T12-F02 · Orquestador Dinámico de Carga Computacional para UAV
Código original: P-02
Condiciones: Validación obligatoria de las métricas de ahorro energético (30%) mediante fuente independiente o PoC, y confirmación de disponibilidad de nodos Edge en escenarios reales.
1. Identificación de la propuesta
- Código
P-02
- Nombre de la propuesta
Orquestador Dinámico de Carga Computacional para UAV
- 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
Existe una tensión crítica entre la capacidad de procesamiento de IA/ML (Inteligencia Artificial y Aprendizaje Automático) a bordo de los UAV (vehículos aéreos no tripulados) y su autonomía energética. El consumo eléctrico del hardware necesario para ejecutar algoritmos complejos compite con la energía de propulsión, reduciendo el tiempo de permanencia en el aire [ev_0003].
- Consecuencia principal
Reducción de la resistencia operativa que obliga a recuperaciones frecuentes de las aeronaves, generando vacíos en la cobertura ISR (inteligencia, vigilancia y reconocimiento) [ev_0003].
- Usuario afectado
Operador
- Criticidad
Alta
- Frecuencia estimada
Continua
- Entorno de aparición
Desplegado
3. Ejemplo operativo y evidencia
4. Solución propuesta
5. Aportaciones concretas de SIXTEMA
6. Capacidades reales que respaldan la propuesta
- Capacidad real
Arquitecturas Escalables Cloud-Native
- Proyecto / experiencia
Infraestructura para despliegue de servicios operativos en entornos distribuidos
- Qué demuestra
Capacidad para implementar la base de infraestructura necesaria donde se desplegaría el orquestador y los nodos de procesamiento
- Nivel evidencia
Alta
7. Capacidades futuras o en evolución
- Capacidad futura
Arquitecturas Edge-Cloud Federadas en entornos denegados
- Proyecto / iniciativa
Desarrollo interno de Nube Táctica
- Estado
En curso
- Resultado esperado
Permitirá ejecutar el offloading (transferencia de tareas computacionales a nodos externos) con resiliencia ante comunicaciones degradadas o jamming
8. Tecnología involucrada
- Capa / función
Orquestación y Portabilidad
- Tecnología / patrón
Contenedores ligeros (WebAssembly o Docker ligero)
- Situación en SIXTEMA
Pendiente de validar
- Responsable / socio
Equipo interno
- Capa / función
Comunicaciones en entornos críticos
- Tecnología / patrón
Protocolos eficientes para entornos DDIL (comunicaciones denegadas, degradadas, intermitentes o limitadas) como MQTT o Zenoh
- Situación en SIXTEMA
Disponible parcialmente
- Responsable / socio
Equipo interno
- Capa / función
Gestión de Energía Hardware
- Tecnología / patrón
DVFS (Dynamic Voltage and Frequency Scaling - ajuste dinámico de voltaje y frecuencia del procesador)
- Situación en SIXTEMA
Por incorporar
- Responsable / socio
Equipo interno / Socio hardware
- Capa / función
Filtrado de ultra bajo consumo
- Tecnología / patrón
FPGA (Field Programmable Gate Array - circuitos integrados configurables)
- Situación en SIXTEMA
Por incorporar
- Responsable / socio
Socio especialista en hardware
9. Encaje con programas y marcos europeos
- Programa europeo
EDF
- Convocatoria / topic
Pendiente de búsqueda
- Marco / estándar prioritario
Prioridades de Superioridad de la Información y Nube Táctica
- Valoración del encaje
Alto
- Justificación
La solución se alinea directamente con los objetivos de nube táctica y optimización de capacidades ISR del Fondo Europeo de Defensa.
- Fuente de referencia
financiacion.md (Propuesta)
10. Diferenciación aportada
- Diferenciador
Integración de arquitecturas cloud-edge federadas con aplicación dual
- Por qué es relevante
Permite que la solución no solo sea útil en UAVs militares, sino extensible a protección civil y emergencias
- Evidencia
Posicionamiento estratégico de la empresa en capa de datos y C2
11. Actores objetivo y vías de entrada
- Actor identificado
Airbus Defence and Space
- Necesidad / interés
Optimización de la autonomía y persistencia de sus plataformas ISR (inteligencia, vigilancia y reconocimiento)
- Vía de entrada
Consorcio
- Relación actual
Existente
- Actor identificado
Indra
- Necesidad / interés
Mejora de la eficiencia energética en sistemas de mando y control (C2) integrados en UAVs
- Vía de entrada
Consorcio
- Relación actual
Incipiente
- Actor identificado
Ministerio de Defensa / DGAM
- Necesidad / interés
Reducción de la carga logística y aumento de la resistencia operativa de los activos aéreos no tripulados
- Vía de entrada
Convocatoria
- Relación actual
Sin relación
12. Brechas y dependencias
- Brecha / dependencia
Validación de métricas de ahorro energético (30%)
- Impacto
La viabilidad económica y operativa se basa en un dato de una única fuente comercial no contrastada [ev_0003].
- Cómo cubrirla
Realizar pruebas de concepto (PoC) con hardware real o buscar benchmarks independientes de consumo de IA/ML en UAVs.
- Responsable potencial
Equipo de I+D / Socio tecnológico
- Brecha / dependencia
Control de bajo nivel de hardware (DVFS - Dynamic Voltage and Frequency Scaling)
- Impacto
La capacidad de ajustar el voltaje y frecuencia del procesador para ahorrar energía es una brecha técnica interna.
- Cómo cubrirla
Inversión en formación técnica o colaboración con un socio experto en sistemas embebidos.
- Responsable potencial
Equipo interno / Socio especialista en hardware
- Brecha / dependencia
Disponibilidad de infraestructura Edge Computing en teatro
- Impacto
La solución primaria (sol_001) es inútil si no existen nodos de procesamiento en la periferia accesibles para el UAV.
- Cómo cubrirla
Validar escenarios operativos con usuarios finales o integrar la propuesta en consorcios que desplieguen Nube Táctica.
- Responsable potencial
Socio integrador (ej. Airbus, Indra)
13. Valoración final por criterios
| Criterio | Valoración | Justificación |
|---|---|---|
| Relevancia del problema | Alta | El SWaP (tamaño, peso y potencia) es un cuello de botella crítico para la persistencia de UAVs en misiones ISR. |
| Calidad de la evidencia | Baja | Depende exclusivamente de una única fuente comercial [ev_0003] sin validación militar. |
| Encaje con SIXTEMA | Alta | Alineado con capacidades en Arquitecturas Edge-Cloud Federadas y Cloud-Native. |
| Capacidades reales disponibles | Media | Se posee la base de orquestación, pero falta el control energético a bajo nivel (DVFS). |
| Diferenciación | Media | El offloading es conocido, pero la orquestación basada en telemetría energética en tiempo real aporta valor. |
| Encaje europeo | Alta | Encaja en prioridades de Nube Táctica del EDF y autonomía estratégica del PERTE Defensa. |
| Actor o vía de entrada identificada | Media | Identificados integradores potenciales (Airbus, Indra), pero sin relación formal para este proyecto. |
| Potencial dual | Alta | Aplicable a cualquier activo autónomo con restricciones energéticas (civil/seguridad). |
| Madurez preliminar | Media | Se estima un TRL 4-5; requiere integración con hardware real. |
| Cobertura brecha tecnológica | Alta | Resuelve la tensión entre capacidad de cómputo IA/ML y autonomía de vuelo. |
| Autonomía respecto a socios | Baja | Dependencia total de un socio que proporcione la plataforma física (UAV) y el hardware. |
| Viabilidad preliminar | Media | Técnicamente plausible, pero condicionada a la validación de los datos de consumo. |
14. Decisión y conclusión final
- Resultado
Avanzar con condiciones
- Condiciones para avanzar
Validación obligatoria de las métricas de ahorro energético (30%) mediante fuente independiente o PoC, y confirmación de disponibilidad de nodos Edge en escenarios reales.
- Validaciones pendientes
Impacto real del offloading en la latencia de decisión táctica y benchmarks de consumo de los modelos de IA/ML específicos.
- Próximo hito
Búsqueda de socio integrador de UAVs para definir un entorno de pruebas y validar telemetría energética.
- Síntesis
Solución de alta relevancia estratégica que optimiza la autonomía de UAVs mediante orquestación dinámica de cómputo en el borde. Encaja perfectamente con las capacidades Edge-Cloud de SIXTEMA y fondos EDF. La brecha crítica es la fragilidad de la evidencia (fuente única), recomendándose avanzar condicionando el desarrollo a la validación técnica del ahorro energético.
15. Fuentes y trazabilidad
Sin referencias registradas.Evidencias del clúster: ev_0003