Procesamiento IA de vídeo en EDGE para C4ISR, clave en las operaciones militares

El vídeo tiene una relevancia de primer orden en los escenarios de operaciones actuales, al proporcionar información táctica vital que facilita la toma de decisiones. Sin embargo, la transmisión de vídeo permanente al centro de mando para su análisis puede no ser conveniente o posible en ciertos casos, lo que impactaría la viabilidad o eficiencia de la operación. A menos que se desplacen las capacidades de análisis al propio dispositivo de captura de vídeo: bienvenidos a la tecnología EDGE.

En las operaciones militares modernas el tiempo real es fundamental para que los mandos puedan tomar decisiones acertadas en base a toda la información disponible. Sin embargo, mantener una infraestructura sólida de comunicaciones no siempre es posible por múltiples motivos: orografía, condiciones atmosféricas o la propia intervención del enemigo (interferencias, bloqueos de señal). Por ende, los sistemas en estrella, en los que todas las señales acaban en un punto central donde son procesadas, revisadas o analizadas, tienen sus limitaciones, como que se crean cuellos de botella o vulnerabilidades. Por ello, en los últimos años, las tecnologías EDGE han ido transformando los entornos de Tierra, Mar y Aire.

¿Qué es EDGE?

En los inicios de la informática, los ordenadores eran todos centrales y se usaban mediante terminales “tontos”, que no tenían capacidad de procesamiento propia, sino sólo de mostrar lo que el ordenador central hacía. Hoy en día las cosas ya no son así, pero en muchos casos el procesamiento de la información se sigue haciendo en un punto central. Pero esto tiene diversos inconvenientes como que el sistema central puede estar sobrecargado en ciertos momentos, por recibir demasiadas peticiones, o que las comunicaciones con el mismo no sean posibles o también estén sobrecargadas.

Por ello, y dada la potencia que tienen hoy en día los procesadores modernos, incluso los de pequeño tamaño, se tiende a quitarle trabajo a los sistemas centrales y a hacerlo directamente “en el borde” (edge) del sistema. Justo donde están los datos. En otras palabras, en lugar de recoger la información y enviarla el equipo central para que este la procese, el tratamiento de esta se realiza directamente in situ. En muchos casos esta información pre-procesada luego se envía al sistema central para almacenar, combinar con otros datos o seguir procesando. Pero en otros el equipo EDGE es capaz de tomar sus propias decisiones en base a las reglas que se le han dado. Y sólo enviará al sistema central el resultado de lo que ha pasado, para que esté disponible para el resto de equipos.

Vídeo en el ámbito militar

Hoy en día hay numerosos dispositivos electrónicos de todo tipo desplegados en los campos de batalla o de operaciones, muchos de ellos cámaras para tener información de primera mano del escenario de intervención. Bodycams, drones, cámaras fijas, las colocadas en vehículos o aviones…la lista es interminable y los usos múltiples:

• Información de situación: El procesamiento de datos en tiempo real mejora la información sobre el estado del campo de batalla y permite detectar amenazas.
• Sistemas de control de disparo: Los modelos de IA pueden analizar imágenes y ayudar en la selección de objetivos y la respuesta a efectuar.
• Logística y cadena de suministro: El seguimiento en tiempo real (por ejemplo por satélite) mejora la precisión de los envíos y la gestión de recursos de transporte.
• Sistemas autónomos: Drones pueden proporcionar información de reconocimiento o ayudar en la navegación segura de tropas, localización de posibles IED, así como en respuestas más rápidas a incidentes o imprevistos.

Pero precisamente debido al número de fuentes de vídeo que pueden llegar a reunirse en operaciones grandes, resulta muy difícil que soldados o mandos puedan controlar ese enorme flujo de información de manera eficiente. Pero las decisiones que se toman, en cambio, necesitan esa información, para garantizar la seguridad de las tropas y el éxito de la misión.

Entre muchas otras tareas, los dispositivos EDGE pueden ayudar a localizar IEDs.

Por ese motivo normalmente se emplean sistemas de análisis de vídeo que reciben todas las señales, las analizan (normalmente mediante algún sistema de IA) y ofrecen alarmas sólo cuando se detecta algo interesante, desechando el resto del material recibido, si no tiene importancia. Eso descarga al equipo de combate del trabajo tedioso de estar vigilando pantallas, evita errores o descuidos y permite que los operativos realicen trabajos de mayor valor, tomando decisiones, mientras las máquinas analizan. Por otro lado, las alertas se pueden enviar directamente a las tropas desplegadas adecuadas, para que dispongan de la misma información que el centro de mando. Sin retardos ni envíos manuales, en tiempo real.

Sin embargo, depender de un sistema central de analítica tiene diversos riesgos inherentes. Por un lado, como hemos mencionado antes, las redes de comunicaciones entre los dispositivos de vídeo y la unidad central pueden no estar disponibles siempre, haber sido interferidas o sufrir una degradación por múltiples motivos. Y una de las formas de evitar estos escenarios, es trasladar la capacidad de computación y de decisión al lugar en el que se recogen los datos.

Sistemas EDGE en combate y operaciones

La ventaja de distribuir la carga computacional a múltiples dispositivos es obvia. Aunque el sistema central esté sobrecargado, no disponible o se haya perdido, el resto de los nodos de la red pueden seguir funcionando y mantener el flujo de información vital a la cadena de mando. Pero incluso aunque siga intacto y en perfecto funcionamiento, tener potencia computacional en EDGE, el lugar donde se genera el vídeo, permite reducir el número de conexiones con el sistema central, su duración y las necesidades de ancho de banda. Además, sólo se enviará información si sucede algo relevante. Esto ayuda a que el sistema central nunca se sobrecargue, y a que, con la misma capacidad de procesamiento, se puedan atender a muchos más nodos que generen vídeo. Esta reducción de coste en los sistemas es beneficiosa por razones obvias.

Además, muchos sistemas EDGE son capaces de comunicarse entre sí, si el nodo central no está disponible, no interrumpiendo en ningún momento el flujo de información a los comandantes de la operación, ni siquiera en los lugares más remotos. Estas transmisiones esporádicas ayudan además a dificultar una localización de las unidades por parte del enemigo.

Pero no acaban ahí las ventajas. Múltiples dispositivos EDGE, incluso de tipos y fabricantes diferentes, pueden trabajar entre sí de forma redundante, de modo que, si uno se pierde, otros se puedan encargar de la zona supervisada para no reducir la cobertura de información. Esta interoperabilidad es clave para cooperar con otras fuerzas armadas o aliados.

Y, finalmente, existe la posibilidad de actualizar hardware de vídeo ya existente, agregando las funcionalidades de analíticas IA sin tener que sustituir el dispositivo completo, con productos como Intelion EDGE, un minúsculo dispositivo de hardware que dispone de un modelo de IA ligero y programable, se comunica por 4G/5G y proporciona analítica de objetos (y otras) a cámaras tradicionales ya montadas en vehículos, UAVs, UGVs, aeronaves, etc. Múltiples Intelion EDGE se gestionan desde una interfaz centralizada y pueden enviar los vídeos analizados a cualquier sistema de terceros o al propio Intelion, produciendo un ahorro de procesamiento central de hasta el 95%. Al ser muy pequeño (85 x 58 x 11 mm) el dispositivo también puede funcionar de forma autónoma y oculta con una microcámara, sin enviar nada, sólo analizando y grabando objetivos, por ejemplo, en operaciones de vigilancia o control.

Intelion EDGE es un dispositivo de analítica IA con conectividad 4G/5G.

El futuro del EDGE Computing en las Fuerzas Armadas

Sin entrar en sistemas autónomos que tomen decisiones por sí mismos, los dispositivos EDGE tienen una utilidad innegable a la hora de descentralizar la gestión y el análisis de la información vital de combate. Con modelos de IA de reconocimiento facial, de objetos, vehículos, matrículas, etc. más otros que aún están desarrollándose, estos aparatos autocontenidos son relativamente económicos, muy potentes para el tamaño que suelen tener y descargan al sistema central de gran parte del procesamiento, lo que permite optimizar procesos y secuencias de análisis, además de proporcionar capacidad de reserva para momentos críticos.

Aunque es prácticamente imposible predecir el futuro en el ámbito tecnológico, especialmente en esta era de constantes cambios en inteligencia artificial, la integración con otros sistemas de identificación de objetivos parece un punto muy interesante, así como los modelos de detección de cambios.

En este caso la IA analiza imágenes aéreas o de satélite (por ejemplo) antiguas y actuales, para detectar cambios entre ambas, como nuevos edificios, rutas, vehículos, cambios en el terreno que pueden indicar obras, trincheras o despliegues, etc.

El análisis y detección de patrones es otro de los campos en gran crecimiento, ya que proporciona la posibilidad de predecir acontecimientos o movimientos de tropas con ciertas probabilidades. O detectar el desvío con respecto a comportamientos anteriores. En misiones de anti-terrorismo, por ejemplo, estas capacidades son muy útiles.

En resumen, las tecnologías EDGE ayudan a mejorar la seguridad y resiliencia de las redes de comunicación y transmisión de vídeo, la OPSEC en general y aún tienen mucho potencial para crecer, conforme avancen los descubrimientos en el campo de inteligencia artificial.