Occhi e orecchie mobili sul campo di battaglia moderno

~ Come l’Embedded Computing promuove la sicurezza sul campo di battaglia ~

I progressi della tecnologia militare negli ultimi due decenni hanno rimodellato il campo di battaglia. Dai veicoli aerei senza equipaggio (UAV) per la sorveglianza aerea e gli attacchi aerei ai veicoli terrestri senza equipaggio (UGV) per la ricognizione remota, la guerra moderna si è spostata principalmente dalle operazioni di “stivali di terra” ai campi di battaglia dominati a distanza. Sembra che ci sia. Qui, Martin Frederiksen, amministratore delegato Specialista di sistemi integrati per la difesa del territorio Recab UK descrive il ruolo che l’informatica incorporata svolge nella prossima generazione di tecnologia militare terrestre.

Nel 1922 fu svelata una delle prime auto radiocomandate al mondo. Il rapporto dimostrativo sulla rivista That, Radio Corporation of America (RCA) diceva: Il carro armato è dotato di TNT e può essere rilasciato a No Man’s Land senza autista. Nello stesso anno, l’inventore americano John Hays Hammond Jr. installò un radiocomando su una nave da guerra vecchio stile e la trasformò in una nave da addestramento per l’artiglieria della Marina.

Sebbene sia un metodo sostanzialmente più sofisticato, l’attenzione alla tecnologia militare remota continua ancora oggi. Con i progressi della tecnologia militare negli ultimi due decenni, uno degli obiettivi coerenti del settore della difesa mondiale è stato quello di ridurre le vittime militari. Questa attenzione ha stimolato lo sviluppo di UAV, UGV e, più recentemente, UGV autonomi (A-UGV). È un’unità remota che opera indipendentemente dagli esseri umani utilizzando algoritmi di intelligenza artificiale (AI) e machine learning (ML) con vari sensori. controllore.

Man mano che A-UGV si fa carico di più funzioni, i requisiti di elaborazione aumenteranno. Ad esempio, la società di tecnologia della difesa Rheinmetall produce l’ultima linea A-UGV. Mission Master SP Dotato di diverse tecniche di ricognizione e sistemi d’arma telecomandati. L’unità può eseguire la mappatura dell’ambiente, la raccolta di informazioni, il tracciamento del bersaglio e fornire assistenza antincendio secondo necessità. Raggiungere questo obiettivo e potenziare l’IA incorporata non è mai stato così facile, ma è stato parzialmente reso possibile dal sistema GPU per scopi generici (GPGPU) del partner Aitech.

I sistemi basati su GPGPU sono la soluzione perfetta per le applicazioni AI sul campo. L’elaborazione GPGPU si basa su un’architettura di elaborazione parallela che consente a un’unità di elaborare decine di migliaia di punti dati contemporaneamente. Questo è molto meglio di quanto sia possibile anche un’architettura CPU multi-core.

A tal fine, Aitech A179 Lightning Una scelta ideale per l’elaborazione militare A-UGV. La robusta GPGPU si basa sul modulo NVIDIA Jetson Xavier NX e presenta una GPU con architettura Volta con 384 core CUDA e 48 core tensori. Ciò consente al modulo di raggiungere 21 tera-operazioni (TOPS) INT8 al secondo, fornendo una potenza di elaborazione sufficiente per applicazioni di intelligenza artificiale e complessi algoritmi di elaborazione delle immagini. Questa prestazione è ottenuta con un’elevata efficienza energetica.

Oltre alla GPU, l’A179 Lightning dispone di SSD NVMe e ampio supporto I/O. È tutto incluso in un fattore di forma ultracompatto e l’unità è facilmente conforme allo standard MIL-STD-810H. Ciò semplifica la progettazione e lo sviluppo di sistemi embedded con questa GPGPU per gli specialisti di elaborazione embedded militari come Recab UK, ottimizzando i tempi di progetto e garantendo le migliori prestazioni possibili.

La collaborazione con specialisti come Recab UK assicurerà che l’A-UGV disponga dei componenti necessari per garantire una rapida comunicazione dei dati. Ad esempio, i feed video A-UGV devono essere visualizzabili dai militari in tempo reale. Ciò richiede una connessione sicura, a bassa latenza e ad alta disponibilità tra l’unità mobile e il dispositivo di visualizzazione. È qui che entrano in gioco i robusti switch Ethernet.

Ethernet viene in genere scelta per supportare operazioni ad alta intensità di dati della tecnologia militare, considerando la sicurezza della rete fisica e virtuale. Parte della sicurezza fisica deriva dalle porte disponibili sullo switch Ethernet del dispositivo. La maggior parte degli switch militari combina una porta in rame per la comunicazione locale con un’interfaccia in fibra ottica per la comunicazione a lunga distanza con un resistore EM unico.

Lo spazio disponibile sull’A-UGV può influenzare ciò che è possibile rispetto agli switch Ethernet. Compatto se lo spazio è limitato Modulo switch Ethernet gestito EPSM-10GX4 Fornisce prestazioni ottimali da Diamond Systems. Questo interruttore compatto (solo 55×84 mm) vanta un PCB più spesso, un intervallo di temperatura operativo esteso e resistenza agli urti e alle vibrazioni conforme a MIL-STD-202G. Ciò lo rende ideale per applicazioni di commutazione Ethernet robuste basate su veicoli.

In termini di connettività, l’EPSM-10GX4 offre 24 porte in rame da 1 Gbps e 4 porte SFI da 10 Gbps. Include software integrato che fornisce VPN, QoS e altre funzionalità di sicurezza, nonché una varietà di funzionalità che supportano la commutazione di livello 2 e il routing di livello 3. Questo modulo è destinato all’uso su schede carrier che aggiungono connettori magnetici, ricetrasmettitori e I/O per completare il circuito. I clienti possono scegliere il proprio design o scegliere tra due vettori standard di Diamond Systems.

Con più spazio disponibile, l’A-UGV più grande può anche essere scelto da robusti switch e router Ethernet che consentono alla rete di sfruttare la tecnologia di rete sensibile al tempo (TSN). TSN fornisce determinismo per le reti. Questo è l’ideale per le applicazioni che richiedono un alto grado di sincronizzazione tra i dispositivi. Questo determinismo applica politiche avanzate di qualità del servizio supportando anche l’unione del traffico riservato in tempo reale e del traffico Best Effort all’interno della stessa rete. Qui, la gamma Relyum con SoC-e è un’opzione vantaggiosa.

NS RELY-MIL-SWITCH-ROUTER, parte della gamma Relyum, è dotato di cavo in rame fino a 20x1G e porte in fibra ottica fino a 6×1/10G. Il connettore MIL-DTL-38999 supporta anche una varietà di tipi di media e la loro distribuzione, consentendo un’infrastruttura di rete completa ed economica. Le apparecchiature Relyum supportano anche sicurezza multilivello, topologie di rete ridondanti per comunicazioni ad alta disponibilità e capacità di edge computing e time server per soddisfare i requisiti più rigorosi nelle applicazioni militari.

Per sfruttare i protocolli deterministici come TSN, è necessaria una sincronizzazione accurata tra UGV e altri sistemi di rete. Per ottenere ciò, l’UGV deve essere dotato di un modulo GPS/GNSS per fornire tempi e posizionamento precisi secondo lo standard IEEE-802.1AS per il cronometraggio Precision Timing Protocol (PTP).

Per la sincronizzazione ad alta precisione, il modulo Trimble GNSS, può fornire una precisione degli impulsi al secondo nell’intervallo dei nanosecondi. Il modulo Trimble di Recab UK offre anche funzioni di sicurezza avanzate e protezione contro il sabotaggio e lo spoofing.

Per il posizionamento, l’A-UGV richiede un’uscita di livello centimetrico altrettanto accurata per essere efficace in situazioni critiche. Tuttavia, A-UGV può invadere edifici, giungle o altri ambienti in cui i segnali GPS sono difficili da garantire. Pertanto, può essere vantaggioso utilizzare moduli che includono tecnologie complementari come Guessing Navigation (DR). Modulo Aardvark DR + GPS di Trimble..

DR fornisce una stima della posizione basata su fattori quali velocità, direzione e tempo dall’ultima posizione nota. Le capacità GPS di Aardvark forniscono un posizionamento unico e assicurano che il sensore di velocità collegato al giroscopio di bordo del modulo sia continuamente calibrato per una stima DR accurata. Ciò garantisce l’uscita continua della posizione anche in ambienti GPS difficili.

L’interesse per la tecnologia militare telecomandata è stato sostenuto e cresciuto negli ultimi 100 anni, spostando il concetto di auto radiocomandate con TNT alla realtà di A-UGV con dispositivi di raccolta di informazioni e sistemi d’arma. .. Con la forza trainante per ridurre il rischio per i soldati, non c’è motivo di immaginare che l’attenzione alla tecnologia militare senza equipaggio non durerà per un altro secolo. Determinare i progressi che A-UGV farà domani dipende dall’implementazione del giusto sistema integrato con la giusta esperienza di progettazione e componenti.

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