Ricercatori della Duke guidano il progetto $5M per migliorare le reti dell'aeronautica militare
Data di pubblicazione:DURHAM – I ricercatori della Duke University lavoreranno con colleghi di tutta la nazione per garantire che i futuri protocolli di comunicazione utilizzati dall’aeronautica degli Stati Uniti siano adatti a gestire i compiti più pesanti immaginabili, come il volo degli UAV, e protetti da attacchi avversari.
Guidato da Robert Calderbank, Charles S. Sydnor Distinguished Professor di Informatica, Ingegneria Elettrica ed Informatica e Matematica, e direttore della Rhodes Information Initiative alla Duke, e Vahid Tarokh, professore di ingegneria elettrica e informatica della famiglia Rhodes, il nuovo programma quinquennale da $5 milioni si chiama Air Force Research Laboratory/Air Force Office of Scientific Research (AFRL/AFOSR) University Center of Excellence: Agile Waveform Design for Communication Networks in ambienti contestati. Il nuovo centro si avvale anche di competenze di ricerca provenienti da Virginia Tech, Princeton University, Carnegie Mellon University, Colorado State University e Arizona State University.
"Questo centro svilupperà metodologie per nuove tecniche di progettazione e ottimizzazione delle forme d'onda che siano agili rispetto alle mutevoli dinamiche di rete e resistenti agli avversari in ambienti contestati, con limiti dimostrabili in termini di prestazioni", ha affermato Lauren Huie, Air Force Research Laboratory, Information Directorate (AFRL/ RI), Tech Advisor per la Divisione Informatica e Comunicazione. “Le tecniche innovative di questo approccio sono pronte a riconsiderare quest’area e a intrecciare questo eccezionale team universitario e scienziati e ingegneri dell’AFRL/RI per aprire il futuro della progettazione di forme d’onda per le reti di comunicazione”.
I protocolli stanno alla comunicazione come i linguaggi di programmazione stanno al calcolo; sono un insieme di regole e formati ben definiti che consentono la trasmissione di informazioni tra dispositivi. Man mano che i canali di comunicazione wireless diventano più efficienti in termini di larghezza di banda, questi protocolli diventano più complessi. Ad esempio, possono utilizzare informazioni geografiche e topografiche, essere resistenti alle interferenze degli edifici e di altri segnali e sapere come correggere o sostituire gli errori che si verificano lungo il percorso.
Sebbene questo compito sia già abbastanza difficile nelle applicazioni commerciali come per gli smartphone e i laptop di ultima generazione, lo è ancora di più per i dispositivi e le macchine utilizzati dall'Aeronautica Militare. Oltre al normale rumore di fondo causato dal terreno locale e dai segnali concorrenti, i flussi di comunicazione devono resistere anche agli attacchi avversari. E le esigenze delle reti di comunicazione degli UAV sono molto più elevate di quelle di un tipico smartphone.
L’Air Force, tuttavia, non vuole reinventare completamente la ruota. È auspicabile che i protocolli che controllano il trasferimento della comunicazione sui loro dispositivi funzionino con le applicazioni commerciali già esistenti. Ma poiché i loro flussi di dati sono più volatili, cambiano più rapidamente delle reti commerciali e sono soggetti ad attacchi avversari, i protocolli commerciali non sono prontamente all’altezza del compito.
Il nuovo Centro di Eccellenza Universitario AFRL/AFOSR svilupperà la ricerca fondamentale necessaria per progettare e gestire protocolli in grado di soddisfare le esigenze dell'Aeronautica Militare lavorando con le soluzioni esistenti. Creando un nuovo software che integri metodi di apprendimento automatico, i ricercatori svilupperanno nuove forme d'onda che supportano la comunicazione a bassa latenza fornendo allo stesso tempo robustezza agli avversari in ambienti contestati.
"Il nostro approccio si discosta dai metodi tradizionali che utilizzano modelli matematici che descrivono il processo di trasmissione, la propagazione del segnale, il rumore del ricevitore, il traffico di rete e molti altri componenti del sistema che influiscono sulle prestazioni end-to-end", ha affermato Calderbank, che ricopre anche incarichi in ingegneria elettrica e informatica, matematica e fisica. “I metodi tradizionali hanno ancora valore, ma stanno perdendo terreno poiché i collegamenti wireless diventano più variabili e i componenti del sistema diventano più difficili da modellare. Manterremo questo valore sviluppando algoritmi di machine learning ispirati e basati su metodi di ottimizzazione tradizionali”.
"Duke ha una profonda conoscenza ed esperienza che deriva da una lunga storia di lavoro con metodi di apprendimento automatico che hanno rivoluzionato l'elaborazione del parlato e delle immagini", ha aggiunto Tarokh, che ricopre anche incarichi nel campo dell'informatica e della matematica. “Questi stessi metodi costituiranno la base delle nuove reti e protocolli che consentiranno all’Aeronautica Militare di proteggere le sue esigenze di comunicazione wireless del futuro”.
Il progetto approfondirà le collaborazioni esistenti tra le università coinvolte e l'AFRL/RI. Affrontando questa nuova sfida, i ricercatori aumenteranno le capacità, le conoscenze, le competenze e le competenze della forza lavoro dell'AFRL, offrendo al contempo al personale l'opportunità di lavorare con un'ampia pipeline di studenti di talento attraverso programmi come Dati+ E Codice+, entrambe esperienze di ricerca estive di dieci settimane che associano team misti di studenti universitari e laureati della Duke a set di dati e problemi di vita reale provenienti da aziende partner.
(C) Università Duke
Fonte articolo originale: WRAL TechWire