Entorno de formación conducido por instructor e interfaces con el mismo.

Un sistema de simulación de formación conducido por instructor para equipos de formación,

que comprende:

un entorno de formación de simulada generado por ordenador que comprende un entorno virtual colaborativo multisensorial en donde los movimientos y las interacciones simulados de cada uno de entre uno o más miembros de un equipo son representados dentro del entorno de formación simulada;

por lo menos una estación (300, 310) de alumno, que comprende:

una zona de disparo para alojar a un miembro del equipo, la zona de disparo comprende un primer extremo, un segundo extremo, y por lo menos un display (200) dispuesto substancialmente cerca del segundo extremo para exponer el entorno de formación simulada,

por lo menos un arma (100), el arma es sustancialmente similar a un arma de infantería, y

por lo menos un controlador (115, 120), el por lo menos un controlador está montado en la por lo menos un arma, para simular el movimiento dentro e interaccionar con el entorno de formación simulada;

por lo menos un ordenador para generar el entorno de formación simulada, y por lo menos un ordenador acoplado de manera comunicativa al por lo menos un display acoplado de manera comunicativa al por lo menos un controlador, y por lo menos un ordenador que supervisa aportes desde el por lo menos un controlador y que modifica el entorno de formación simulada expuesto en el display sobre la base de los aportes;

una pluralidad de canales de comunicación para permitir la comunicación entre el instructor y el uno o más miembros del equipo;

una estación (320) de instructor para alojar al instructor, que sirve como un anfitrión de red y servidor de entorno de formación simulada para el por lo menos un ordenador y la por lo menos una estación (300, 310) de alumno, y que sirve como una estación de control de entorno de formación simulada, la estación de instructor recibe y trasmite aportes desde la por lo menos una estación de alumno y permite al instructor controlar, modificar y registrar la ejecución del entorno de formación simulada, para controlar y registrar los canales de comunicación y crear escenarios personalizados de simulación para el entorno de formación simulada; y

un editor de escenarios para editar el entorno de formación colaborativo multisensorial durante la simulación de formación, en donde el editor de escenarios permite al instructor tomar el control de una entidad representada dentro del entorno de formación colaborativo multisensorial durante la simulación de formación,

en donde por lo menos un display (200) en cada estación (300, 310) de alumno expone un punto de vista del entorno virtual colaborativo multisensorial correspondiente a los movimientos y las interacciones del por lo menos un controlador (115, 120).

Entorno de formación conducido por instructor e interfaces con el mismo Campo de la invención La presente invención está relacionada con el campo de entornos de formación simulada basada en instructor y, más específicamente, proporciona nuevas interfaces para este tipo de entornos.

Antecedentes de la invención Las fuerzas armadas de todo el mundo confían en hombres y mujeres bien formados para proteger a sus países de posibles daños. Este tipo de formación varía ampliamente entre las diferentes ramas militares, pero hasta hace muy poco, este tipo de formación implicaba fundamentalmente uno de dos extremos, o simulaciones muy avanzadas o formación práctica en el mundo real.

Esta división de la formación existe por varias razones. Una de esas razones es que el coste de desarrollar entornos de formación simulada es típicamente mucho más alto que la formación en el mundo real. Por ejemplo, según las estadísticas recopiladas en el año 2001, al Ejército de los Estados Unidos le cuesta aproximadamente 35.000 dólares formar a un nuevo recluta de infantería utilizando métodos tradicionales de formación. Cuando se compara con el coste de desarrollar e implementar un simulador de infantería, que fácilmente podría costar decenas de millones de dólares, típicamente se suele ver como más rentable el proporcionar la formación tradicional práctica. La excepción a esto es en el ámbito de la aviación y la marina, donde cada embarcación o aeronave del mundo real puede costar fácilmente decenas de millones de dólares, y la formación de un piloto puede costar cientos de miles de dólares. En tales casos, el desarrollo de simuladores que permitía a pilotos de nivel bajo adquirir experiencia sin necesidad de entrar en la cabina o puente de una aeronave o embarcación reales ha demostrado ser una estrategia de formación mucho más rentable que arriesgar la vida y la seguridad de valiosos instructores, alumnos y equipamientos.

Otra razón para dividir la formación es que la mayoría de las tareas relacionadas con la infantería requieren maniobras. A diferencia de los pilotos, que se sientan en una cabina o puente relativamente estáticos de dimensiones fijas, la infantería y otros miembros de servicio están obligados a moverse por una zona mucho más amplia. Por ejemplo, un ejercicio de formación de infantería puede implicar el asegurar un edificio en una ciudad. Cuando la simulación comienza en las afueras de la ciudad, el recluta debe ser capaz de desplazarse por la ciudad y encontrar el edificio apropiado, entrar en él y garantizar su seguridad. Hasta ahora, estas interacciones han necesitado interfaces complicadas que tendían a ser una distracción, y no han permitido a los reclutas sumergirse totalmente en la simulación. De este modo, tradicionalmente para los reclutas de infantería se ha preferido la formación práctica tradicional.

Si bien tradicionalmente se prefiere la formación práctica tradicional en el mundo real para formar reclutas de infantería, la formación de este tipo tiene sus desventajas. Por ejemplo, a menudo es difícil simular las diversas diferencias medioambientales, estructurales y lingüísticas que se experimentan en diferentes escenarios. Por el contrario, un entorno de formación simulado puede fácilmente permitir a un recluta experimentar estas diferencias. El documento FR 2 840 064 describe un simulador de caza que proporciona imágenes tridimensionales sintetizadas en tiempo real en una pantalla de proyección. Un usuario utiliza una pistola para disparar a los objetivos de la pantalla y una interfaz para moverse en el entorno simulado. El documento US 6.379.249 describe un sistema de juego en el que a los usuarios se les presenta un escenario en una pantalla de exposición y se utilizan armas electrónicas para disparar a las imágenes en la pantalla. Se proporciona una interfaz para controlar el punto de vista expuesto. El documento W094/25816 describe un sistema para calcular el punto de incidencia de una pistola electrónica de la pantalla de exposición. El documento US 6.287.198 describe una pistola electrónica para interaccionar con un sistema informático.

Compendio de la invención Lo que se necesita es un sistema y unos métodos a través de los cuales puede formarse a la infantería y otros reclutas utilizando entornos simulados que superan una o más de las limitaciones de la técnica anterior.

Un objetivo de la presente invención es proporcionar un entorno de formación simulada, controlable por instructores, basado en carriles.

Otro objetivo de la presente invención es proporcionar un dispositivo de interfaz de usuario a través del cual un recluta de infantería u otro alumno de este tipo pueden desplazarse fácilmente por grandes zonas geográficas simuladas.

Características y ventajas adicionales de la invención se establecerán en parte en la descripción que sigue y en parte serán evidentes a partir de la descripción o pueden aprenderse al poner en práctica la invención. Los objetivos y otras ventajas de la invención se realizarán y conseguirán mediante la estructura indicada particularmente en la descripción escrita y en las reivindicaciones de la misma así como en los dibujos adjuntos.

Se han desarrollado tecnologías para apoyar las necesidades de las fuerzas de seguridad civiles y de defensa.Áreas específicas de formación abordadas por esta tecnología pueden incluir, pero no se limitan a, formación de puntería de armas pequeñas de fuego no vivo, habilidades de toma de decisiones para la aplicación de la fuerza mortal basada en situaciones, formación de conductores y formación de habilidades de protección de convoyes. A pesar de que los ejemplos de realizaciones descritos a continuación abordan tecnologías de software y hardware que existen en la actualidad en el contexto de aplicaciones de demostración para militares y sistemas de formación para aplicación de la ley, debe ser evidente para un experto en la técnica que este tipo de sistemas puede adaptarse fácilmente para contextos de usos alternativos, como por ejemplo, sin limitación, videojuegos, formación de armas de uso civil, formación paramilitar y similares. Los bloques de construcción de la tecnología que se explican en los ejemplos de realizaciones se pueden mejorar y configurar de varias formas como una solución a un conjunto diverso de necesidades de formación.

El sistema preferiblemente se puede ampliar y permite que varios carriles funcionen mutuamente de manera simultánea con la simulación, permitiendo de ese modo que varios miembros del equipo practiquen tácticas, técnicas y procedimientos, tanto individualmente como en equipo. Este tipo de configuración también permite que múltiples equipos se formen juntos al mismo tiempo, permite la formación de una escuadra contra una escuadra o de múltiples escuadras contra múltiples escuadras, y la formación de cualquier combinación de escuadras contra escuadras. Utilizando los controles de simulación integrados, un solo líder de escuadrón o escuadra por carril puede comandar a otros alumnos, durante el ejercicio o la práctica, tal como mediante una interfaz gráfica de usuario (GUI) interactiva u orden de voz.

Una realización de la invención incluye un sistema de simulación de formación de infantería que comprende por lo menos un carril de disparo, con por lo menos una pantalla dispuesta sustancialmente cerca del final del carril de disparo. El alumno que utiliza la simulación puede llevar por lo menos un arma, que típicamente es similar al arma de infantería. Para facilitar el desplazamiento y otras interacciones con la simulación, el arma está equipada preferiblemente con por lo menos un controlador. Por lo menos un equipo se acopla de manera comunicativa con el display y el arma, supervisa el aporte desde el por lo menos un controlador, y modifica la simulación de formación expuesta en el display basándose en el aporte.

Otra realización de la invención incluye un sistema de simulación de formación de infantería que comprende una pluralidad de carriles de disparo, en donde cada carril de disparo tiene asociado con el mismo por lo menos un display. Por lo menos un ordenador se acopla de manera comunicativa a por lo menos uno de la pluralidad de displays y genera una simulación de formación por display mediante el por lo menos un display al que se conecta. La realización incluye preferiblemente además por lo menos una estación de instructor, en donde el instructor se acopla de manera comunicativa con el por lo menos un ordenador que permite al instructor tomar el control de por lo menos una entidad en la simulación. El alumno y/o el instructor pueden interaccionar con la simulación a través de diversos medios, incluyendo a través de por lo... [Seguir leyendo]

1. Un sistema de simulación de formación conducido por instructor para equipos de formación, que comprende:

un entorno de formación de simulada generado por ordenador que comprende un entorno virtual colaborativo multisensorial en donde los movimientos y las interacciones simulados de cada uno de entre uno o más miembros de un equipo son representados dentro del entorno de formación simulada;

por lo menos una estación (300, 310) de alumno, que comprende:

una zona de disparo para alojar a un miembro del equipo, la zona de disparo comprende un primer extremo, un segundo extremo, y por lo menos un display (200) dispuesto substancialmente cerca del segundo extremo para exponer el entorno de formación simulada,

por lo menos un arma (100) , el arma es sustancialmente similar a un arma de infantería, y

por lo menos un controlador (115, 120) , el por lo menos un controlador está montado en la por lo menos un arma, para simular el movimiento dentro e interaccionar con el entorno de formación simulada;

por lo menos un ordenador para generar el entorno de formación simulada, y por lo menos un ordenador acoplado de manera comunicativa al por lo menos un display acoplado de manera comunicativa al por lo menos un controlador, y por lo menos un ordenador que supervisa aportes desde el por lo menos un controlador y que modifica el entorno de formación simulada expuesto en el display sobre la base de los aportes;

una pluralidad de canales de comunicación para permitir la comunicación entre el instructor y el uno o más miembros del equipo;

una estación (320) de instructor para alojar al instructor, que sirve como un anfitrión de red y servidor de entorno de formación simulada para el por lo menos un ordenador y la por lo menos una estación (300, 310) de alumno, y que sirve como una estación de control de entorno de formación simulada, la estación de instructor recibe y trasmite aportes desde la por lo menos una estación de alumno y permite al instructor controlar, modificar y registrar la ejecución del entorno de formación simulada, para controlar y registrar los canales de comunicación y crear escenarios personalizados de simulación para el entorno de formación simulada; y

un editor de escenarios para editar el entorno de formación colaborativo multisensorial durante la simulación de formación, en donde el editor de escenarios permite al instructor tomar el control de una entidad representada dentro del entorno de formación colaborativo multisensorial durante la simulación de formación,

en donde por lo menos un display (200) en cada estación (300, 310) de alumno expone un punto de vista del entorno virtual colaborativo multisensorial correspondiente a los movimientos y las interacciones del por lo menos un controlador (115, 120) .

2. El sistema de la reivindicación 1, el por lo menos un controlador (115, 120) que comprende una pluralidad de controladores, por lo menos uno de la pluralidad de los controladores está situado sustancialmente cerca de entre por lo menos un gatillo del arma y a lo largo de un cañón del arma.

3. El sistema de la reivindicación 1, en donde el por lo menos un ordenador está acoplado de manera comunicativa con el por lo menos un controlador (115, 120) a través de un enlace de comunicación inalámbrica.

4. El sistema de la reivindicación 1, en donde la estación (320) de instructor supervisa y registra las acciones de los miembros del equipo en el entorno de formación simulada y comprende además un editor de escenarios para editar el entorno de formación simulada durante la simulación de formación, y en donde la estación de instructor registra y/o inhabilita canales particulares de comunicación.

5. El sistema de la reivindicación 4, que comprende además una estación (330) de observador para ver la simulación de formación.

6. El sistema de la reivindicación 1, en donde la entidad, de la que se ha tomado el control, representa por lo menos una de entre una entidad controlada por ordenador en el entorno de formación simulada y uno o más miembros de un equipo dentro del entorno de formación simulada.

7. El sistema de la reivindicación 1, en donde los canales de comunicación permiten que por lo menos uno de entre los instructores y el uno o más de entre los miembros de un equipo, en una primera zona de disparo se comuniquen con uno o más miembros de un equipo en una segunda zona de disparo para coordinar movimientos simulados simultáneos dentro del entorno de formación simulada.

8. El sistema de la reivindicación 1, el arma está configurada para disparar por lo menos un proyectil simulado, el por lo menos un proyectil simulado está almacenado en por lo menos un cargador (135) .

9. El sistema de la reivindicación 8, en donde cada uno del por lo menos un cargador (135) comprende un identificador, el sistema determina el tipo de proyectil simulado almacenado en el cargador actualmente en el arma sobre la base del identificador y un número de proyectiles disparados, de tal manera que el arma no puede volver a usar un cargador gastado anteriormente.

10. El sistema de la reivindicación 9, el sistema determina el tipo de proyectil almacenado en el cargador actualmente en el arma mediante el inventario de los cargadores asociados con el miembro del equipo y la identificación del cargador ausente del inventario.

11. El sistema de la reivindicación 10, el sistema determina si un cargador se ha utilizado sobre la base del identificador.

12. El sistema de la reivindicación 1, el sistema simula un atasco de arma según por lo menos uno de los tipos de proyectiles disparados y el número de proyectiles disparados.

13. El sistema de la reivindicación 12, el sistema supervisa las interacciones con el arma para determinar cuándo se han realizado los pasos prescritos para eliminar el atasco simulado de arma.

14. Un método para interaccionar con un entorno de formación colaborativa multisensorial generado por un sistema de simulación de formación que tiene por lo menos una estación (300, 310) de alumno que comprende una zona de disparo para alojar a un alumno, por lo menos un controlador (115, 120) , una pluralidad de canales de comunicación, y por lo menos un display (200) correspondiente a la zona de disparo, que comprende:

exponer una simulación generada por ordenador en el por lo menos un display (200) , la simulación comprende el entorno de formación colaborativo multisensorial en donde los movimientos e interacciones simulados del alumno son controlados por el por lo menos un controlador (115, 120) y se representan dentro de un entorno de formación colaborativa multisensorial como una entidad, en donde por lo menos un display expone un punto de vista del entorno de formación colaborativa multisensorial correspondiente a los movimientos e interacciones simulados del alumno en cada estación (300, 310) de alumno;

equipar un arma física (100) con por lo menos un controlador (115, 120) ;

comunicarse a través de los canales de comunicación para coordinar el movimiento simultáneo simulado de los alumnos en el entorno de formación colaborativa multisensorial;

desplazarse por el entorno de formación colaborativa multisensorial expuesto en el display a través de por lo menos un controlador (115, 120) ;

supervisar el entorno de formación colaborativa multisensorial para por lo menos un objetivo hostil;

enfrentarse al objetivo hostil usando el arma física (100) ; y

permitir que un instructor observe el entorno de formación colaborativa multisensorial a través de un terminal (320) de instructor del sistema de simulación de formación, el terminal de instructor permite al instructor supervisar y registrar las acciones de los miembros de un equipo en el entorno de formación colaborativo multisensorial y modificar las condiciones del entorno de formación colaborativa multisensorial durante la simulación de formación,

en donde el sistema de simulación de formación comprende dos o más estaciones (300, 310) de alumno, y en donde los movimientos e interacciones del por lo menos un controlador en cada estación de alumno es representada en el mismo entorno de formación colaborativa multisensorial, y el por lo menos un display

(200) en cada estación de alumno también expone una representación de los movimientos y las interacciones del por lo menos un controlador en las otras estaciones de alumno, y

en donde el sistema de simulación de formación comprende además un editor de escenarios para editar el entorno de formación colaborativa multisensorial durante la simulación de formación, el editor de escenarios permite al instructor tomar el control de una entidad representada dentro del entorno de formación colaborativo multisensorial durante la simulación de formación.

15. El método de la reivindicación 14, que comprende además editar el entorno de formación colaborativo multisensorial durante la simulación de formación.

16. El método de la reivindicación 14, que comprende además supervisar por lo menos uno de entre el número y tipo de los proyectiles disparados por el arma y simular un atasco de arma según por lo menos uno de entre el número y tipo de proyectiles disparados.

17. El método de la reivindicación 14, el atasco de arma es simulado con una frecuencia substancialmente similar a la asociada con el uso del arma física en el mundo real.

18. El método de la reivindicación 14, que comprende además simular el agotamiento de los proyectiles de un cargador asociado con el arma para cada disparo de arma, de tal manera que el arma no puede volver a usar un cargador agotado anteriormente.

19. El método de la reivindicación 14, que comprende además permitir que el instructor interaccione con el entorno de formación colaborativo multisensorial.

20. El método de la reivindicación 14, en donde la interacción comprende que el instructor tome el control de por lo menos una entidad controlada por ordenador dentro del entorno de formación colaborativo multisensorial.