Трошкови одбране отварају врата технолошким иновацијама система

Ambassadors, Attorneys, Accountants, Democratic and Republican Party Officials (1950s Interviews) (Јули 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Конгрес је повећао одбрамбени буџет за 2018. годину на 700 милијарди долара - повећање од 108 милијарди долара. Овај чланак ће представити неке од области у којима ће се потрошити тај буџет и које области могу представити могућности дизајнерима да иновирају како би затворили тренутне и будуће технолошке празнине.

БИ МИКЕ МАЦПХЕРСОН, потпредсједник, Стратешко планирање
Цуртисс-Вригхт решења за одбрану
ввв.цуртиссвригхт.цом

Америчка стратегија за националну одбрану (НД) 2018 (НД) Министарства одбране (НД) Министарства одбране (САД) јасно је рекла: "Наш задатак одложених услова спремности, набавки и модернизације порастао је у последњој деценији и по и више се не може игнорисати. Направићемо циљано, дисциплинирано повећање кадрова и платформи како бисмо испунили кључне потребе и капацитете. "Имајући то у виду, Конгрес је повећао одбрамбени буџет за 2018. годину на 700 милијарди долара - повећање од 108 милијарди долара.

Овај чланак ће представити неке од области у којима ће се потрошити тај буџет и које области могу представити могућности дизајнерима да иновирају како би затворили тренутне и будуће технолошке празнине.

АИ, велики подаци и роботика су критични али морају бити приступачни
Технолошки приоритети назначени у НДС-у ће довести до значајног повећања трошкова истраживања и развоја како би се зауставили недостаци у технологији напредног рачунарства, вештачке интелигенције (АИ) и аутономије и роботике. Међу приоритетима за модернизацију кључних одбрамбених способности наведених у НДС-у да су трговци на отвореном (ЦОТС) добро позиционирани за подршку су:

  • Нове инвестиције у кибернетску одбрану и континуирану интеграцију сајбер-способности у читав спектар војних операција
  • Инвестиције у Ц4ИСР за развој еластичних, преживљивих, федерираних мрежа и информационих екосистема
  • Напредни аутономни системи, АИ и машинско учење.

За програмера војних уграђених ЦОТС електроничких решења, ова додатна потрошња обећава повећану подршку за технологије које се односе на отпорност, смртност и спремност. Дизајнери одбрамбених и ваздухопловних система и платформи желе да непрекидно уведу напредну технологију која пружа ратног повјереника несумњиву предност на бојном пољу. Ове технологије варирају од сензора, рачунарства и умрежавања до електромеханичких система.

Међутим, напредна технологија сама по себи није довољна. Такође треба да буде приступачан, поуздан и одржив. Живот ратника зависи од технологије, а историја је доказала да ако војник не може веровати у своју технологију, они ће га напустити.

Нова потрошња на напредне рачунаре ће резултирати побољшањима за кориштење велике анализе података, омогућавајући ратном директору да одмах приступи свим својим критичним информацијама. Овакав приступ захтијева кориштење технологија рачунарства у облаку како би омогућио приступ подацима од стране било ког уређаја, гдје год се војник налази, у било које вријеме по жељи. Више од тога, да би се технологија учења машинерије (АИ) за АИ довела до ивице мреже, захтијевала би далеко већу могућност локалне обраде како би пружила податке у реалном времену и ријешила латентност и пропусне опсеге Цлоуд-а.

Улагања у АИ и МЛ ће обезбедити могућности које ометају апликације на бојном пољу, као што су обавештајна служба, надзор, извиђање (ИСР) и електронски рат (ЕВ). Подршка овим новим способностима захтијева напредак у хетерогеним висококвалитетним уграђеним рачунарским технологијама (ХПЕЦ).

Уграђени системи за употребу на полуотворним и потпуно аутономним платформама без посаде, било на терену, у ваздуху или на мору, захтијевају развој малих, ултра малих форм фактора (УСФФ) процесирања, умрежавања, видео и решења за складиштење података. Процењује се, на примјер, да ће потпуно аутономни аутомобил захтијевати 50 до 100 пута већу снагу рачунара потребну за подршку данашњим напредним системима за помоћ возачу.

Свеобухватна инвестициона стратегија описана у ДНС-у је да ове напредне технологије доведе на бојно поље како би се обезбедио мултипликатор силе који даје ратним борцима стратешку и тактичку предност над противником. И поред тога, није довољно само користити нове технологије, већ је неопходно осигурати да се те технологије доведу на бојно поље на начин којим их штити и обезбеђује отпорност која им је потребна да би преживјели покушаје непријатеља да онемогуће или наруши њихову намјеравану операцију .

Обезбеђивање оперативне ефикасности на терену: ГПС
Нове технологије ће обезбедити нове могућности на којима ће ратни рат сигурно постати зависни. Као такви, они такође морају садржавати одбрану која је потребна како би се осигурало да су њихова мрежна и рачунарска окружења заштићена од непријатеља и тако остају оперативно ефикасни.

Пример напредне технологије на којој је ратни рат зависио је ГПС. Када је представљен као део ДоД-ове Сецонд Оффсет стратегије средином седамдесетих, ГПС је пружио значајну предност на бојном пољу захваљујући својој способности да испоручи тачне податке о положају, навигацији и времену (ПНТ). Ова технологија била је од суштинског значаја за апликације попут оружја са прецизним вођењем, попут ракете Томахавк. Током година, постало је јасно да наша зависност од ГПС-а такође доводи до рањивости. У окружењима у којима је ГПС одбијен или онемогућен, сва оружја која зависе од тога постала су неефикасна. Да би се супротставила рањивости и претњи, сигурно ПНТ (А-ПНТ) решење мора бити доступно и способно да функционише чак иу окружењу забрањеним ГПС-ом. Нове економичне и прецизне А-ПНТ технологије засноване на ЦОТС-у омогућит ће постављање економичних и робусних решења за ГПС окружења која нису ускраћена.

Израда АИ и аутономних возила отпорна
Развој нових технологија заснованих на АИ-у омогућиће решења за повезивање од машина до машине која ће пружити значајну предност на бојном пољу. Повећање АИ-а, аутономије и роботике резултираће машинама које могу да раде независно, било да су појединачни ентитет, упарени са другим машинама у апликацијама (као што је конфигурација рова), или у интерфејсу војника-машина у којој машина има сопствену аутономну способност повећавајући ратника.

Примјер другог је аутономни "муљ" аутономног терена који може да ослободи личну тежину ратног борца за ношење батерија, пуњача, муниције итд. Смањивањем тежине у ранчу ратног ратника, ова мала аутономна возила знатно ће повећати способност војника да борба.

Исто тако, коришћење аутономних ваздушних возила за испоруку логистичке опреме или проналажење ИЕД-ова ће смањити излагање ратног повјереника ризику и побољшати њихову смртност. С друге стране, како ова нова рјешења постају уобичајена, противници ће настојати пронаћи начине за напад и онемогућити их. На примјер, једна стратегија за борбу против машине за учење је да је преварите лажним информацијама, чиме је произвео нетачан одговор.

Побољшање отпорности, још један кључни циљ ДНС-а, обезбедиће да развијени системи имају робустност и поузданост да би преживјели тешка окружења и безбедност која ће заштитити од покушаја непријатеља да искористе своје рањивости.

Аутономна возила, као што су детектори мина, могу држати ратног борца од штете, али та аутономија треба веровати. За ово, систем захтева отпорност или самозапосленост, која осигурава поузданост и не може се лако онемогућити.

Машина може бити ручна, полуаутономна или потпуно аутономна. У свакој од ових држава, што је већи степен аутономије, то више захтева машини самозапослености. Кад је машина у потпуности ручна, ратни ратник пружа отпорност. У случају полуаутономног система, отпорност се дели између оператера и машине. У потпуно аутономном систему, флексибилност зависи у потпуности од стручних система уграђених у ту машину.

Аутономни системи требају отпорност и сигурност
Да би могли самоуверено зависити од потпуно аутономних система, захтеват ће улагања у технологије које пружају и отпорност и сигурност.

Примјер флексибилности налази се у авионским системима сертификованим за сигурност за војне или авионске авионе без посаде. За безбедно функционисање у домаћем ваздушном простору, ове платформе се све више захтијевају за испуњавање хардвера ДО-254 и цертификације софтвера ДО-178 за специфичне нивое дизајна (ДАЛ) које признају ваздухопловне власти широм свијета, као што су ФАА у САД, канадски Транспортни одбор и ЕАСА у Европи и Великој Британији Док се цертификација сигурности обрађује на нивоу платформе, електронски модули који се користе за изградњу подсистема авионике морају бити подржани са свеобухватним артефакатима података. Историјски гледано, модули за сигурносно потврдиве подсистеме су скупи прилагођени дизајни који су узели године за дизајн и милионе долара за развој.

У последњих неколико година постала је доступна нова класа економичнијих ДО-254 цертификованих плоча ЦОТС-а, што је значајно убрзало и смањивало трошкове интегрисања сигурносно-сертификованих апликација. Најпожељнија архитектура процесора за ове моделе ЦОТС-а је породица уређаја Повер Арцхитецтуре у којој Интел процесори подржавају само ДО-254 до ДАЛ Ц нивоа.

Како НКСП помера свој фокус од развоја нових Повер Арцхитецтуре процесора према Арм-басед процесорима, дизајнери система сигурности који се цертифицирају све више прелазе на Арм-басед решења. Арм процесори подржавају Д0-254 до најстрожег и критичног нивоа, ДАЛ А, а такође обезбеђују додатну предност веома ниског дисипације енергије. ВПКС3-1703 3У ОпенВПКС је добар пример арматуре једнособног рачунара (СБЦ) ( Слика 1 ). Намењен је за ДО-254 безбедносне цертификате авионике.

Слика 1: ВПКС3-1703 је пример арматуре 3У ОпенВПКС сингле-боард рачунара дизајниран за ДО-254 безбедносне цертификате авионике.

Концепти отпорности и поузданих система односе се не само на сигурност, већ и на сигурност података и хардвера. Данас су направљени велики кораци како би се омогућило ЦОТС системима са технологијама против варања, сајбер сигурношћу и заштитом података у стању мировања и података у покрету.

На пример, уређај за пренос података (НАС) уређаја за пренос података (ДТС1) подржава економичну двослојну енкрипцију ( Слика 2 ). ДТС1 се такође лако интегрише у мрежно-центричне системе.

Слика 2: Безбедност у пољу је критична, тако да ДТС1 НАС подржава економичну двослојну енкрипцију.

Дизајн за ратне борце са савршеним технологијама
Војници који користе ову опрему су дигитални родитељи - готово рођени са савременим технологијама у њиховим рукама. Поред ове технолошке адекватности долази висок ниво претпоставки и очекивања.

Данашњи ратник очекује и зависи од приступа технологијама које су добре или боље од онога што имају код куће, као што је иПхоне Кс и услуге друштвених мрежа како би се омогућило дијељење информација у реалном времену на бојном пољу. Сви данашњи Интернет извори, без обзира да ли су претраживања на Гоогле-у или постављање питања Сири или Алека, само неколико година далеко од тога да буду доступни ратним борбеницима. Како смо све више доносили поуздану умрежену десктоп рачунарство, мобилну платформу и друштвене медије за ратног играча како би омогућили "мрежно-центрично ратовање", сама мрежа је постала кључна компонента наше способности за рад.

Ова технолошка способност такође може бити искоришћена како би се ријешила спремност, подручје војне потрошње које је у посљедњих неколико година било релативно недовољно. Напредне рачунарске технологије могу да се преносе на обуку и планирање мисије и експлоатацију технологија развијених за индустрију игара за пружање софистицираних, реалних сценарија и искустава.

Обуком уграђеним у стварно постављену платформу, ратни учесници ће моћи да тренирају док раде без потребе за одређеном обуком. Реалистичку симулацију се може извршити практично, на пример, омогућавање тренинга за одређену мисију на путу.

Садржи трошкове са отвореним системима
Многе од горе поменутих технологија ће имати користи од коришћења отворених система, који смањују ризик за дизајн и значајно брзе време до примене. Коришћење отворених система такође пружа значајне смањене трошкове. Приступачност је резултат конкуренције и пружа алтернативу скупим решењима.

Још једна кључна предност отворених система се види у уметничким уметцима. Отворени системи омогућавају брзо уметање нове технологије дефинисањем интерфејса између различитих ентитета чији напредци напредују на различите стопе. Интерфејс отвореног система, као што је архитектура ОпенВПКС система, функционише као диференцијал који омогућава коришћење технологија које се развијају ван синхроније.

На примјер, алгоритми за контролу противпожарне заштите који се користе у главном бојном танку за рјешавање балистичких рјешења имају тенденцију да се развијају са веома споро релативном стопом са врло мало промјена од једне године до другог. За разлику од тога, основна технологија обраде која се користи за вођење тих алгоритама напредује много брже. Са друге стране, са ЕВ-ом као примјером, врло софистицирани алгоритми који се користе за идентификацију специфичног сигнала од интереса за буку електромагнетног спектра развили су се много брже него процесори који се користе за њихово кориштење у распоређеним системима .

Резултат је да најнапреднији ЕВ алгоритми чекају ширину протока процесора како би их могли користити. Употреба отворених стандардних интерфејса омогућава технологији обраде и алгоритама који се користе на развијеним платформама за напредовање по различитим ценама.

Иновације отвара врата рањивости
За сваку нову могућност и технолошки скок напред, вероватно ће бити повезана рањивост која се појављује. Док инвестирају у технологије које тражи ДоД, како би се омогућиле нове могућности и повећале смртност силе, даваоци технологије такође морају улагати у ублажавање тих рањивости.

Коришћење отворених система заснованих на ЦОТС-у пружа економичан приступ за брзо и најмањи ризик привођења ових способности ратним борбеницима. Да би пружио моћне предности напредног рачунарства, АИ-а, аутономије и роботике за ратне борце, ЦОТС решења морају бити дизајнирана и упакована да задовоље захтеве околине и употребе на бојном пољу. Опрема мора бити поуздана и радити док је изложена екстремним условима у окружењу. Технологија мора бити дизајнирана и пакирана да би се обезбедио безбедан и сигуран рад. Потребно је водити рачуна да се обезбеди безбедан рад без потребе за оптерећењима у погледу безбедности. Дизајнери система требају дизајнирати и пакирати ЦОТС решења следеће генерације како би се елиминисали рањивости против адверсарног приступа или напада, укључујући и сајбер сигурност и заштиту од обрнутог инжењеринга како би се спречио физички приступ који би сметао операцији.

Од суштинског је значаја да ове нове технологије осигуравају сигурност система одбране и критичне информације током развоја и рада.

Још једна област од великог значаја је тестирање, које мора бити учињено како би се осигурало да су распоређена ЦОТС рјешења поуздана и да пружају безгрешни рад у току њиховог корисног века трајања.

Закључак
ДоД и ратни борци зависе од поузданих и доказаних извора снабдевања, а Конгрес је ставио на располагање средства да би се то догодило. Сада је на дизајнерима и осталим иноваторима да остваре пуно обећање о новим технологијама описаним овде, као и примери. Сигурно, приступ ЦОТС-а пружа доказану алтернативу скупим, затвореним власничким системским архитектурама, брзином примене и осигурава да критичне технологије остају доступне током животног циклуса њихове употребе. Како ће се технологи надоградити и примијенити га за распоређивање бојних поља у сљедећој генерацији са више техничарима који се брину о рату, биће занимљиво гледати.