Pour permettre aux soldats de combattre les menaces CB et d'en sortir vainqueurs, le département des technologies chimiques et biologiques de la DTRA (Defense Threat Reduction Agency), en sa qualité de JST0 (Joint Science and Technology Office), a collaboré avec le PNNL (Pacific Northwest National Laboratory) et son concours annuel d'été pour stagiaires afin de développer une simulation VR pour améliorer la préparation des missions CB.
Le DTRA-JSTO a mis au défi les experts en la matière (PME) du PNNL et trois groupes de stagiaires pour proposer leurs solutions de VR les plus innovantes à un problème CB spécifique et de créer un sous-ensemble d'objectifs allant un peu au-delà de ce qu'ils pouvaient réaliser de manière réaliste en six semaines. Tout au long du concours, les STMs (gestionnaires de la science et de la technologie) du DTRA-JSTO ont comparé les différentes approches des stagiaires aux mêmes paramètres du défi et ont évalué chaque groupe sur des paramètres techniques et de présentation.
L'un des avantages des environnements de formation en VR est qu'ils peuvent être utilisés n'importe où et à tout moment, ce qui constitue une option pratique et moins coûteuse lorsque la formation en personne est limitée. Mais le défi pour les stagiaires était de créer un nouveau type d'environnement VR avec un cadre souterrain reconfigurable, permettant la projection d'un incident CB et une formation immersive de réalisation des conséquences. Les stagiaires devaient axer le développement de l'application de manière à aller au-delà de la formation des connaissances et à améliorer la préparation du combattant pour l'aider à préparer et à planifier la mission. Les formateurs seraient en mesure de modifier et de reconfigurer les détails du scénario dans un module de formation VR flexible qui :
- ajoute des valeurs de répétition
- s'adapte à différents objectifs de formation
- aide à préparer les combattants à diverses missions.
Objectifs pour le développement :
Environnement
- Produire un outil d'entraînement solo basé en VR.
- Se concentrer sur un environnement de tunnel souterrain.
- Permettre une vue du formateur pour la configuration du scénario.
- Permettre une vue à la première personne pour le stagiaire.
- Créer des fonctions d'examen après action.
Scénario CB
- Reconnaître l'outil HPAC (Hazard Prediction and Assessment Capability) qui fournit des prévisions de transport et de dispersion atmosphérique.
- Soutenir des missions telles que l'exploitation du site, le sauvetage ou le passage.
- Options matérielles : sarin (agent neurotoxique, désignation militaire GB), chlore (type d'agent suffocant, désigné Cl) et agent neurotoxique VX.
Effets CB
- Incorporer les effets sur la santé et l'homme en fonction de l'agent et de la concentration.
- Représenter le capteur du détecteur interarmées d'agents chimiques (JCAD) dont la réponse dépend de la concentration.
La première étape de la création de cet environnement VR a consisté à intégrer les modèles de transport et de dispersion atmosphériques (T&D) ainsi que les modèles de santé et d'effets humains (H&HE) que le DTRA-JSTO a déjà développés. Le DTRA-JSTO a exécuté des projets pour valider et vérifier les modèles, qui sont des atouts précieux que les formateurs peuvent exploiter au-delà des applications courantes de la connaissance de la situation des dangers. Grâce aux modèles T&D, l'environnement VR peut rendre les dangers CB de manière plus réaliste plutôt que simplement animée. Les effets virtuels du panache de danger sur les avatars des stagiaires exigent que les modèles H&HE mettent la concentration de danger en contexte avec des effets proches de la réalité qui permettent aux stagiaires de réaliser les conséquences de l'exposition aux dangers CB et de leurs propres actions.
Le DTRA-JSTO voulait des vues formateur contre stagiaire afin que les formateurs puissent ajuster l'environnement virtuel et le scénario CB en fonction des objectifs de la mission. Une fois que le formateur a mis en place le scénario, l'avatar du stagiaire traverse l'environnement dans sa propre vue et ressent les effets sur la santé de l'exposition aux matériaux de la menace CB.
Les applications de VR fournissent des tunnels pré-construits et des morceaux de tunnel afin que le formateur puisse reconfigurer la zone. Il existe également des éléments tels que des équipements de laboratoire, des barils et des réservoirs de gaz. Lors de la mise en place d'un scénario CB, les formateurs peuvent choisir où et quand libérer trois menaces chimiques différentes :
- le sarin, un agent neurotoxique de désignation militaire GB
- le chlore, un type d'agent étouffant désigné Cl
- l'agent neurotoxique VX
Le rejet de la matière dangereuse est basé sur des simulations utilisant " Indoor Building Hazard ", un module source d'incident qui utilise CONTAM - un programme informatique multi-zone d'analyse de la qualité de l'air intérieur et de la ventilation - comme sous-modèle de l'outil HPAC (Hazard Prediction and Assessment Capability) qui fournit des prévisions de T&D atmosphérique en cas de rejet atmosphérique dangereux.
Les formateurs donnent aux stagiaires des types de mission tels que l'exploitation du site, la reconnaissance, le sauvetage ou le passage et placent divers équipements de protection dans le scénario pour que les stagiaires puissent les choisir. Lorsque les avatars des stagiaires rencontrent un panache de danger sans protection adéquate, leurs effets sur la santé sont basés sur les niveaux indicatifs d'exposition aiguë. Le stagiaire reçoit un retour d'information tel qu'une vision floue qui imite l'écran de fumée. Il existe également des effets sonores de halètement et de toux qui contribuent à créer une expérience immersive.
En six semaines, les stagiaires ont démontré la possibilité de créer un scénario CB basé sur des modèles T&D validés et ont présenté les effets sur la santé en fonction de la concentration. La compétition était serrée et il y a eu un gagnant, mais le DTRA-JSTO a demandé aux PME du PNNL de combiner les trois applications des stagiaires en un outil de validation de concept pour le domaine du portefeuille de la préparation à la CBD basée sur la réalité virtuelle, afin que les utilisateurs finaux puissent identifier les capacités qui les intéressent.
Le DTRA-JSTO lance également un projet à grande échelle visant à intégrer la simulation interarmées de grands courants de Foucault en milieu urbain pour l'analyse des dangers et des effets humains et l'analyse de la dégradation opérationnelle chimique et biologique (FXCODA) dans le kit d'attaque tactique virtuel (VTAK). La recréation des dangers et des effets dans le monde virtuel pour des expériences immersives et réalistes permet aux modélisateurs d'identifier les lacunes en matière de capacités.
Source : DVIDS
Credits Photo : DVIDS
