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Lutando em novas fronteiras

Com a guerra urbana e subterrânea iminente, a GEOINT assume o centro do palco

Parte II – Guerra Subterrânea

AMEAÇAS ESCONDIDAS

Embora tenha sido projetado para simular praticamente qualquer ambiente na Terra, o OWT será especialmente útil para ajudar os combatentes a se prepararem para o combate urbano.

“Para praticar a guerra, geralmente é preciso quebrar as coisas”, disse Tilton. “Obviamente, você não quer quebrar cidades reais, e construir uma cidade artificial não é fácil.”

As cidades virtuais são, portanto, uma solução ideal.

A mesma lógica se aplica a outro calcanhar de Aquiles já mencionado na prontidão militar dos EUA: ambientes subterrâneos. Embora o Exército prometa que o terreno subterrâneo seja tão proeminente no OWT quanto o terreno acima do solo, ele exige uma abordagem diferente.

“As cidades são relativamente fáceis de modelar porque podemos tirar fotos suficientes para construir mapas e porque há muitos dados de suporte de todos no planeta tirando selfies com seus celulares. Mas como todo o objetivo das instalações subterrâneas é proteger certos recursos e ativos, existem muito poucos modelos disponíveis do que realmente são”, continuou Tilton, que disse que o Exército está trabalhando duro em soluções que lhe darão mais acesso e aos meios técnicos necessários para capturar dados subterrâneos geográficos específicos.

A Comunidade de Inteligência reconheceu a escassez na GEOINT subterrânea há mais de 20 anos. Em 1997, a Agência de Inteligência de Defesa (DIA) montou o Centro de Análise de Instalações Subterrâneas (UFAC). Um consórcio gerenciado pelo DIA de diversos profissionais de inteligência, oriundos da própria DIA, da Agência Nacional de Inteligência Geoespacial, da Agência de Redução de Ameaças de Defesa entre outros, a missão da UFAC é descobrir – literalmente – informações sobre instalações subterrâneas adversárias.

“O ‘problema’ subterrâneo vem crescendo há muitos anos”, disse o engenheiro sênior e analista da UFAC, Gunnar Radel. “Está crescendo na quantidade [de instalações subterrâneas] que nossos adversários estão construindo e no número que eles têm, na qualidade dos locais que estão usando e no escopo de aplicação”.

Os adversários estão cada vez mais enterrando não apenas instalações ultra-secretas, mas também armas e outros ativos sensíveis. Simultaneamente, há um aumento na infraestrutura civil subterrânea e na atividade subterrânea de atores não estatais.

“Nossos adversários se sentem ameaçados, então eles estão se protegendo da observação e do ataque, colocando distância e pedras entre nós e mantendo seus bens preciosos ocultos”, continuou Radel, que disse que a construção subterrânea simultaneamente se tornou mais acessível e viável para militares e desenvolvedores civis. “A tecnologia melhorou a tal ponto que não há mais muitos lugares que você não pode construir no subsolo. Ao mesmo tempo, estamos ficando sem espaço na superfície, de modo que os países procuram aumentar verticalmente para baixo, nas principais cidades, em vez de subir verticalmente como fizeram no passado.”

Como os ambientes subterrâneos estão ocultos da vigilância, tudo isso resulta em uma oportunidade significativa da GEOINT. “A UFAC tem um apetite incrível e insaciável pela GEOINT”, disse Radel, cuja equipe é treinada para detectar e caracterizar instalações subterrâneas analisando o terreno acima do solo. À medida que o domínio subterrâneo cresce em tamanho e importância estratégica, no entanto, são necessárias ferramentas e técnicas mais avançadas.

Radel é otimista sobre aprendizado de máquina.

“Nossa prioridade é otimizar nosso recurso analítico mais precioso, que é o tempo do analista”, disse ele. “Estamos analisando o quanto pode ser automatizado a montante antes que nossos analistas tenham que se engajar … [o que os ajudará] a extrair gemas e pepitas das quantidades massivas de dados que chegam”.

O DESAFIO SUBTERRÂNEO

Sem GPS, o mapeamento subterrâneo requer automação, percepção, mobilidade e rede

Enquanto a UFAC investe em uma melhor análise do GEOINT subterrâneo, seus parceiros na comunidade de pesquisa estão desenvolvendo meios para coletá-lo melhor. Ou seja, a DARPA, que em setembro de 2018 lançou seu SubT Challenge, um concurso de robótica subterrânea com o objetivo de incubar novas tecnologias para ajudar na navegação, mapeamento e pesquisa de ambientes subterrâneos complexos.

“Em locais onde não temos acesso ao GPS e outras maneiras de retificar geograficamente os dados que temos, é um limitador severo. Um desses lugares é o subterrâneo”, disse Timothy Chung, gerente do programa SubT. “O SubT Challenge permite uma ampla abertura de abordagens para resolver o problema em questão.”

 A DARPA tem um histórico de uso da concorrência para propagar a inovação. Em 2004 e 2005, por exemplo, sediou seu Grande Desafio para acelerar o desenvolvimento de veículos autônomos. Graças em grande parte a essa competição, as montadoras estão se preparando para lançar seus primeiros carros sem motorista já no próximo ano. A DARPA espera que o SubT Challenge seja um catalisador semelhante.

“Um desafio é realmente uma ótima maneira de apresentar um problema audacioso e oferecer ao mundo um conjunto diversificado de inovadores e ver o que eles trazem para a mesa”, continuou Chung, que disse que a tecnologia SubT poderia um dia ajudar a não apenas soldados em combate, mas também socorristas civis e talvez até entidades comerciais em indústrias como a mineração.

O SubT Challenge compreende três “circuitos” durante os quais os concorrentes testam e demonstram novas soluções robóticas. O primeiro, o Tunnel Circuit, ocorreu em agosto de 2019 em uma mina nos arredores de Pittsburgh, Pensilvânia. O segundo, o Urban Circuit, acontecerá em um ambiente urbano subterrâneo – um metrô, talvez ou um esgoto – em fevereiro de 2020. O terceiro, o Cave Circuit, acontecerá em um ambiente natural de cavernas em agosto de 2020. Um quarto e último evento integrará todos os três subdomínios em agosto de 2021.

Para alcançar os objetivos GEOINT da competição e ganhar até US$ 2 milhões, as equipes concorrentes devem executar com sucesso quatro peças do quebra-cabeça subterrâneo: autonomia, percepção, mobilidade e trabalho em rede.

Como os ambientes subterrâneos podem ser perigosos para os seres humanos, a autonomia é especialmente importante, de acordo com Kostas Alexis, diretor do Laboratório de Robôs Autônomos da Universidade de Nevada, Reno (UNR).

“A idéia é que os supervisores humanos estejam acima do solo em algum lugar, longe da missão subterrânea. Portanto, precisamos ter autonomia absoluta”, disse Alexis, cuja equipe – a equipe CERBERUS, composta pela UNR; Universidade Suíça ETH Zurique; a Universidade da Califórnia, Berkeley; Sierra Nevada Corporation; e a empresa suíça Flyability – foi uma das 11 que competiram no Tunnel Circuit da SubT. “Como uma rede subterrânea de túneis pode ter quilômetros de extensão, os sistemas devem poder se integrar e operar por conta própria em ambientes de larga escala”.

A equipe CERBERUS, que ficou em sexto lugar no circuito de túneis, projetou um robô quadrúpede do tamanho de um cachorro. Quando entra em um ambiente subterrâneo, o robô carrega nas costas um drone aéreo que pode utilizar se encontrar ambientes verticais ou de vários níveis que não permitam sua observação. Graças à sua autonomia, os robôs poderão determinar o tempo apropriado para implantar seus companheiros drones. Eventualmente, os robôs poderão trocar e alcançar o que é conhecido como autonomia colaborativa.

“O robô A precisa compartilhar mapas com o robô B para poder tomar decisões inteligentes em equipe”, explicou Alexis.

Um pré-requisito para autonomia, é claro, é a percepção.

“[Os sistemas autônomos atuais] operam bem em ambientes bem iluminados, bem estruturados e com bons recursos. Não é isso que é um ambiente subterrâneo”, continuou Alexis. “Um ambiente subterrâneo pode ser simultaneamente sem textura e escuro. E se houver uma ameaça em potencial, pode até estar cheia de fumaça. Isso desafia a capacidade do robô de saber onde está e mapear o ambiente com precisão, o que, por sua vez, desafia sua capacidade de operar autonomamente.”

Para solucionar os desafios de percepção, o Team CERBERUS usa um pacote de fusão de sensores multimodais que inclui uma câmera, LiDAR, visão térmica e um giroscópio para navegação inercial. Mais tarde, também planeja adicionar radar.

A área em que a equipe CERBERUS balançou a barreira, no entanto, é a mobilidade.

“A questão é: como você pode criar uma solução robótica unificada que pode ser implantada em várias situações?”, Perguntou Alexis, cujo robô apresenta pernas articuladas projetadas para funcionar em uma variedade de ambientes subterrâneos, de minas repletas de rochas a estações de metrô cheias de escadas. “Com sistemas de pernas, você tem destreza em diferentes tipos de terreno.”

Outra equipe, o Team Explorer, adotou uma abordagem semelhante, porém diferente. Composto por roboticistas da Carnegie Mellon University e Oregon State University, construiu dois veículos terrestres autônomos projetados para trabalhar em conjunto com dois drones. Em vez de pernas, no entanto, seus veículos modulares apresentam rodas grandes, todo-o-terreno, que rolam em vez de pisar em obstáculos.

“Usamos pneus grandes e largos, que na verdade são pneus de corrida de motocross para motos off-road e que nos deram a tração e a mobilidade de que precisávamos”, disse Steven Willits, engenheiro de teste do Team Explorer, que ficou em primeiro lugar no circuito de túneis, graças não apenas à sua mobilidade superior, mas também à abordagem do requisito final do desafio: networking.

“Cada um de nossos robôs terrestres é um nó de comunicação por si só, mas também os enviamos para nós Wi-Fi em locais estratégicos”, continuou Willits, que disse que um robô terrestre pode ser enviado profundamente para dentro de uma mina para mapeá-lo de forma autônoma. enquanto outro robô segue atrás para construir uma rede de comunicação local. “Dessa forma, quando o primeiro robô voltar ao alcance, podemos receber todas as informações que ele armazenou enquanto estava em roaming.”

Esteja você falando de automação, percepção, mobilidade ou rede, o objetivo é facilitar o mapeamento na ausência de GPS. Para a DARPA, no entanto, o metrô é tanto relativo quanto à localização absoluta.

“O Desafio SubT se concentra no que gostamos de chamar de consciência situacional acionável”, disse Chung. “O que isso significa é: queremos ir além de apenas ter conhecimento do layout ou do ambiente por si só e entender como isso se relaciona com a missão em questão. No contexto do Desafio SubT, trata-se não apenas de ter um mapa – que por si só é difícil de obter – mas também de poder usá-lo para fornecer informações sobre, por exemplo, onde os artefatos estão localizados para que os atendentes de emergências ou comandantes de incidentes podem tomar decisões com base na localização de sobreviventes, áreas de risco e coisas dessa natureza. ”

Apesar de suas inúmeras diferenças, os ambientes urbanos e subterrâneos a esse respeito são exatamente os mesmos: se o Exército do futuro enfrenta adversários nas fendas de concreto de Dhaka, nas ruas cosmopolitas de São Paulo, nos metrôs abaixo da Europa ou nas cavernas montanhosas que espreitam abaixo do Afeganistão, o GEOINT é mais do que coordenadas. É também sobre contexto. E graças a esforços como o OWT e o SubT Challenge, o contexto será em breve possível, mesmo nos lugares mais complexos.

Tilton concluiu: “Ter conhecimento sobre como o mundo realmente se modifica, torna nossos combatentes mais eficazes onde quer que eles se envolvam”.

Autoria de: Matt Alderton em 11 de Novembro de 2019

Tradução: Evenuel V. Veloza

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