T03-F01 · Arquitectura de Edge-TPED para Filtrado y Fusión en el Bordo
Código original: P-01
Condiciones: Validación técnica de la capacidad de integración física (espacio, energía y refrigeración) en los modelos de UAV objetivo.
1. Identificación de la propuesta
- Código
P-01
- Nombre de la propuesta
Arquitectura de Edge-TPED para Filtrado y Fusión en el Bordo
- Origen
Publicación o comunicación de una empresa del sector
- Línea estratégica
Arquitecturas Edge-to-Cloud y procesamiento distribuido
- Dominio
Aéreo
- Tipo de uso
Defensa
- Fecha de análisis
22/05/2024
- Responsable de la ficha
Pipeline automático - pendiente de asignación
- Estado
En análisis
2. Problema concreto
- Descripción
Incapacidad técnica de transmitir el volumen masivo de datos brutos generados por sensores ISR (inteligencia, vigilancia y reconocimiento) de UAVs hacia estaciones terrestres debido a que la demanda de ancho de banda de los flujos FMV (video de movimiento completo — transmisiones de video en tiempo real de alta resolución) supera la capacidad de los enlaces disponibles [ev_0006].
- Consecuencia principal
Degradación de la conciencia situacional en tiempo real y retraso en la obtención de información accionable para el decisor [ev_0006, ev_0007].
- Usuario afectado
Analista
- Criticidad
Alta
- Frecuencia estimada
Recurrente
- Entorno de aparición
Degradado
3. Ejemplo operativo y evidencia
- Escenario
Durante una misión de vigilancia aérea, un UAV despliega sus sensores ISR (inteligencia, vigilancia y reconocimiento) para monitorizar una zona de interés. El sistema genera flujos masivos de FMV (video de movimiento completo — transmisiones de video en tiempo real de alta resolución) que deben llegar a analistas en tierra para permitir la toma de decisiones tácticas rápidas [ev_0006]. Sin embargo, el operador se encuentra en un entorno DDIL (comunicaciones denegadas, degradadas, intermitentes o limitadas), donde el enlace de datos sufre interferencias o jamming (interferencia intencionada de señales radioeléctricas) [ev_0007]. Debido a que el sistema actual intenta transmitir todos los píxeles brutos hacia la estación de control, el ancho de banda se satura completamente. Como resultado, el flujo de video se congela o presenta una latencia prohibitiva, impidiendo que el analista detecte un evento crítico en tiempo real. Esta limitación obliga a depender de modelos alojados en la nube que son incompatibles con la velocidad requerida en el campo de batalla, afectando directamente la capacidad de respuesta operativa [ev_0007].
- Activos implicados
UAV (vehículos aéreos no tripulados), sensores ISR, enlaces de datos, estación de control terrestre / naves nodriza
- Información disponible
Flujos brutos de sensores ISR, telemetría de vuelo y estado del enlace de datos
- Limitación actual
Dependencia excesiva de la transmisión de datos brutos hacia el centro de control y vulnerabilidad de los enlaces al jamming [ev_0006, ev_0007].
- Consecuencia operacional
Imposibilidad de realizar la explotación de inteligencia en tiempo real y retraso en la toma de decisiones tácticas [ev_0007].
- Fuente de evidencia
ev_0006, ev_0007
- Tipo caso
Real confirmado
4. Solución propuesta
- Descripción de la solución
Implementar una arquitectura de Edge-TPED (procesamiento, explotación y diseminación de la inteligencia) que desplace el procesamiento al borde (edge computing), transformando la transmisión de 'píxeles' en 'información'.
- Datos de entrada
Flujos brutos de sensores ISR, parámetros de misión/áreas de interés (AOI) y estado del enlace de datos.
- Procesamiento principal
Filtrado inteligente de video basado en detección de movimiento y cambios de escena; extracción automática de metadatos y detección de eventos de interés a bordo.
- Resultado / salida
Alertas tácticas, fragmentos de video optimizados y metadatos (coordenadas, tipo de objeto), reduciendo el volumen de datos transmitidos.
- Sistema, arquitectura e integración
Integración entre la salida de los sensores ISR del UAV y el BMS (sistema de mando y control de combate) en tierra.
- Funcionamiento resumido
1. Entrada: Captura de flujo bruto de sensor ISR. 2. Procesamiento: Filtrado y detección de eventos mediante edge computing a bordo. 3. Resultado: Generación de alertas y metadatos reducidos. 4. Integración: Envío optimizado al BMS terrestre.
- Componentes funcionales
- Módulo de filtrado inteligente de video
- Motor de extracción de metadatos en tiempo real
- Gestor dinámico de calidad de stream según valor táctico
- Sistema de sincronización asíncrona para entornos DDIL
5. Aportaciones concretas de SIXTEMA
6. Capacidades reales que respaldan la propuesta
- Capacidad real
Plataforma de Datos Geoespaciales / Sistema de Inteligencia Geoespacial
- Proyecto / experiencia
Capacidades actuales en Dominio Geoespacial (GeoINT)
- Qué demuestra
Capacidad para la recopilación, integración y análisis de información georreferenciada multi-sensor, base necesaria para el filtrado de datos ISR (Inteligencia, Vigilancia y Reconocimiento).
- Nivel evidencia
Alta
- Capacidad real
IA y Soporte a la Decisión
- Proyecto / experiencia
Módulos de detección de anomalías e identificación de patrones
- Qué demuestra
Experiencia en el desarrollo de algoritmos de detección automática que pueden ser trasladados al borde (Edge) para reducir la transmisión de datos brutos.
- Nivel evidencia
Alta
- Capacidad real
Arquitecturas Escalables Cloud-Native
- Proyecto / experiencia
Habilitadores de Nube Táctica
- Qué demuestra
Capacidad para desplegar servicios operativos en entornos distribuidos y gestionar el intercambio seguro de datos.
- Nivel evidencia
Media
7. Capacidades futuras o en evolución
- Capacidad futura
Arquitecturas Edge-Cloud Federadas en entornos denegados
- Proyecto / iniciativa
Extensión estratégica de capacidades en desarrollo
- Estado
En curso
- Resultado esperado
Permitir el procesamiento en el extremo de la red (Edge) con resiliencia ante comunicaciones degradadas o jamming (interferencia intencionada), reduciendo la dependencia del ancho de banda.
- Capacidad futura
Fusión Avanzada de Datos Multifuente
- Proyecto / iniciativa
Extensión estratégica de capacidades en desarrollo
- Estado
En curso
- Resultado esperado
Integración de telemetría y sensores avanzados (LiDAR, térmico) desde drones para optimizar la extracción de metadatos antes de su transmisión.
8. Tecnología involucrada
- Capa / función
Procesamiento en el Borde / Edge Computing
- Tecnología / patrón
Hardware acelerado (FPGA/GPU) y contenedores ligeros (WebAssembly/Docker)
- Situación en SIXTEMA
Pendiente de validar
- Responsable / socio
Equipo interno / Socio hardware
- Capa / función
Transporte de Datos Resiliente
- Tecnología / patrón
DTN (Delay Tolerant Networking - Redes tolerantes al retardo)
- Situación en SIXTEMA
Por incorporar
- Responsable / socio
Socio especialista en comunicaciones
- Capa / función
Análisis de Video e Imágenes
- Tecnología / patrón
Algoritmos de compresión semántica y detección automática de eventos
- Situación en SIXTEMA
Disponible parcialmente
- Responsable / socio
Equipo interno IA
9. Encaje con programas y marcos europeos
- Programa europeo
EDF
- Convocatoria / topic
Pendiente de búsqueda
- Marco / estándar prioritario
Nube Táctica, Inteligencia de Datos y Superioridad de la Información
- Valoración del encaje
Alto
- Justificación
La propuesta se alinea directamente con las prioridades del Fondo Europeo de Defensa en cuanto a la gestión inteligente de datos y resiliencia en comunicaciones.
- Fuente de referencia
financiacion.md (Propuesta)
10. Diferenciación aportada
- Diferenciador
Integración de capacidades GeoINT con arquitecturas Edge-Cloud
- Por qué es relevante
Permite no solo filtrar datos, sino contextualizarlos geográficamente en el borde antes de enviarlos al BMS (sistema de mando y control de combate).
- Evidencia
Sinergia entre la Plataforma de Datos Geoespaciales y las Arquitecturas Edge-Cloud Federadas en desarrollo.
- Diferenciador
Enfoque de Transferencia Tecnológica Dual
- Por qué es relevante
La solución es extensible a sectores civiles como protección civil e incendios forestales, aumentando la viabilidad financiera y el mercado.
- Evidencia
Estrategia de transferencia tecnológica dual definida en capacidades.md.
11. Actores objetivo y vías de entrada
- Actor identificado
Airbus Defence and Space
- Necesidad / interés
Optimización de la carga de datos en sus plataformas ISR para mejorar la operatividad en entornos DDIL (comunicaciones degradadas).
- Vía de entrada
Consorcio
- Relación actual
Existente
- Actor identificado
Indra / GMV
- Necesidad / interés
Capacidades de procesamiento en el borde para complementar sus sistemas de C2 y GeoINT.
- Vía de entrada
Tractora
- Relación actual
Incipiente
- Actor identificado
Ministerio de Defensa (DGAM)
- Necesidad / interés
Reducción de la vulnerabilidad operativa ante el jamming mediante la minimización del tráfico de datos brutos.
- Vía de entrada
Convocatoria
- Relación actual
Sin relación
12. Brechas y dependencias
- Brecha / dependencia
Limitaciones de SWaP (tamaño, peso y potencia) y gestión térmica a bordo del UAV
- Impacto
El procesamiento local intensivo puede reducir la autonomía de vuelo o requerir modificaciones físicas en el hardware del dron.
- Cómo cubrirla
Colaboración con integradores de plataforma para definir el presupuesto energético y térmico disponible.
- Responsable potencial
Socio integrador (ej. Airbus Defence and Space)
- Brecha / dependencia
Validación de despliegue de contenedores ligeros (WebAssembly/Docker) en hardware embebido de grado militar
- Impacto
Riesgo de incompatibilidad entre el software de orquestación moderno y los sistemas operativos en tiempo real o hardware restringido del UAV.
- Cómo cubrirla
Desarrollo de un prototipo (PoC) sobre hardware acelerado (FPGA/GPU) compatible con estándares militares.
- Responsable potencial
Equipo interno de I+D / Arquitectos de Software
- Brecha / dependencia
Acceso a flujos brutos de sensores ISR y telemetría para entrenamiento de algoritmos
- Impacto
Sin datos reales, el filtrado inteligente puede generar falsos negativos, provocando la pérdida de información crítica.
- Cómo cubrirla
Acuerdos de intercambio de datos con usuarios institucionales o uso de simuladores de alta fidelidad.
- Responsable potencial
Ministerio de Defensa (DGAM) / Socio tractora
13. Valoración final por criterios
| Criterio | Valoración | Justificación |
|---|---|---|
| Relevancia del problema | Alta | La saturación de ancho de banda en entornos DDIL es un cuello de botella estructural crítico para la conciencia situacional. |
| Calidad de la evidencia | Alta | Suficiente y robusta, basada en 7 fuentes independientes con identificación clara del problema técnico. |
| Encaje con SIXTEMA | Alta | Alineación total con la línea de Arquitecturas Edge-Cloud Federadas y capacidades existentes en IA y GeoINT. |
| Capacidades reales disponibles | Media | Se dispone de algoritmos de detección, pero falta validar su despliegue en hardware embebido restringido. |
| Diferenciación | Media | El enfoque de 'transmitir información, no píxeles' es competitivo, aunque existen soluciones de compresión estándar. |
| Encaje europeo | Alta | Prioridad clara en el EDF (European Defence Fund) para Nube Táctica e Inteligencia de Datos. |
| Actor o vía de entrada identificada | Media | Identificados integradores potenciales (Airbus, Indra), pero sin relación formal establecida para este proyecto. |
| Potencial dual | Alta | Directamente transferible a protección civil, gestión de incendios y emergencias con drones. |
| Madurez preliminar | Media | Nivel TRL 4-5; existen prototipos conceptuales pero no validación en entorno operativo real. |
| Cobertura brecha tecnológica | Alta | Ataca la causa raíz (volumen de datos) mediante Edge-TPED, superando las limitaciones de la gestión de red. |
| Autonomía respecto a socios | Baja | Dependencia crítica de los integradores de la plataforma física para el alojamiento del hardware y sensores. |
| Viabilidad preliminar | Alta | Técnicamente plausible mediante hardware acelerado y despliegue de microservicios en el borde. |
14. Decisión y conclusión final
- Resultado
Avanzar con condiciones
- Condiciones para avanzar
Validación técnica de la capacidad de integración física (espacio, energía y refrigeración) en los modelos de UAV objetivo.
- Validaciones pendientes
Confirmar el consumo energético máximo permitido para módulos adicionales y validar el despliegue de contenedores ligeros en hardware embebido militar.
- Próximo hito
Desarrollo de una Prueba de Concepto (PoC) de filtrado inteligente sobre hardware acelerado con restricciones de SWaP simuladas.
- Síntesis
Solución crítica para eliminar la saturación de datos ISR en UAV mediante Edge-TPED (procesamiento en el borde). Encaja perfectamente con las capacidades de Edge-Cloud de SIXTEMA y tiene alto potencial en fondos EDF. La viabilidad depende estrictamente de la integración física en la plataforma (SWaP), recomendándose avanzar condicionada a dicha validación.
15. Fuentes y trazabilidad
Sin referencias registradas.Evidencias del clúster: ev_0006, ev_0007