 STE 或數位孿生平台中,這使得部隊能夠在演習結束後的數小時內,就對剛才的實戰交鋒進行高擬真度的虛擬重播,士兵們可以重新運行場景,分析決策過程,並測試不同的戰術方案,這將訓練從一個預先規劃的、離散的活動,轉變為一個由最新作戰現實持續驅動的、數據導向的過程。
關鍵挑戰與未來軌跡
儘管 JADC2 與 XR 的融合描繪了一幅革命性的未來戰爭圖景,但通往這一未來的道路上充滿了嚴峻的挑戰,這些挑戰不僅涉及技術的成熟度,更深刻地觸及人機互動的極限以及數位化戰場的內在脆弱性,只有正視並克服這些障礙,才能確保這項龐大的投資能夠轉化為真正的作戰優勢。
人機介面:認知負荷、使用者接受度與效能
認知超載 (Cognitive Load):
將作戰人員淹沒在資訊的海洋中是 JADC2+XR 系統面臨的首要風險,一個設計不佳的 AR 系統,如果呈現過多或不相關的資訊,會極大地增加使用者的認知負荷,分散他們對主要任務的注意力,甚至對決策產生負面影響,如何設計出能夠增強而非削弱作戰效能的 AR 提示,是當前人因工程研究的核心課題。
使用者接受度與生理損傷 (User Acceptance and Physical Impairment):
IVAS 計畫的經驗是一個深刻的教訓,如果一個系統在物理上不舒適,會導致使用者噁心、頭暈或眼睛疲勞,或者士兵們認為它在戰場上不可靠、不好用,那麼無論其技術指標多麼先進,它都將被棄用,使用者接受度是將 XR 技術從實驗室推向戰場的關鍵門檻。
效能評估 (Measuring Performance):
建立一套穩健的評估指標,以客觀地判斷 XR 系統是否真正提升了作戰效能,是至關重要的,目前的研究正致力於將實驗室環境下的認知任務(如注意力控制)表現,與在 AR 環境中執行的作戰演練表現相關聯,以期建立能夠預測士兵作戰效率的模型。
保護沉浸式戰場:網路安全與對抗性威脅
新的攻擊面 (New Attack Surfaces):
JADC2 與 XR 的結合,創造了一個前所未有的、巨大的網路攻擊面,一個成功滲透到 JADC2 網路的對手,可以發動所謂的「盜夢空間式攻擊」(inception attack),即惡意操縱傳送給使用者 XR 系統的數據。
感知駭侵 (Perception Hacking):
這是一種極其陰險和深刻的威脅,對手可以透過篡改數據,扭曲使用者對戰場的共同作戰圖像,例如,將友軍標示為敵軍(或反之),製造虛假的虛擬障礙物來分散使用者注意力,或者注入虛假情報以誘使其做出錯誤決策,這可能直接導致誤擊友軍或任務失敗的災難性後果,攻擊者甚至可能奪取對無人系統的控制權。
DARPA 的應對:
美國國防高等研究計劃署 (DARPA) 的「內在認知安全」(Intrinsic Cognitive Security, ICS) 計畫正是為應對此類威脅而設立的,該計畫重點在開發「數學方法,以確保混合實境系統在面對意圖干擾任務的對手時仍能安全運行」,這凸顯了國防主管機關對這種新型漏洞的高度重視。
這個問題的核心在於,JADC2+XR 的整個作戰概念,其成敗繫於一個單一的、脆弱的支點:使用者對其所見資訊的「信任」,JADC2 承諾透過卓越的資訊來提供決策優勢,而 XR 是將這些資訊傳遞給人類的主要媒介,網路安全漏洞為「感知駭侵」創造了可能,只要發生一次士兵因接收被篡改的資訊而導致災難性失敗(如誤擊)的事件,就可能徹底摧毀整個部隊對這套系統的信任;一旦信任喪失,士兵們將會回歸到傳統的、他們可以信賴的方法,那麼在 JADC2 和 XR 上的數十億美元投資在戰場上將變得毫無意義;因此,對手攻擊這個系統的重心,將不是網路硬體,而是人類對系統的信任。保護這種信任,是最高層級的戰略挑戰。
前進之路:未來趨勢與戰略建議
展望未來,JADC2 與 XR 的融合將朝著更智慧化、更具韌性的方向發展。
- AI 個人化輔助 (AI-Personalized Assistance):
未來的發展方向不僅僅是顯示數據,而是提供由 AI 驅動的個人化輔助,DARPA 的「感知任務引導」(Perceptual Task Guidance, PTG) 計畫,目標是創造出能夠理解使用者當前情境、並透過 AR 介面提供即時、個人化回饋與協助的 AI 系統。 - 「軍事元宇宙」的興起 (The Rise of the "Military Metaverse"):
JADC2、XR、AI 和數位孿生等技術的持續融合,將繼續推動一個持久的、沉浸式的、數據豐富的「軍事元宇宙」的形成,它將成為未來規劃、訓練和指揮的核心平台。- 戰略建議一:優先考慮以人為本的設計。
國防主管機關必須將人因工程提升到與技術性能同等重要的地位,將其作為所有 XR 系統的強制性計畫要求,對認知負荷、使用者對 AI 的信任以及生理影響等領域的研究投資至關重要。 - 戰略建議二:採用「數位孿生優先」的 JADC2 開發策略。
國防主管機關應將為關鍵作戰區域開發高擬真度數位孿生,作為測試和部署 JADC2 能力的主要載體,在這些受控環境中進行迭代開發,待技術成熟後再擴展到整個聯合部隊。 - 戰略建議三:加倍投入沉浸式系統的網路安全。
「感知駭侵」的威脅對 JADC2-XR 概念是生存性的,國防主管機關必須積極資助並加速類似 DARPA 的 ICS 計畫等領域的研究,將安全從一開始就內建到這些系統中,而不是事後補救。
- 戰略建議一:優先考慮以人為本的設計。
最後,這些技術的整合將迫使軍隊重新定義「戰備狀態」(Combat Readiness),在未來,認知能力和數位熟練度將與體能和射擊技能同等重要,在充滿資訊壓力的 XR 環境中有效作戰,需要特定的注意力控制和工作記憶能力,未來的作戰人員將是人機團隊的一員,與 AI 代理協同作戰,像 IVAS 這樣的系統也將在戰術層級催生對 IT 維護和網路安全人員的新需求,這代表傳統的戰備評估標準(如實彈射擊成績、體能測驗)已不再足夠,未來的戰備評估必須包含數位素養、資訊壓力下的認知表現以及與 AI 系統有效協作的能力等指標,這將要求對軍事訓練、評估和人員選拔標準進行根本性的改革。
關於奧創系統
奧創系統科技的專業技術服務橫跨多個尖端領域,展現其深厚的技術底蘊與市場洞察力:
- 航太國防應用: 提供無人載具、軍事訓練模擬器、衛星干擾防禦等關鍵系統。
- 半導體量測設備: 涵蓋探針平臺、高溫壽命測試 (HTOL) 等方案。
- 運動模擬平臺: 包含高精度六軸平臺與產業訓練模擬器。
- 射頻 (RF) 測試儀器: 從訊號產生、分析到完整測試系統建置。
- 光電影像模擬: 提供紅外線目標投影器、黑體校正源等專業設備。
- 車用製造 與 衛星測試: 針對新興的車用雷達與低軌衛星產業提供測試方案。
- 客製化系統:包含電波/電磁暗房建置與自動化軟體開發。
奧創系統科技不僅是設備供應商,更是能與客戶共同成長、持續創造雙贏的工程夥伴,以卓越的解決方案,驅動產業的創新力量。
參考資料
- Industry Study Report - Eisenhower School for National Security and ..., https://es.ndu.edu/Portals/75/Documents/industry-study/reports/2022/AY22%20C4ISR-Cleared.pdf
- Building the Capacity to Conduct Joint All-Domain Operations (JADO): Considerations for the UK - RUSI, https://static.rusi.org/345_OP_JADO.pdf
- Combined Joint All-Domain Command & Control | Lockheed Martin, https://www.lockheedmartin.com/en-us/capabilities/multi-domain-operations.html
- Reimagining Military C2 in the Age of AI – Revolution, Regression, or Evolution - SCSP.ai, https://www.scsp.ai/wp-content/uploads/2024/12/DPS-Reimagining-Military-C2-in-the-Age-of-AI.pdf
- Assessment of Joint All Domain Command and Control Requirements and the Use of Live, Virtual, and Constructive Capabilities for Training - RAND Corporation, https://www.rand.org/content/dam/rand/pubs/research_reports/RRA900/RRA985-2/RAND_RRA985-2.pdf
- EMERGING TECHNOLOGIES AND THEIR IMPACT ON NATIONAL SECURITY HEARING COMMITTEE ON ARMED SERVICES UNITED STATES SENATE - GovInfo, https://www.govinfo.gov/content/pkg/CHRG-117shrg46695/pdf/CHRG-117shrg46695.pdf
- 1 Senate Armed Services Committee Advance Policy Questions for ..., https://www.armed-services.senate.gov/imo/media/doc/Sherman%20APQ%20Responses.pdf
- Forging Future Advantage - Department of Defense, https://media.defense.gov/2025/Jun/02/2003730535/-1/-1/0/FORGING_FUTURE_ADVANTAGE.PDF
- How Defense Software is Modernizing Communication Networks? - Zealous System, https://www.zealousys.com/blog/how-defense-software-is-modernizing-communication-networks/
- Military Applications of Extended Reality | Congress.gov | Library of ..., https://www.congress.gov/crs-product/IF12010
- Air Force Slates Potential $950M For ABMS Tech From 28 Vendors - Breaking Defense, https://breakingdefense.com/2020/06/air-force-slates-950m-for-abms-tech-28-vendors/
- IVAS' Campaign of Learning Ensures Development, Production and Fielding Remain on Track - Army.mil, https://www.army.mil/article/264773/ivas_campaign_of_learning_ensures_development_production_and_fielding_remain_on_track
- Lockheed Martin Demonstrates JADC2 Integrated Fires Capability at INDOPACOM Exercise Near Alaska, https://news.lockheedmartin.com/2023-05-23-Lockheed-Martin-Demonstrates-JADC2-Integrated-Fires-Capability-at-INDOPACOM-Exercise-Near-Alaska
- A Narrative Review of the Current State of Extended Reality Technology and How it can be Utilised in Sport, https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC9213326/
- Science & Tech Spotlight: Extended Reality Technologies | U.S. GAO, https://www.gao.gov/products/gao-22-105541
- Extended Reality (XR) – Digital worlds | Rheinmetall, https://www.rheinmetall.com/en/products/extended-reality-digital-worlds/extended-reality
- Augmented reality - Wikipedia, https://en.wikipedia.org/wiki/Augmented_reality
- Department of Defense Fiscal Year (FY) 2025 Budget Estimates - Justification Book, https://www.asafm.army.mil/Portals/72/Documents/BudgetMaterial/2025/Base%20Budget/Research,%20Development,%20Test%20and%20Evaluation/RDTE%20-%20Vol%202%20-%20Budget%20Activity%205A.pdf
- Extended Reality: Types and Applications - MDPI, https://www.mdpi.com/2076-3417/15/6/3282
- naval postgraduate school | monterey, california | www.nps.edu - DTIC, https://apps.dtic.mil/sti/trecms/pdf/AD1213139.pdf
- Effect of Augmented Reality Support on Quality Inspection of Welded Structures - MDPI, https://www.mdpi.com/2076-3417/13/21/11655
- Remote collaboration in maintenance contexts using augmented reality: insights from a participatory process - Universidade de Aveiro › SWEET, https://sweet.ua.pt/paulo.dias/Papers/2022/s12008-021-00798-6.pdf
- Military Multi Domain Operations Software Market Research Report, https://growthmarketreports.com/report/military-multi-domain-operations-software-market
- The Use of Augmented Reality in Command and Control Situation Awareness, https://www.researchgate.net/publication/230689740_The_Use_of_Augmented_Reality_in_Command_and_Control_Situation_Awareness
- Augmented Reality Systems for soldiers are set to Revolutionize Battlefield Operations by drastically improving the situational awareness & decision-making - International Defense Security & Technology, https://idstch.com/technology/ict/augmented-reality-systems-for-soldiers-are-set-to-revolutionize-battlefield-operations-by-drastically-improving-the-situational-awareness-decision-making/
- Army's Integrated Visual Augmentation System (IVAS): Background ..., https://www.congress.gov/crs-product/IF13022
- Integrated Visual Augmentation System (IVAS) - Director Operational Test and Evaluation, https://www.dote.osd.mil/Portals/97/pub/reports/FY2023/army/2023ivas.pdf?ver=ZkmFbFF8MT-gn00fBM6HuA%3D%3D
- Examining cognition in action: laboratory-based attentional control tasks predict performance on combat-relevant tasks in an augmented reality training environment - ResearchGate, https://www.researchgate.net/publication/391474325_Examining_cognition_in_action_laboratory-based_attentional_control_tasks_predict_performance_on_combat-relevant_tasks_in_an_augmented_reality_training_environment
- Investigating a Virtual Reality Based Subterranean Scenario Examining Augmented Reality Implications for Military Operators | Request PDF - ResearchGate, https://www.researchgate.net/publication/356168967_Investigating_a_Virtual_Reality_Based_Subterranean_Scenario_Examining_Augmented_Reality_Implications_for_Military_Operators
- Analyzing Spatial Memory in a Virtual Reality-Based Subterranean Scenario: Implication for Military Augmented Reality Systems | Request PDF - ResearchGate, https://www.researchgate.net/publication/356164149_Analyzing_Spatial_Memory_in_a_Virtual_Reality-Based_Subterranean_Scenario_Implication_for_Military_Augmented_Reality_Systems
- Augmented Reality Remote Maintenance in Industry: A Systematic Literature Review | Request PDF - ResearchGate, https://www.researchgate.net/publication/363016911_Augmented_Reality_Remote_Maintenance_in_Industry_A_Systematic_Literature_Review
- Air Force Operational Test and Training Infrastructure: Barriers to Full Implementation - RAND Corporation, https://www.rand.org/content/dam/rand/pubs/research_reports/RRA900/RRA992-1/RAND_RRA992-1.pdf
- Synthetic Training Environment Archives - Breaking Defense, https://breakingdefense.com/tag/synthetic-training-environment/
- The future of military training: Synthetic environments and the military metaverse, https://www.baesystems.com/en-us/story/the-future-of-military-training-synthetic-environments-and-the-military-metaverse
- Building DOD's Largest-Ever Digital Twin of Its Kind - Booz Allen, https://www.boozallen.com/insights/digital-twin/building-dods-largest-ever-digital-twin-of-its-kind.html
- Digital Twins and the Future of Immersive Experiences - Booz Allen, https://www.boozallen.com/menu/media-center/q3-2025/digital-twins-and-the-future-of-immersive-experiences.html
- Navy North Star in Command Vision Statement - I/ITSEC, https://www.iitsec.org/-/media/sites/iitsec/showdaily/2022/iitsec_showdaily22_day2_finalweb.pdf?download=1?download=1
- US Army wants help with radios that integrate with augmented reality - C4ISRNet, https://www.c4isrnet.com/battlefield-tech/it-networks/2020/10/01/us-army-seeks-market-research-for-radios-to-integrate-with-augmented-reality/
- Aaron L. Gardony's research works | Natick Soldier Research, Development and Engineering Center and other places - ResearchGate, https://www.researchgate.net/scientific-contributions/Aaron-L-Gardony-70014750
- Virtual reality Archives | DefenseScoop, https://defensescoop.com/tag/virtual-reality/
- Visualization Management of Industrial Maintenance Data Using Augmented Reality | Request PDF - ResearchGate, https://www.researchgate.net/publication/261215244_Visualization_Management_of_Industrial_Maintenance_Data_Using_Augmented_Reality
- Military Readiness - Booz Allen, https://www.boozallen.com/expertise/analytics/advanced-training-solutions.html
- DARPA program aims to secure DoD mixed-reality systems, https://militaryembedded.com/cyber/cybersecurity/darpa-program-aims-to-secure-dod-mixed-reality-systems
- March 2024 - DARPA, https://www.darpa.mil/sites/default/files/attachment/2024-11/u-rdte-mjb-darpa-pb-2025-06-mar-2024-final.pdf
- Department of Defense Fiscal Year (FY) 2026 Budget Estimates - Justification Book, https://comptroller.defense.gov/Portals/45/Documents/defbudget/FY2026/budget_justification/pdfs/03_RDT_and_E/RDTE_Vol1_DARPA_MasterJustificationBook_PB_2026.pdf