“战场物联网合作研究联盟”有何独特之处

在LoRaWAN测试中,研究人员综合运用了陆军研究实验室开发的物联网架构和一系列商用软硬件,该架构可将商业现货资产整合到更大的指控系统中,为战术作战中心的态势感知及决策支持能力提供支持。美陆军计划将此次测试的数据应用于另外两个研究领域——覆盖范围缺口分析及数据速率范围研究,前者旨在评估LoRaWAN覆盖范围在哪些情况下可能受阻,后者旨在评估数据传输速率对LoRaWAN覆盖范围的影响。

成立背景

美陆军认为,云计算、移动通信、先进传感器网络及人工智能等技术的快速进步将使物联网技术不断发展,对手的能力也将因此不断增强,可能给陆军未来作战造成重大挑战。在此情况下,美陆军研究实验室成立“战场物联网合作研究联盟”,开展战场物联网基础研究。

三是合理有效的运行及监管机制是合作研究联盟发展及成功的重要保障。总体来看,联盟的运行机构设置简单扁平,只有牵头研究机构与研究领域牵头机构,前者负责整体规划,后者负责具体领域的研究,从而使联盟能够快速、有效、专注地开展领域研究工作。与之相比,联盟监管机制较为复杂。这种监管机制实现了陆军与联合体之间既独立又联动的合作模式:一方面加强了陆军对联盟的统筹规划;另一方面确保了联合体能够在陆军的指导下自主开展研究工作,从而有效推动联盟发展及研究进展。

3. 合作与技术评审会议

几点认识

“战场物联网合作研究联盟”聚焦战场物联网技术开展协同研究。战场物联网由相互联通且有态势感知、自适应、自主能力的实体或“事物”(包括传感器、小型制动器、控制组件、网络、信息源等)组成,能够与作战人员及战场环境进行复杂的互动。其主要特点包括:使命、任务及目标的多样性;快速构成、部署及适应不断变化的使命/任务的能力;处于快速变化、机动、资源有限的竞争或对抗性环境;极大的异构性;部署规模弹性灵活,可响应不同作战需求。

运行机制

2018年,陆军研究实验室授予研究联盟2500万美元,开展“战场物联网演变的智能目标驱动网络”(IoBT REIGN)研究,以交付搭建统一任务指挥网所需技术。项目研究周期约为10年,该笔资金用于前5年的研究工作。美国伊利诺伊大学厄巴纳—香槟分校与宾西法尼亚大学被陆军研究实验室选为两个研究项目的主要研究机构。联盟其他成员包括:马萨诸塞大学、加州大学洛杉矶分校和伯克利分校、南加州大学、卡耐基梅隆大学、斯坦福国际研究院。

随着新一代信息和通信技术的持续发展,物联网技术不断取得新的突破,其作用也日益凸显。利用战场物联网来保持并增强美陆军优势,在未来跨域协同、无人化、网络化战场环境下将变得至关重要。为此,美陆军研究实验室于2017年成立“战场物联网合作研究联盟”(IoBT CRA),旨在对陆军未来作战想定下的战场物联网开展研究。目前,该联盟相关工作稳步推进,值得重点关注。

2. 研究内容

通过成立联盟开展持续合作可增强创新能力,且能获得较高的投资回报,为此,陆军研究实验室将创建联盟作为长期秉承的理念,希望以此促进与合作伙伴之间的密切合作。

2. 利用智慧城市物联网

“战场物联网合作研究联盟”旨在从根本上理解动态构成、自适应、目标驱动的战场物联网,使针对智能指挥控制及其他战场服务的预测性分析成为可能。根据斯坦福国际研究院发布的公告,战场物联网旨在将作战人员与装甲、无线电、武器等方面的智能技术有效联系起来,为其提供感官感知、态势理解、战场预测及风险评估等能力。此外,项目还将研究战场上自主代理与作战人员之间的协同作战能力。

根据整体目标,陆军研究实验室确定了三个相互关联的研究领域以及一个跨领域的研究问题。三大研究领域分别是:研发目标驱动的异构战场物联网,包括其组成及自适应能力;研发自主战场物联网,以实现智能服务;分布式异步事物处理与分析。跨领域研究问题是指贯穿于战场物联网各个方面的网络—物理安全,以在增强战场物联网弹性的同时,解决上述研究领域所面临的、共同的网络—物理安全挑战。合作研究联盟需要解决的根本问题是从根本上了解如何学习并设计复杂的战场物联网目标、网络、信息及分析模型,以最终实现智能指挥控制与战场服务。

一是重视高新技术在未来战场上的军事应用是美陆军在新形势新环境下应对未来高端对抗的重要举措。除高超声速、定向能、人工智能等高新技术外,战场物联网或将成为下一项改变未来战场游戏规则的先进技术。该项目的开展表明美陆军高度重视发展机器智能、现代化通信、计算机科学、传感等高新技术,推动陆军向智能化方向转型,以保持未来战场优势。

1. 整体目标

“战场物联网合作研究联盟”由陆军研究实验室及其甄选的机构联合体组成,共同开展战场物联网领域的基础研究。机构联合体须具有上述一个或多个研究领域的专长,成员包括:高等教育机构、工业部门、非营利组织等。除联合体成员外,联盟也可联合甄选其他组织开展相关研究,加速研究项目进展。这种协同研究机制可实现设备、人员、设施的共享,通过持续合作、技术交流、现场参观、人员轮换等方式增强联盟与陆军之间的密切联系,有利于提升效率,促进合作。

1. 研究统一任务指挥网

陆军研究实验室向机构联合体授予单一资助。同时,合作协议的相关工作也可通过作为二级受资助方的其他机构来履行,发挥其在既定研究领域的技术专长和研究能力。机构联合体设有牵头研究机构(LRO)及研究领域牵头机构(LRAO),分别负责阐述联盟发展愿景、对联合体进行管理与合作,以及具体研究领域的相关工作等。

2. 技术指导与监管

二是研究联盟这一创新机制是美陆军推进产学研深度融合并加速先进研究成果转化的重要途径。在推进陆军现代化转型过程中,陆军继续采用这一做法可充分发挥产学研等部门各自优势并利用其先进成果。此外,陆军还积极建立与商业部门之间的联系,通过利用商业现货能力缩短项目研发周期、减少研发投入。这些举措都能极大加速项目进展,为推进陆军现代化提供有力支撑。

最新进展

4. 联盟延期评审

“战场物联网合作研究联盟”拥有清晰明确的管理与监督机制,主要通过以下四部分实施监管。1)合作联盟经理(CAM),由陆军研究实验室资深科学经理出任,承担合作研究联盟整体的科技管理工作及财务职责;2)项目经理(PM),由牵头研究机构的科学代表出任,代表联合体对合作协议进行管理与指导。3)研究管理委员会(RMB),由陆军研究实验室设立、主席由合作联盟经理担任,成员来自陆军、其他军种机构及政府部门。4)联合体管理委员会(CMC)实施监管。由来自联合体每个成员机构的一名代表组成,主席由项目经理担任。

“战场物联网合作研究联盟”的有效期为五年,期满后陆军研究实验室可选择是否将其延期。在联盟成立后的第四年末,根据陆军研究实验室的指示开展全面项目评审,并依据评审鉴定标准决定是否执行联盟再延期5年的选项。

基本情况

“战场物联网合作研究联盟”须每年组织一次合作与技术评审会议,届时联盟研究人员可以开展面对面的技术讨论。会议目标旨在促进研究人员之间的交流与合作,并由研究联盟领导层评估研究进展。会议重点内容是探讨及评审合作(特别是跨学科、跨研究领域合作)机会、试验/验证计划、可能的转化机会等。

随着传感器等先进技术的不断发展,未来城市将被各种传感器网络所覆盖,成为智慧城市,为普通民众和政府提供诸如环境监测或交通流量优化等各种服务。陆军研究实验室目前正研究利用智慧城市物联网为未来城市战中的战场物联网提供能力补充,并研发出一种新型通信协议“远程广域网”(LoRaWAN),具有功耗需求低等显著特点。理想条件下,LoRaWAN可在距离超过10千米的物联网设备中进行数据传输。同时,研究人员使用车载物联网发射器对LoRaWAN在蒙特利尔的覆盖范围进行全面测试。结果表明,LoRaWAN在蒙特利尔中央商务区的最大传输距离为5公里。这些发现有助于增强LoRaWAN在密集城市基础设施中的可靠性。

1. 管理理念


posted @ posted @ 19-10-22 12:00  admin  阅读量:

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