デューク大学の研究者が空軍ネットワークを改善する $5M プロジェクトを主導

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ダーラム – デューク大学の研究者らは、全米の同僚と協力して、米国空軍が使用する将来の通信プロトコルが、UAVの飛行など、考えられる限り最もデータ量の多いタスクの処理に適しており、敵対的な攻撃から安全であることを保証する予定です。

によって導かれて ロバート・カルダーバンク、チャールズ S. シドナーのコンピューター サイエンス、電気およびコンピューター工学、数学の特別教授であり、デューク大学ローズ情報イニシアチブのディレクターでもあります。 ヴァヒド・タロック電気およびコンピュータ工学のローズ家の教授である新しい 5 年間の $500 万プログラムは、空軍研究所/空軍科学研究局 (AFRL/AFOSR) 大学センター オブ エクセレンス: 通信ネットワークのためのアジャイル波形設計と呼ばれています。競合環境で。新しいセンターには、バージニア工科大学、プリンストン大学、カーネギーメロン大学、コロラド州立大学、アリゾナ州立大学からの研究専門知識も取り入れられています。

「このセンターは、ネットワークダイナミクスの変化に機敏であり、パフォーマンスの限界が証明可能な競合環境における敵対者に対して堅牢な、新しい波形設計と最適化技術の方法論を開発します」と情報総局(AFRL/空軍研究所)のローレン・ヒューイ氏は述べています。 RI)、コンピューティングおよびコミュニケーション部門の技術アドバイザー。 「このアプローチの革新的な技術は、この分野を再構想し、この優れた大学チームとAFRL/RIの科学者および技術者を結び付けて、通信ネットワークの波形設計の未来を切り開く準備ができています。」

プロトコルは通信に関係しており、プログラミング言語が計算に関係しているのと同じです。これらは、デバイス間で情報を送信できるようにする、明確に定義されたルールと形式のセットです。無線通信チャネルの帯域幅効率が高まるにつれて、これらのプロトコルはより複雑になります。たとえば、地理情報や地形情報を利用し、建物や他の信号からの干渉に対して堅牢であり、途中で発生したエラーを修正または置き換える方法を知っている場合があります。

この作業は、最新世代のスマートフォンやラップトップなどの商用アプリケーションでも十分に困難ですが、空軍で使用されるデバイスや機械ではさらに困難です。局所的な地形や競合する信号によって引き起こされる通常のバックグラウンド ノイズに加えて、通信ストリームは敵対的な攻撃にも耐える必要があります。また、UAV が通信ネットワークに要求する要求は、一般的なスマートフォンの要求よりもはるかに高くなります。

しかし、空軍は車輪を完全に再発明することを望んでいない。デバイス上の通信転送を制御するプロトコルが、既存の市販の市販アプリケーションと連携して動作することが望ましい。しかし、そのデータ ストリームは商用ネットワークよりも不安定で、急速に変化し、敵対的な攻撃を受けやすいため、商用プロトコルはすぐにはその任務に対応できません。

新しい AFRL/AFOSR 大学センター オブ エクセレンスは、既存のソリューションと連携して空軍のニーズを満たすことができるプロトコルの設計と運用に必要な基礎研究を開発します。機械学習手法を統合した新しいソフトウェアを作成することで、研究者は、競争の激しい環境で敵対者に堅牢性を提供しながら、低遅延通信をサポートする新しい波形を開発します。

「私たちのアプローチは、伝送プロセス、信号伝播、受信機ノイズ、ネットワークトラフィック、およびエンドツーエンドのパフォーマンスに影響を与えるシステムの他の多くのコンポーネントを記述する数学的モデルを使用する従来の手法とは異なります」と、カルダーバンク氏は述べています。電気工学、コンピューター工学、数学、物理学。 「従来の方法には依然として価値がありますが、無線リンクがより多様になり、システム コンポーネントのモデル化が困難になるにつれて、その地位は失われつつあります。私たちは、従来の最適化手法にインスピレーションを受け、それに基づいた機械学習アルゴリズムを開発することで、その価値を維持していきます。」

「デューク氏は、音声処理と画像処理に革命をもたらした機械学習手法に取り組んできた長い歴史から得た深い知識と経験を持っています」と、コンピューターサイエンスと数学の職も兼任しているタロック氏は付け加えた。 「これらと同じ方法が、空軍が将来の無線通信ニーズを確保できるようにする新しいネットワークとプロトコルの基礎となるでしょう。」

このプロジェクトは、関係する大学とAFRL/RIとの間の既存の協力関係をさらに深化させることになる。この新たな課題に取り組むことで、研究者らはAFRL職員の能力、知識、スキル、専門知識を高めると同時に、そのスタッフに次のようなプログラムを通じて才能ある学生の大規模なパイプラインと協力する機会を与えるだろう。 データ+ そして コード+どちらも、デューク大学の学部生と大学院生の混合チームと実際のデータセットや提携企業からの問題を組み合わせる 10 週間の夏の研究体験です。

(C)デューク大学

元の記事の出典: WRAL TechWire