图为美陆军后备部队信息技术人员正在德国的凯泽斯劳滕(Kaiserslautern)安装一个卫星接收机。在未来冲突中可能成为战场的城市中到处是各种市政和工业传感器,在陆军研究实验室的战场物联网(IoBT)研究工作中,这些传感器能够向陆军网络提供重要数据。
美陆军研究实验室正在研究如何用自然植物连接交通摄像头、运动探测器和敌方传感器系统,作为未来战场信息的来源。该实验室正努力将物联网方法应用于战区指挥、控制、通信、计算机和情报(C4I),通过非传统的信息源为士兵及其指挥官提供关键信息。
这些非传统的信息来源可以突破想象力的极限。三年前,瑞典的研究人员将活玫瑰变成电子电路。陆军科学家表示,这项研究的下一步工作是把有机的电路变成一个传感器,可以在战场上联入网络。其他非传统信息来源则更为普通。在可能发生战争的智能化城市中,可以通过公共的摄像机、交通传感器和音响设备提供态势感知。
指挥与控制(C2)面临的挑战
传统的指挥控制网络可能由数百个传感器组成,但IoBT可能包含数百万个传感器,其相互关联的复杂性以及系统之间的依赖性使得自主性格外重要。IoBT为指挥与控制带来了新的问题。
1)由于信息来自于非陆军自身的资产,陆军无法控制非传统传感器及其通信路径。由此产生一个问题:来自他人的数据是否可以被信任,特别是如果它可以被对手操纵。
2)海量的新类型数据可能会导致信息过载。解决方案之一是减少传输大量数据的需求,这可能需要将数据编码或压缩,或者在网络边缘对数据做更多的处理。关键的解决方案可能是更加有效地利用带宽。
3)网络中的一个传感器有可能触发意想不到的负面连锁效应,即蝴蝶效应。研究人员希望避免此种负面连锁效应,同时也希望避免意外的自主行为。
loBT研究的关键领域
该实验室在IoBT方面的研究分为两类。一类研究是短期研究,着眼于几年内可能应用于战场,这些研究将主要基于已知的技术和能力;另一类研究是长期性研究,可能产生真正的突破性进展。
IoBT研究的三个主要领域是:
1)设备信息发现、配置和调整。在IoBT中,网络将是高度动态的。例如,如果一朵玫瑰变成了天线并由其他玫瑰供电,则网络必须发现这种能力并确定其效用。然后,网络必须将这朵玫瑰和其他资产组合成它可以使用的资产。这个信息网络必须要动态调整以适应快速变化的战场作战。
2)涉及自主驱动以支持智能服务。IoBT是一个自组织的网络,应该知道采取何种行动。研究包括关注潜在能力以及确定优先事项,以便对所有友方、对手和中立的传感器进行有效的指挥控制。
3)主要针对分布式异步处理和分析,构建一个反馈回路以确认网络运行正常。该研究重点关注IoBT产生的数据。研究人员正试图将任务信息推送到网络边缘,网络边缘的组件对本地数据进行分析并仅将重要信息向指挥官报告。
这三个研究领域相互交织,它们必须以安全和韧性的方式协作才能实现任务目标。
李晓文译自互联网,钱宁审定
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