ABD ordusu, gelecekteki kentsel savaşta durumsal farkındalık sorunlarını çözmek için araştırıyor
ABD ordusu, gelecekteki muharebe alanının büyük şehirlerde başlatılacağına ve mevcut muharebe teorisi ve ekipmanının kentsel muharebe ortamlarında durumsal farkındalığı destekleyemeyeceğine inanıyor.Bu nedenle ABD ordusu bir Dünya Topografyası (OWT) projesi başlattı ve bir arazi tesisi analiz merkezi kurdu. (UFAC) ve kentsel savaşta durumsal farkındalık problemini çözmek için Terrain Challenge'ı başlattı.
Fütüristler, önümüzdeki birkaç on yıl içinde, şehirlerdeki arabaların otonom bir şekilde gidebileceğini, binaların ihtiyaç duydukları enerjiyi üretebileceğini, dronların sokak güvenliğini sağlayabileceğini, artırılmış gerçeklik teknolojisinin sokak aramasını sağlayabileceğini ve ultra yüksek hızlı ulaşım sistemlerinin Yolcuları çeşitli yerlere hızlı bir şekilde taşımak için şehir planlamacıları, gelecekteki şehirlerin akıllı, güvenli ve sürdürülebilir olmasını umuyor. Bununla birlikte, ABD Ordusu'nun Gelecek Araştırma Grubu (eski adıyla Ordu Genelkurmay Başkanı Stratejik Araştırma Grubu olarak biliniyordu) 10 milyon veya daha fazla nüfusa sahip mega kentlerin ABD ordusunun artan ilgisinin odağı haline geldiğini doğruladı. Ekip, 2014 tarihli "Mega Şehirler ve ABD Ordusu: Karmaşık ve Belirsiz Bir Geleceğe Hazırlanıyor" raporunda mega şehirlerin yavaş yavaş Dünya üzerindeki insan faaliyetlerinin merkezi haline geldiğini belirtti, bu nedenle sürtüşmenin çoğu burada üretilecek. Askeri müdahale kaçınılmaz olarak mega şehirlerde gerçekleşecek. ABD Ordusu Eğitim ve Doktrin Komutanlığı da 2018'de yayınlanan "2028 Çok Alanlı Operasyonlarda ABD Ordusu" raporunda bu görüşü yineledi.
Geçmişte, ABD Ordusu genellikle büyük nüfus merkezlerinden uzak, uzak veya kırsal alanlarda kara savaşı başlattı. Örneğin, İç Savaş sırasında Gettysburg Savaşı esas olarak Pennsylvania kasabası çevresindeki açık alanda patlak verdi, II.Dünya Savaşı Bulge Savaşı, Belçika'nın yoğun ormanlarında patlak verdi ve Vietnam Savaşı sırasında Hamburg Tepeleri Savaşı, ormanın gizlediği dağlarda, hatta kalıcı olarak gerçekleşti. Özgürlük operasyonları da çoğunlukla doğu Afganistan'ın engebeli dağlarında gerçekleşti. Elbette şehirlerde çıkan savaşlar vardı (1944'te Almanya'da Aachen, 1968'de Hue, Vietnam ve 1993'te Somali'de Mogadişu gibi), ancak şehirler genellikle son savaş alanıdır.
1
Kentsel savaşta durumsal farkındalık sorunları
Irak Savaşı sırasında, Birleşik Devletler yaklaşık on yıl boyunca Bağdat'taki kentsel çatışmada savaştı. Birleşmiş Milletler verilerine göre, 2030 yılına kadar çoğu gelişmekte olan ülkelerde bulunan 43 mega şehir olacak ve bunların ölçekleri Bağdat'tan% 200 ila% 400 daha büyük olacak. Bağdat'ın nüfusu sadece 6.5 milyon, Yeni Delhi'nin yaklaşık 29 milyon, Şangay'ın yaklaşık 26 milyon ve Kahire, Mumbai, Pekin ve Dakka'nın yaklaşık 20 milyonluk bir nüfusu var.
ABD Ordusu'nun Gelecek Araştırma Grubuna göre, Ordunun doktrini ordunun kentsel ortamı izole edip şekillendirmesini ve şehre çevreden toprak yoluyla girmesini gerektiriyor, ancak bunu büyük nüfusa sahip şehirlerde başarmak zor. Ekip, "Mega Şehirler ve ABD Ordusu" başlıklı makalesinde, onbinlerce askerden oluşan bir ordunun, yüzlerce mil kareye yayılan on milyonlarca kentsel nüfusu kontrol etmek için kullanılmasının sadece askeri teorik güç oranının cehaleti olmadığını belirtti. Ve bu bir tür yıkıcılıktır. Küresel kentsel ortamdaki cep telefonlarının doygunluğu ve küresel İnternetin birbirine bağlanması düşünüldüğünde, sanal izolasyon daha da imkansızdır ve çevreden yer manevraları da gerçekçi değildir. Yerdeki sıkışık geçitler, mega şehir ortamının büyük ölçeğiyle birleştiğinde, savaş etkilerini elde etmeyi bırakın, çevreden bir hedefe ulaşmayı bir sorun haline getiriyor.
Kentsel arazi sadece yoğun değil, aynı zamanda çeşitlidir.Yollardan, çatılardan veya bina içlerinden gelen tehditlere ek olarak, şehir savaşçılar bodrumlardan, kanalizasyonlardan, metrolardan ve tünellerden gelen saldırılarla da karşı karşıya. Bu nedenle ABD Ordusu gelecekteki şehir savaşına hazırlanmaya çalışıyor.Askerlerin şehir içinde ve kentsel yeraltı ortamında güçlü bir durumsal farkındalık desteği alabileceği umuluyor.Bu nedenle Ordu, şehir savaşlarında istihbarat sorununu aşağıdaki bir dizi önlemle çözmeye çalışıyor: (1) Bir dünya topografya (OWT) sistemi geliştirin; (2) Bir yeraltı tesisi analiz merkezi kurun; (3) Sub T Challenge'ı başlatın.
2
ABD Ordusu'nun Dünya Topografyası (OWT) projesi
ABD ordusunun sadece teoride kusurları değil, mega şehirlerdeki operasyonlar söz konusu olduğunda haritalarda da eksiklikleri var.Kentsel ortamın iki boyutlu haritalar yerine üç boyutlu haritalara ihtiyacı var. Şimdiye kadar, 3D veriler ham verilerle sınırlıdır.Örneğin, NASA'nın uzay mekiği radar arazi haritalama sistemi 30 metre çözünürlüklü küresel yükseklik verileri sağlayabilir. Ancak kentsel bir ortamda, bu düşük çözünürlüklü veriler yalnızca binalarla çarpışmadan kaçınmak gibi temel uçuş planlarını yapmak için kullanılabilir.
Bu amaçla, ABD Ordusu 2013 yılında, küresel araziyi doğru bir şekilde simüle etmeyi, yüksek çözünürlüklü 3B verilerin üretilmesine, birleştirilmesine ve kullanımına odaklanarak yüksek hassasiyetli 3B oluşturulmasını amaçlayan bir Dünya Arazisi (OWT) projesi başlattı. Dünya haritası. OWT 3D veritabanı, kentsel savaş eğitiminde savaşçıları desteklemek için daha büyük bir sanal eğitim platformu olan Sentetik Eğitim Ortamı'nı (STE) desteklemek için kullanılabilir. OWT'nin yaratacağı ortam son derece doğrudur.Örneğin Fransa'da Eyfel Kulesi'nin çevresini simüle etmek için kulenin etrafındaki binalar, kuleye giden yol ve hatta sokak restoranları da bu ortamda görünecek ve böylelikle askerler için gerçekçi bir eğitim ortamı sağlayacaktır. Bu, özellikle yoğun nüfuslu kentsel çevreler için önemlidir. OWT tarafından desteklenen gerçeküstü sanal eğitim ortamı, askerlerin karar vermeyi güçlendirmesine, bilişsel becerilerini geliştirmesine, ekip çalışmasını geliştirmesine, kendine güveni artırmasına ve kas hafızası oluşturmasına yardımcı olur.
Şekil 1 OWT, askerlerin derin ortamı çabucak anlamalarına, planlar yapmalarına ve mega şehirler gibi karmaşık ormanlarda veya savaş alanlarında tatbikat yapmak üzere eğitim veya savaşmak üzere oldukları araziyi kullanmalarına olanak tanır.
OWT projesinin hedeflerine ulaşmak için, projenin yüklenicisi VRCON, 3B jeo-uzamsal zeka temel katmanını oluşturmak için Masarın 0,5 metre çözünürlüklü ticari uydu görüntülerini kullanıyor. Bunun üzerine Ordu, insansız hava sistemleri (UAS), insanlı uçaklar, kara araçları vb. Tarafından toplanan verileri 2-15 cm çözünürlükle içeren yüksek çözünürlüklü taktik bir katman ekleyebilir, böylece askerler olurlar. sensörü. Ordu, Deniz Piyadeleri ve özel harekat kuvvetleri, 3D harita araç kitleri ile donatılmış yüzlerce İHA'yı konuşlandırdı.Askerler, simülasyon eğitimi için alanları belirlemek için mobil cihazları kullanabilir. Ardından, İHA sistemi alanı otomatik olarak araştırır ve çeşitli özelliklerin (yollar, bitki örtüsü, binalar, kapılar ve pencereler gibi) çıkarılıp sınıflandırılabileceği bir arazi modeli oluşturur. Son olarak jeo-uzamsal bilgiler işlenip saklanır ve askerler bilgiye her yerden ve herhangi bir ekipmandan (sanal gerçeklik gözlükleri dahil) erişebilmeleri ve sanal eğitim ortamında eğitim alabilmeleri için simülasyon şeklinde askerlere iletilir.
OWT, küresel 3B arazi sağlamaya ek olarak, gerçekçi eğitimi desteklemek için arazi özelliklerinin uygun niteliklerini de sağlayabilir. Örneğin, asfalt yollara kıyasla, sokaklardaki veya küçük yollardaki araçların çamura düşme olasılığı daha yüksektir; beton duvarlar cephaneye ahşap duvarlardan farklı tepki verir. Bulut bilgi işlem ve yapay zeka teknolojisi, 3B veri toplama ve işleme aşamasında arazi ve nesne özelliklerinin dağıtımını hızlandırabilir. Ek olarak, anlamsal veriler de askerlerin görsel eğitimine anlamsal destek sağlamak için OWT'nin 3B modeline dahil edilmiştir.
OWT, tüm arazi verilerini sensörler veya eğitim motorları ile ilgisi olmayan verilere dönüştürebilir, böylece askerlerin eğitimine hızla uygulanabilirler. Mevcut arazi verileri, farklı ordu eğitim sistemlerine uygun 57 farklı veri formatına dağılmıştır. Tank simülatörleri, havacılık simülatörleri ve yer simülatörleri gibi farklı simülasyon eğitim platformlarının hepsinin özel arazi verileri oluşturması gerekir. Sentetik eğitim ortamı, bu farklı eğitim sistemlerini birleştirecek ve baca eğitim sistemini azaltmak için OWT temel arazi veritabanını paylaşacaktır. OWT'nin 2021'in sonunda ilk savaş yeteneklerini sunması ve 2023'e kadar savaş yeteneklerini tamamlaması bekleniyor.
Şekil 2 Askeri simülasyonun 3B arazi özelliklerini uygun niteliklerle göstermesi gerekir. Görev planlamasını daha iyi desteklemek ve olumsuz eğitim olasılığını azaltmak için ahşap yapılar, beton binalar ve bitki örtüsü savaş alanı etkilerine gerçekçi bir şekilde yanıt vermelidir.
3
Yeraltı Tesisleri Analiz Merkezi (UFAC)
Şehir modellemesi nispeten basittir, çünkü haritalar çizmek için çok sayıda resim elde edilebilir ve hatta insanlar cep telefonlarıyla özçekim yaparken birçok destekleyici veri sağlayabilir. Ancak yer altı tesislerinin inşasının amacı belirli kaynakları ve varlıkları korumak olduğundan, yapılarını gösterecek çok az model vardır. ABD ordusu, belirli alanlarda yeraltı verilerini elde etmek için teknik çözümler bulmak için çok çalışıyor. 20 yıldan daha uzun bir süre önce, Amerikan istihbarat topluluğu yer altı uzayındaki istihbarat eksikliğini fark etti. 1997 yılında ABD Savunma İstihbarat Teşkilatı (DIA) Yeraltı Tesisleri Analiz Merkezi'ni (UFAC) kurdu ve yönetti. Yeraltı Tesisleri Analiz Merkezi, Savunma İstihbarat Teşkilatı, Ulusal Jeo-uzamsal İstihbarat Teşkilatı, Savunma Tehditini Önleme Teşkilatı ve diğer teşkilatlardan istihbarat profesyonellerinden oluşan ortak bir kuruluştur. Görevi, düşman yeraltı tesisleri hakkındaki bilgileri incelemektir. UFAC yıllardır yeraltı tesislerinin bilgi keşfini geliştiriyor Ajansın kıdemli bir mühendisi, ABD'li muhaliflerin zaten sahip olduğu ve inşa etmekte olduğu yeraltı tesislerinin sayısının, kullanılan sitelerin kalitesinin ve uygulama kapsamının arttığını veya genişlediğini söyledi. Rakip, yalnızca çok gizli tesisleri gömmekle kalmıyor, aynı zamanda silahları ve diğer hassas varlıkları da gömüyor. Aynı zamanda yer altı sivil altyapı ve devlet dışı aktörlerin yer altı faaliyetleri de artmıştır. Aynı zamanda, yüzey alanı gittikçe azalıyor, bu nedenle birçok ülke artık yüzeyde geçmişte olduğu gibi tesisler inşa etmiyor, ancak bunları doğrudan büyük şehirlerde yeraltında inşa etmeyi umuyor. UFAC, yerdeki araziyi analiz ederek yeraltı tesislerini tespit edip tanımlayabilmeyi umuyordu, ancak yer altı alanının sürekli genişlemesi ve artan stratejik önemi nedeniyle, UFAC'ın makine öğrenimi teknolojisi gibi daha gelişmiş araçlara ve teknolojilere ihtiyacı var.
4
DARPA'nın Yeraltı Mücadelesi
Gelecekteki kentsel savaş ortamına uyum sağlamak ve yeraltı savaş alanının durumsal farkındalığını geliştirmek için DARPA, yer altı ortamında hızlı araştırma, navigasyon ve arama için yeni yöntemler keşfetmeyi ve ilgili son teknoloji araştırmalarını aktif olarak konuşlandırmayı ve teşvik etmeyi amaçlayan 2017'nin sonunda "Yeraltı Mücadelesini" başlattı. DARPA Yeraltı Mücadelesi dört temel teknik alana odaklanmıştır: özerklik, durumsal farkındalık, hareketlilik ve ağ oluşturma ve aşağıdaki yeteneklerle ilgili teknolojik atılımlar arar: yer altı görevlerini hızlı ve özerk bir şekilde gerçekleştirin; hayat kurtarmak için gelişmiş durumsal farkındalık kullanın; Karmaşık, öngörülemeyen ve çeşitli yeraltı ortamında, savaş hızında manevra özgürlüğü sağlar. Yeraltı Mücadelesi, her ortamda savaşmanın zorluğunu keşfetmek için yapay tünel sistemini, kentsel yeraltı ortamını ve doğal olarak oluşan mağara ağını belirlenmiş yeraltı ortamı olarak alan üç oyuna bölünmüştür.
Ağustos 2019'da DARPA, Colorado'daki Edgar Test Madeni'nde bir tünel mücadelesi gerçekleştirmek için dokuz katılımcı ekip düzenledi.Katılımcı ekipler, iki rotada iki 60 dakikalık yarış dahil olmak üzere dört tur tamamladı. Bu ekiplerin puan kazanmak için tünel ortamındaki 20 eseri doğru bir şekilde tanımlamaları gerekir.Bu nesneler arasında simüle edilmiş hayatta kalanlar, sırt çantaları, yangın söndürücüler, cep telefonları ve radyo tatbikatları ve savaşçılar ve ilk müdahale ekiplerinin karşılaşabileceği diğer öğeler bulunur. Yarışmada kullanılan maden ortamı yetersiz ışık, yüksek toz içeriği ve düzensiz araziye sahip DARPA ayrıca katılımcılara karmaşıklık katan gerçek dumanı simüle etmek için bir duman makinesi kullanıyor. Sonunda, DARPA sponsorluğundaki Explorer takımı şampiyonluğu kazandı ve ekip, iki dronlu iki kara aracı planını benimsedi. Ek olarak, ikinci sıradaki işbirlikçi otonom esnek robot (CoSTAR) ekibi ve beşinci sıradaki CSIRO Data61 ekibi, dış dünyaya özel planları duyurdu:
(1) CoSTAR ekibi
CoSTAR ekibi, 60'tan fazla üyesi olan NASA'nın Jet Tahrik Laboratuvarı (JPL) ve MIT Üniversitesi gibi birkaç endüstri ortağından oluşmaktadır. Ekip, yeraltı ortamını keşfetmek için aşağıdaki işlevleri geliştirmiştir:
Şekil 3 CoSTAR ekip planı
1) Doğrulanabilir özerklik: CoSTAR, mimarinin en üst katmanının görev özelliklerini tek robotlu veya çok robotlu davranışa dönüştürmek için doğrulanabilir resmi yöntemler kullandığı otonom bir mimari geliştirdi. Mimarinin alt katmanı; kontrol, algılama ve çevresel belirsizliği entegre ederek davranışı harekete dönüştürür.
2) Ekstrem araziye uygun yeni nesil mobil sistem: CoSTAR, son derece enerji verimli ve otonom bir çok modlu mobil (uçan / yuvarlanma / zıplama) platform elastik sapma yakalama ve konumlandırma teknolojisi geliştirmiştir: araç sensörlerini entegre etme (görme, atalet ölçüm cihazları gibi) (Ve lidar), harici manyetik yarı yaklaşım teknolojisi ile birleştirildiğinde, birkaç kilometre derinliğindeki karanlık mağaralarda 1 kg'dan daha az platformların güvenilir şekilde konumlandırılmasını sağlayabilir.
3) Çok robotlu yoğun haritalama: CoSTAR, büyük mağara ve maden ağlarının doğru topolojisini ve geometrik haritalarını sağlamak için yüksek güvenilirlikte haritalama ile dağıtılmış bir algoritma geliştirmiştir.
4) Hataya dayanıklı ağ iletişimi: CoSTAR, bir robot sürüsü ve birden çok ışık iletişim düğümü arasında kendi kendini onaran koordinasyonu gerçekleştirebilen hataya dayanıklı iletişim (DTN) ağını genişletir.
5) Otonom beceri öğrenme: CoSTAR, algılanan bozulmuş ortamda robotun hızlı ve güvenli hareketini gerçekleştirebilen makine öğrenimi yöntemini uygular ve genişletir.
(2) CSIRO Data61 ekibi
CSIRO Data61 ekibi, Avustralya Commonwealth Bilimsel ve Endüstriyel Araştırma Örgütü (CSIRO) ve Amerika Birleşik Devletleri Georgia Technology Corporation'dan oluşur. Ekip, ana iletişim omurgasını oluşturmak için büyük robotlar tarafından taşınan bir dizi Wi-Fi düğümünü kullanıyor.Diğer küçük robotlar, büyük robotlardan otomatik olarak ayrılabilir ve tünelin sınırlarını çizip keşfetmek için otonom keşif moduna girebilir. Küçük robotlar, büyük robotlara geri dönmek ve yeniden bağlanmak için kendi yerelleştirilmiş haritalama ve yol bulma işlevlerini kullanabilir; bu, geniş bir alanın özel bir iletişim altyapısı olmadan analiz edilebileceği anlamına gelir.
Şekil 4 CSIRO Data61 ekip planı
Şubat 2020'de DARPA, toplu taşıma ve belediye altyapısı gibi yer altı kentsel çevresine odaklanan bir şehir turu düzenledi. Daha sonra DARPA, Ağustos 2020'de doğal olarak oluşan mağara ağına odaklanan bir mağara alt maçı gerçekleştirecek. Mağaralardan sonra final oynanacak.
