美国陆地勇士单兵作战系统

静Sahara 9 
第2楼2013-5-25

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某吧友让俺发些军事类的帖子，一直没发，看最近有吧友在发未来战争系列图片，俺就凑个热闹吧



校花梦工厂 
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宅男福音.这校花你喜欢么？





静Sahara 9 
第3楼2013-5-25

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这次帖子的主角是陆地勇士单兵作战系统，lz之前还是军事迷时，又一次看新加坡防务展览大会的报到时，就被这个炫酷的单兵系统给迷住了，当时的感觉就是“太tm科幻了！”时光匆匆，这套系统已经投入实战并经受住了检验，结合无所不能的网络，lz跟大家一起来看看这套过去我们眼中的“未来科技”如何出现在了真实的战场上。



静Sahara 9 
第4楼2013-5-25

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开发背景
80年代末，美国陆军提出“士兵现代化计划”，其中关键项目是“士兵综合防护系统”（SIPE），美陆军投资1200万美元，从1990年开始技术预研，并于1992年9月至11月进行了“士兵综合防护系统”的技术演示。演示首次明确了“士兵系统”的结构模块，使“士兵系统”显示了雏形。尽管原理性样品在重量、体积和功耗方面存在不少缺点，但“士兵系统”在技术上是完全能够实现的。这是有史以来第一次把士兵作为一个系统来看待。同时，美国实施了一项“增强型士兵系统”计划，其目的是把“士兵综合防护系统”证实了的合适技术变成要装备部队的系统。
1993年，美陆军将“增强型士兵系统”计划更名为“21世纪地面勇士”计划，它包括一系列超出“士兵防护系统”范围的分计划，规模更大，将利用微电子技术的优势，把“士兵系统”作为一个节点纳入数字化的C4I之中。这时的“士兵系统”的核心部分称为“第二代士兵系统”。美陆军把“21世纪地面勇士”计划作为最大限度地利用现有技术的近期项目，把“第二代士兵系统”作为远期系统。 
1996年美国国会对陆军的上述安排提出异议，认为先装备过渡性的第一代系统再装备第二代系统是一种浪费，而且两个平行的“士兵系统”计划有引起某种混淆的趋势，要求陆军研制一个比近期系统能力更强，比远期系统能更早投入使用的系统。美国陆军响应国会的要求，提出将“21世纪地面勇士”计划和“第二代士兵系统”计划合并成统一的研究工作，简称为“地面勇士”（LandWarrior）计划。 为确保制定的士兵现代化计划如期完成，美陆军专门建立了士兵系统司令部，进行统一的计划、开发、定购和对士兵系统的全寿命周期管理，改进士兵作战能力。总部设在马萨诸塞州的纳蒂克研究、发展与工程中心。



静Sahara 9 
第5楼2013-5-25

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陆地勇士（LandWarrior）
“陆地勇士”是一个系统集成。它包含有几个既独立运作又相互配合的子系统，按其功能可分为防护系统、信息处理系统和作战系统。主要装备有便携式电脑，集瞄准具、步话机和发射天线于一体的头盔，各种传感器和新式的枪、弹合一的步兵作战武器等。目前装备的是一个简化版，也就是在现有装备的基础上，只加装了信息处理系统，也就是一套穿戴式电脑。信息处理系统是“陆地勇士”的核心。它负责各种信息的采集、处理和适时发送。除电脑外还包括头盔显示器、步话机、局域网接入器和天线等。电脑中可存储作战地区的详细地图，并可通过GPS卫星定位仪将所处位置及战友的位置显示于头盔显示器当中。士兵左手腕佩带有小型键盘，供其进行信息输入。指挥部可将新的作战命令、最新的敌情通过信息数据链直接发送至前线，由电脑接受后将信息显示在头盔显示器上。士兵还可以通过无线局域网进行点对点式的交互联络。每个士兵都相当于一个节点，并能以任意动态的方式连接到网络中。这套系统的重要性在于：一方面加强了各级指挥员同士兵们的联系———随时了解战况、及时作出作战部署，必要时作战命令可于第一时间下达至每一个士兵，有利于贯彻指挥部的作战意图；另一方面，士兵与士兵之间亦可保持联系，增加沟通，利于机动灵活地执行作战任务。



静Sahara 9 
第6楼2013-5-25

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发展
1、武器子系统
　　实现美国陆军目标优先次序首位杀伤性，武器子系统是实施手段。模块化武器子系统设计和制造基于M-16/M-4 步枪。武器子系统包括主要的电力相关光学部件，如弹道计算器、光电瞄准器、摄像机和激光测距仪/数字罗盘(LRF/DC)。LRF/ DC提供距离和方向信息给士兵。士兵从全球定位系统(GPS)联结自己位置，当需要间接火力和战斗识别呼叫时，士兵有精确的目标位置。这一个系统将会允许步兵在所有天气的类型下和在夜间操作。连同其他的组件，一个士兵能使自己不暴露在敌人的火力下。
　　“陆地勇士”计划和“目标单兵武器系统”(Objective Individual Combat Weapon)平行发展，“目标单兵武器系统”由美国陆军正式命名为XM29。
2、综合头盔子系统(IHAS)
　　 综合头盔集合子系统(IHAS)使用先进材料，具有较轻的重量同时提供胜于美军目前头盔的壳体弹道防护。完整的综合头盔集合子系统比现有的头盔更轻和更舒服。IHAS的头盔安装了计算机和传感器显示装置，是对其它子系统到数字化战场的士兵界面。通过“头盔安装显示器”，士兵能观看计算机发出的图解数据、数字化地图、情报资料、部队位置，还包括安装在武器上热成像武器瞄准器(TWS)和摄像机的成像。这个新的能力允许士兵在一个隅角的周围检视、捕获一个目标，然后不暴露他自己并且射击武器，仅对敌人露出他的双臂和手。使用他的武器热成像瞄准器扫描一个区域，士兵将会能够看见区域的特性，包括地形和敌人位置，并且将会能够看穿欺骗伪装。安装在武器子系统上的夜视传感器显示装置的一个图像增强器，通向他的计算机信息处理机，并将处理后的信息显示在“头盔安装显示器”上面，这将会允许士兵面对在黑暗掩盖下的目标进行机动和交战。“陆地勇士”使用“头盔安装显示器”，将会允许步兵召唤情形映像、发送信息和请求火力支援，全部经过只是点一下一个“鼠标器”。
　　3、计算机/无线电子系统(CRS)
　　步兵将会把计算机/无线电子系统(CRS)附装在他的背包“负荷-支撑框架”(load-bearing frame)上。背包上面部分是无线电装置，下面部分包括计算机信息处理机和全球定位系统(GPS)模块。用于单兵设备，计算机信息处理机与无线电装置和全球定位系统(GPS)定位器融合在一起集成到CRS内，合并分开的显示装置、控制器和安装框体，因此减轻重量而且减少电源需要量。全球定位系统和无线电装置天线嵌入到负载框架内。
　　一个连接到背包并且附着于士兵胸部的手指触摸操作装置，作用如同一个计算机鼠标，以及允许佩戴者变换屏幕、调节无线电、变换频率和传送数字信息。还有一些功能通过几个位于步枪上靠近扣板机的手指位置的按纽受控，这样允许士兵保持一个射击姿态。
　　计算机/无线电子系统设计二种格局：指挥员(班长)版本(leader version)有二套无线电装置和一个位于前臂外侧扁平的平板显示器/键盘，而士兵版本只有一套无线电装置。无线电装置提供在一个有限制的距离上的班内声音和数据通信。指挥员版本无线电装置使用一套重新装配的商业无线电装置为基础，并且同SINCGARS SIP完全兼容。士兵无线电装置使用一套重新装配摩托罗拉(Motorola)公司制造的手持式商业无线电装置为基础。
　　“陆地勇士”计算机/无线电子系统(CRS)提供战场信息一体化数字地图和位置/导航系统，士兵能够确定关于自己和其它友好单位两者和已知的敌人战场位置。这将会节省时间和使士兵在战斗中更有能力和更有战斗力。
　　使用计算机/无线电子系统(CRS)，指挥员和士兵或士兵之间能交换信息。举例来说，士兵使用他们安装在武器上的摄像机，能发送视频给他们的指挥员。通过增强指挥控制大大地改善情形察觉和生存性。综合全部这些提供给士兵，使士兵具有空前的战术意识，战术意识是一个士兵在战场上具有最好的力量/优势之一，在战场上表现非常积极。
　　在计算机/无线电子系统的GEN II版本中，计算机和无线电将会被组合和植入到新的网络设备内。将会由一系列信用卡尺寸的卡片式系统组成，只是稍微比较厚一些。CRS开放式体系结构允许在未来升级中直接插入硬件和软件两者。系统也准备为将来实施提供战斗身份证和其它崭现的技术。
　　4、软件子系统
　　“陆地勇士”(Land Warrior)软件子系统引导士兵的核心战场职能，显示处理、任务设备和电源管理。软件子系统包括战术和任务辅助模块；地图和战术覆盖图；收集和显示视频图像；也包括一个电源管理模块。“陆地勇士”(Land Warrior)将会在数字化战场上可共同操作。设计人员设置系统，能被更新和技术改进，模块体系结构允许直接插入/替换用于技术升级。对于士兵任务需求和参数选择，软件子系统允许士兵自己编制系统的菜单和功能操作。
　　单兵携带式电源组件，可能使用新型“形状-适合”(form-fitting)电池，作为士兵装具一部分穿着活动时感到舒适，没有妨碍感；另外的一种可能性是发展一个“睡眠”(sleep)模式，当不使用时会自动地把设备设置在备用状态来保存电池能量。
　　单兵携带式电源组件使用两块锂电池，美国陆军要求电源工作时间12个小时，将来使用“睡眠”模式后工作时间30个小时，
　　单兵携带式电源组件使用可再充电型电池，用于作战任务可利用车辆的动力，部分任务和当作备份使用用完即可丢弃的一次性电池。
　　5、防护服与单兵设备子系统
　　防护服和单兵设备子系统由建立在使用巧妙的“自动控制不稳状态技术”一种革命性背包框架设计所组成，用于士兵的自然身体活动弯曲。背包带使用快速脱扣器，使用士兵正确、快速脱掉背包。士兵的计算机/无线电联结必需的电缆集成到框架内。在活动的时候士兵能调整他的背包结构，从他的肩部到他的臀部调整负载分布。一个简单的调整,然而它允许士兵更有效管理和携带他的战斗负荷而且具有较小的疲劳感。新的“陆地勇士”防具，例如头盔,减轻重量提供改良的冲击防护。“陆地勇士”(Land Warrior)防弹衣包括一个模块化可升级防护块保护士兵免于轻武器威胁。防护服和单兵设备子系统结合模块化防弹衣和可升级防护块能挡住轻武器射击的子弹冲击。



静Sahara 9 
第7楼2013-5-25

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“陆地勇士”系统实战效用 
“陆地勇士”计划一经推出，立刻在世界范围内掀起一股士兵系统研究的浪潮：英国提出了“未来一体化士兵技术”计划，简称FIST计划；法国提出了装备和通信一体化步兵(FELIN)系统；德国提出了未来步兵(IdZ)系统；澳大利亚提出了“温杜拉”(Wundurra)士兵计划；除此之外，意大利、以色列、西班牙、新加坡、印度等十几个国家也相继提出了各自的未来士兵系统发展计划。 
纵观各个国家的士兵系统，虽然各自的组成不尽相同，但基本上均包括以下6个子系统：武器子系统(包括步枪、白光／视频瞄准镜、热成像夜视仪和激光测距仪等)，头盔子系统(包括耳机／话筒、单目显示器)，计算机子系统(包括GPS导航和指挥控制模块)，电台子系统，电源子系统和防护服子系统。 
对于军用装备来说，重要的不是它是什么，而是这种装备究竟能“干”什么。2007年4月，美国陆军斯特赖克旅的一个步兵营在装备了“陆地勇士”系统后被部署到伊拉克战场。下面就以美军这个营所装备的“陆地勇士”系统为例，来看看士兵系统究竟能“干”些什么。 
按照美军喜欢用的一个词来说，“陆地勇士”系统就是一个“系统之系统”，即系统的集成。作为系统的组成部分，“陆地勇士”系统的每一个子系统都服务于提高士兵徒步作战的效能。换句话说，这些子系统都不是各自孤立的。该系统的主要部件包括计算机、无线电、导航模块、头盔模块(显示器、话筒耳机)和武器模块。所有模块都由编织在士兵防弹衣内的线缆连接，由电池供电。 
“陆地勇士”系统包括“陆地勇士—初始能力型”、“陆地勇士—斯特赖克互通型”和“陆地勇士—高级能力型”3种型号。该营所使用的“陆地勇士”系统属于改进后的“斯特赖克互通型”系统，即该系统可以与斯特赖克车辆进行连接。“斯特赖克互通型”的突出特征是，斯特赖克车上装有一个可为电池充电的蓄电箱和一个无线网关，通过这个无线网关可实现在车载系统和下车的“陆地勇士”系统之间图像与信息的传输以及各个无线电台之间的语音通信。 
通过一年多的实战应用，美军认为该系统为美军士兵提供了之前所不具备的4种能力，包括：通过共享作战图像获得步兵近战的态势感知能力、快速获取可编辑地图和图片的能力、行动中不断更新作战信息的能力及可配置的语音和文字通信能力。 
士兵系统的核心功能就是GPS定位导航和态势感知信息的共享功能，这两种功能对步兵战斗的价值是难以估量的。装备了“陆地勇士”系统的美军士兵，即使在黑暗中也能知道自己和队友的各自位置，再也不用担心地点是否正确，或火力支援阵地是否设置完毕等问题。指挥员通过观察头盔上的单目显示器就可以掌握自己和下属在地形图上的位置。“陆地勇士”系统的每一个用户都可以向系统上传代表障碍物或敌人阵地的图标，而这些信息都可以自动在下车的“陆地勇士”系统和斯特赖克车辆间实现共享，这样每个人既能知道其他人的具体位置，也能了解其他人所掌握的情况。如何解决近战中单兵与部队的联系问题一直是困扰步兵近战的一个难题，而“陆地勇士”系统在这方面可以说向前迈出了一大步，因为装备了“陆地勇士”系统的士兵再也不是孤单一人了。 
除了共享的态势感知能力之外，“陆地勇士”系统对地图和图片的大容量存储及编辑设置能力也非常实用，士兵可根据需要对这些数字文件进行设定。例如往行军过程中可能只需要1:25的地图，而到了目标区域5km范围内可能就需要1:5的地图，到达目标点后可能就需要最大、最详细的1:1的地图了。指挥员则可通过“陆地勇士”系统的图像放大／缩小功能，先观察临近排的位置，等到了目标点再察看各个班的位置。目前该营的作战人员已经完全掌握了该系统的这些功能，并在实战中进行了充分的应用。 
绘图功能是“陆地勇士”系统中另一个强大的指挥工具。利用这一功能，指挥员可以在数字地图上进行标注并传送给下属士兵，整个复制过程不会出现任何人为的错误。由于这些地图都与全球定位系统相对应，因此即使士兵放大图像时位置依然十分精确。 
在行进中更新图表信息的能力，同样是“陆地勇士”系统中最实用的功能之一。这是因为实际作战中许多情况都有可能和预先的计划有所差异，而指挥员也要经常下达一些临时指令。当情况发生变化时，指挥员可以利用“陆地勇士”系统的数字网络迅速发出指令和相应的图表，部队在行动上也就变得更加灵活和迅速。 
最后，“陆地勇士”系统还为指挥员提供了语音通信和战术电子邮件的功能。每套“陆地勇士”系统都有两个语音通信网络，指挥员可根据情况选择与上级、同级、下级或斯特赖克车辆人员进行通话。这些语音传输与常用的FM电台相比在传输距离上十分有限，因此只能作为一种补充通信方式。不过“陆地勇士”系统电台毕竟为士兵在战场上提供了一种有效的备用通信方式，虽然目前的虚拟键盘反应速度慢，而且使用起来极不方便，但是有几次当指挥员看到其他人的图标却没有其他办法联系时，他用文字信息功能确实解决了通信联络上的问题。 
使用“陆地勇士”系统的美军士兵认为，在伊拉克的街道和小树林中，结合在一起的态势感知、影像、动态地图和通信功能确实为他们提供了巨大的信息优势。另外，由于下级指挥员也能够获得与上级同样多的信息，他们也就有了更多的机会来发挥自己的主观能动性和创造性。这些优势使得对手很难掌控美军作战的节奏。 
通过“陆地勇士”系统的实战应用可以看出，士兵系统作为一种可穿戴到士兵身上的作战系统充分体现了模块化、网络化和信息化的特点，其不仅提高了士兵的机动能力、生存能力和杀伤能力，更重要的是可以为士兵的徒步作战提供重要的战斗信息。士兵系统所提供的及时、准确的信息使步兵分队指挥员不仅能够在战斗中更好地决策，还能使自己的部队比敌人更快地行动，这正是信息优势的根本体现。 



静Sahara 9 
第8楼2013-5-25

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美国“陆地勇士”存在诸多不足
首先提到重要一点是，美国“陆地勇士”概念最早在1991年正式提出，经过数十年的发展，有些初始设计思想和现在的情形存在偏差。
1、性能目标优先次序面临挑战
　　美国陆军将性能目标制定优先次序：第一个优先性是杀伤力；其次是生存性；第三，指挥控制。现在美国陆军的优先次序面临挑战。
　　从战场实际来看，在战场中出现“误伤”比例增加、城市巷战增多、无人化武器系统突飞猛进等新情况。因此，“陆地勇士”系统应该将指挥控制列为第一优先性，从某种角度来看，随着无人化武器系统应用日益广泛，人和战场脱离直接接触有望在陆军获得突破，单兵将指挥和协同无人机器系统作战，战场火力主要由这些无人化地面机器系统来提供。美国陆军进行的最复杂的开发计划“未来作战系统”中要求不载人坦克能向敌人发射子弹和炮弹。计算机系统则将借助3,300万条软件指令，把所有车辆、武器系统、士兵和指挥员的信息一体化，以便部队更好地了解战斗进程。
　　2、追求全面只能当作发展的整体构思和技术管理方式，付诸应用产品可能永远达不到目标武器系统追求全面和高指标性能，能激发和促进技术创新和进步，充分发掘潜能。主要作用是技术创新上，每一项新的指标提出，是基于现有技术的极限之外，只有全新技术才能完善解决。美国提出“陆地勇士”计划和更高目标的“2025年未来武士”计划，来描绘完美单兵作战的框架。这些目标是预期的，要面对时间和技术进步两大重要因素。从防护服与单兵设备子系统来看，应付传统动能射弹和弹药碎片能发挥重要作用，但对于一些新概念武器如新出现的“温压弹”、尖端“激光武器”、“微波武器”和处于极端机密概念阶段的如“次声波”等诸多新杀伤机理武器，将面临失效的情况。武器系统从提出到全面部署需要一定时间周期，随着时间推移，有些计划目标可能逐渐丧失先进性，但追求全面始终是强大和持久的动力。
　　3、“陆地勇士”一些正在研制的子系统将可能被淘汰
　　美国武器系统发展中将注意力集中在新型武器上，如取消传统型“十字军”重型自行火炮计划而采用全新概念和技术的“金属风暴”，可以看出在传统型武器基础上提高杀伤力的技术路线面临改革，美国希望在长期武器发展计划中，更多的引入全新技术，尽量避免单纯采用改进、提升传统型技术武器的路子，拉大与其他国家之间的技术差距。
　　目前“陆地勇士”系统杀伤力的核心武器子系统，终究是以传统型步枪为基础加以模块化改进。据有关报道，美国新近目标期望于2016年形成战斗力。按目前武器技术方面进展，到期现在正在发展的武器子系统将有可能面临新型武器，如激光器等有力挑战。
　　美国发展“陆地勇士”系统具有开创性，是武器系统发展的里程碑，是美国第一种基于单兵为核心的完整武器系统。世界上许多国家也在展开类似系统研究，如法国、德国、英国、澳大利亚、加拿大、瑞典、荷兰、日本、以色列和俄罗斯等国和北约组织。因此可以预见一点，未来战场上直接参战人员的数量减大大减少，单兵将具有前所未有的能力。从技术角度来看，可能是实现人和战场脱离，地面无人作战时代的开端。



静Sahara 9 
第9楼2013-5-25

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“陆地勇士”系统面临的装备与改进 
从实战使用效果看，“陆地勇士”系统在某些方面的确还需要进一步改进。 
改进之一：减轻全系统质量 
“陆地勇士”全质量为5.448kg，而当前一名驻伊美军士兵全副武装包括武器、弹药、水、头盔、人体护甲(防弹衣)，战斗负重已达45.4kg。如果一名全副武器的士兵再装备上“陆地勇士”系统，简直难以承受重负。显然“陆地勇士”系统只有进一步减轻重量，在持续作战行动时士兵才能保持体力。 
改进之二：减小电池的体积并提高寿命 
全套电池既大又重，其体积和重量相当于2个30发5.56mm满弹匣。美军士兵至少要携带一块这样的电池，但通常都还要再带上一块作为备用。一块电池正常情况下可维持工作6～8小时，虽然斯特赖克车可以解决电池的充电问题，但对于持续时间较长的徒步战斗来说，目前电池的能力和寿命还远远不够。 
改进之三：增加系统电台的有效通信距离和可靠性 
每一个使用“陆地勇士”系统的士兵都是无线网络中的一个节点，然而“陆地勇士”系统数字电台的有效距离和性能有时还无法保证这个无线网络的完整性，因此也就影响了整个系统功能的发挥。另外，由于语音通信的有效距离较短，士兵无法最大程度发挥“陆地勇士”系统电台的优势，因此不得不额外携带FM电台。增大系统电台的有效通信距离和可靠性无疑将有助于发挥“陆地勇士”系统的功能，也可使士兵不用再携带FM电台。 
改进之四：武器模块性能尚待提高 
虽然该模块在实战中表现不错，但仍需进一步改进。白光视频瞄准镜(DVS)具有可调数字分划，可向头盔显示器提供可放大的全动态视频图像，并可根据士兵手中的M4或M16步枪进行归零校正。士兵使用这种瞄准镜不仅可以准确直射还可进行“拐弯射击”。但是白光视频瞄准镜分辨率过低，并且功能单一，不具备夜视能力，也不能将照片或视频图像通过无线网络进行传输，影响了对武器的使用。 
“陆地勇士”系统所暴露出来的这些问题基本上代表了当前各国士兵系统发展中所遇到的主要问题，这些问题也导致了近几年很多士兵系统都遭遇了不同程度的挫折。发展的坎坷说明科技的进步还远未达到人们理想中的期望值，但未来战场对士兵系统的需求是明确而且迫切的，这也是各国纷纷将原计划中理想的士兵系统向现实应用转化的原因。一旦经过进一步改进，未来士兵系统将更加实用化，步兵在信息化战场上的地位将进一步获得提升。 



静Sahara 9 
第11楼2013-5-25

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打造“未来战士”：世界各国进行时
　　从1991年美国首次提出“陆地勇士”概念至今，全球约有20个国家正在积极从事着未来单兵作战系统研究，紧锣密鼓地筹划打造新一代“未来战士”。
　　英国的“未来一体化步兵”系统，更加注重信息集成。他们认为，通过改进传感器和信息集成所提高的单兵作战效能，要优于提高弹药杀伤力所提高的单兵作战效能，而且通过“系统中的系统”加强班的建设，能够使步兵班像一辆坦克或步兵战车那样具有集成火力优势。
　　法国的“未来战士”系统，实行任务模块配置，除排长或战斗组长专配移动通信系统之外，其他组员则根据任务需要选配装具和武器。
　　德国的“未来士兵”系统，虽不如美国那样具有技术上的大跨度，但十分讲究实用。它的头盔不仅具有防护功能，还集成有微型受话器，能把颅骨当成共鸣箱。通过频率过滤，能有效降低射击和爆炸噪音。
　　以色列的“阿诺格”系统，重点突出士兵的巷战能力。其手持式武器扫描器，能够识破敌人的伪装。弯转式射击装置，枪管可以左右折弯63度。枪管上的高分辨率摄像头，能把前方图像传给躲在墙壁后的射手，射手掌握拐弯射击要领后，可精确命中150米处的目标。
　　南非的“非洲勇士”系统，特别强调人的生物学特性。特制的眼镜框架，能够发出与晨曦光谱一样的白色强光，令昏昏欲睡的士兵觉醒而不影响视觉。新设计的靴子，经过特殊工艺加工，能够分散脚掌的压力，使行进在沼泽地的士兵不会感到吃力，不浸泡士兵的脚部。
　　印度的“未来步兵”系统，基本上照抄美国的设计，按照现在的研制进度，估计到2020年前后才能装备部队。