T03
Procesado de sensores a bordo de UAV militares frente a limitaciones de ancho de banda
Imposibilidad de transmitir el volumen de datos captados por sensores del UAV a la estación de control, con carencias de procesado y filtrado a bordo que retrasan o impiden la explotación de la información ISR.
UAV / Drones tácticosOperaciones embarcadas

T03-F02 · Arquitectura de Procesamiento en el Borde (Edge Computing) para Filtrado y Reducción de Datos ISR

Código original: P-02

Decisión de la ficha
Avanzar con condiciones

Condiciones: Validación técnica de las restricciones SWaP (tamaño, peso y potencia) en plataformas reales y confirmación de la tasa de falsos negativos aceptable para el filtrado.

1. Identificación de la propuesta

Código

P-02

Nombre de la propuesta

Arquitectura de Procesamiento en el Borde (Edge Computing) para Filtrado y Reducción de Datos ISR

Origen

Publicación o comunicación de una empresa del sector

Línea estratégica

Arquitecturas Edge-to-Cloud y procesamiento distribuido

Dominio

Multidominio

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 incapacidad estructural de las arquitecturas de mando y control para gestionar el volumen masivo de datos generados por los sensores de los UAV (vehículos aéreos no tripulados). El ancho de banda en el espacio de batalla es finito y se ve saturado, creando un cuello de botella crítico entre la captación de información ISR (Inteligencia, Vigilancia y Reconocimiento) y su consumo en los centros de C2 (Comando y Control) [ev_0004].

Consecuencia principal

Degradación de la escalabilidad de las operaciones UAV y retraso en la toma de decisiones tácticas al depender de productos procesados en tierra en lugar de información inmediata [ev_0001, ev_0004].

Usuario afectado

Analista

Criticidad

Alta

Frecuencia estimada

Continua

Entorno de aparición

Degradado

3. Ejemplo operativo y evidencia

4. Solución propuesta

Descripción de la solución

Implementar una capa de software de procesamiento a bordo (onboard processing) basada en Edge Computing Táctico (procesamiento de datos en el extremo de la red) que transforme los datos brutos en metadatos y alertas críticas antes de su transmisión.

Datos de entrada

Flujos brutos de sensores ISR (Radar, EO/IR), estado del enlace RF y directivas de misión (áreas de interés).

Procesamiento principal

Filtrado adaptativo para descartar frames redundantes, extracción de características clave para generar metadatos ligeros y ajuste dinámico de la calidad (QoS) según el ancho de banda disponible.

Resultado / salida

Alertas críticas, resúmenes ejecutivos y metadatos georreferenciados; transmisión de alta resolución solo para objetivos validados.

Sistema, arquitectura e integración

Se integraría entre la interfaz del sensor y el stack de comunicaciones del UAV, conectando finalmente con el BMS (sistema de mando y control de combate) en tierra.

Funcionamiento resumido

1. Entrada: Captura de datos brutos del sensor. 2. Procesamiento: Filtrado y generación de metadatos a bordo mediante IA. 3. Resultado: Envío de alertas ligeras vía downlink. 4. Integración: Recepción de alertas en el BMS terrestre.

Componentes funcionales
  • Motor de filtrado adaptativo
  • Generador de metadatos y alertas
  • Gestor dinámico de QoS (Calidad de Servicio)
  • Buffer de almacenamiento local para descarga selectiva

5. Aportaciones concretas de SIXTEMA

6. Capacidades reales que respaldan la propuesta

Capacidad real

IA y Soporte a la Decisión

Proyecto / experiencia

Capacidades actuales de IA en C2 e Inteligencia de Datos

Qué demuestra

Experiencia en detección de anomalías, identificación de patrones y generación de alertas automatizadas, base necesaria para el filtrado inteligente a bordo.

Nivel evidencia

Alta

Capacidad real

Plataforma de Datos Geoespaciales / GeoINT

Proyecto / experiencia

Sistema de Inteligencia Geoespacial

Qué demuestra

Capacidad de recopilación, integración y análisis de información georreferenciada multi-sensor, esencial para la generación de metadatos ISR.

Nivel evidencia

Alta

Capacidad real

Arquitecturas Escalables Cloud-Native

Proyecto / experiencia

Habilitadores de Nube Táctica

Qué demuestra

Experiencia en despliegue de servicios operativos en entornos distribuidos y procesamiento en tiempo real.

Nivel evidencia

Media

7. Capacidades futuras o en evolución

Capacidad futura

Arquitecturas Edge-Cloud Federadas en entornos denegados

Proyecto / iniciativa

Desarrollo de Nube Táctica

Estado

En curso

Resultado esperado

Permitir el procesamiento en el extremo de la red (Edge) con resiliencia ante comunicaciones degradadas o jamming, reduciendo la dependencia del downlink.

Capacidad futura

Fusión Avanzada de Datos Multifuente

Proyecto / iniciativa

Extensión estratégica de sensores avanzados

Estado

Planificada

Resultado esperado

Integración de telemetría y sensores (LiDAR, térmico) desde drones para optimizar la calidad del dato procesado a bordo.

8. Tecnología involucrada

Capa / función

Procesamiento en el Borde

Tecnología / patrón

Edge Computing / Hardware acelerador (FPGA/GPU) de bajo SWaP (tamaño, peso y potencia)

Situación en SIXTEMA

Por incorporar

Responsable / socio

Socio integrador de plataforma (ej. Airbus)

Capa / función

Despliegue de Software

Tecnología / patrón

Contenedores ligeros (WebAssembly / Docker optimizado)

Situación en SIXTEMA

Pendiente de validar

Responsable / socio

Equipo interno de software

Capa / función

Transporte de Datos

Tecnología / patrón

Protocolos asíncronos para entornos DDIL (comunicaciones denegadas, degradadas, intermitentes o limitadas) como MQTT o DDS

Situación en SIXTEMA

Disponible parcialmente

Responsable / socio

Equipo interno / Socio de comunicaciones

Capa / función

Análisis de Datos

Tecnología / patrón

Algoritmos de filtrado adaptativo y extracción de metadatos mediante IA

Situación en SIXTEMA

Dominada

Responsable / socio

Equipo interno de IA

9. Encaje con programas y marcos europeos

Programa europeo

EDF

Convocatoria / topic

Pendiente de búsqueda

Marco / estándar prioritario

Superioridad de la información, Nube Táctica y C2

Valoración del encaje

Alto

Justificación

La propuesta se alinea directamente con las prioridades del EDF en superioridad de la información y resiliencia de comunicaciones.

Fuente de referencia

financiacion.md (Propuesta)

10. Diferenciación aportada

Diferenciador

Sinergia entre IA de detección y arquitecturas Edge-Cloud Federadas

Por qué es relevante

Permite no solo mover el cómputo al borde, sino aplicar inteligencia real para transformar datos brutos en alertas operativas.

Evidencia

Capacidades actuales de IA + Desarrollo de Nube Táctica

Diferenciador

Experiencia probada en integración GeoINT multi-sensor

Por qué es relevante

Asegura que los metadatos generados a bordo sean útiles y compatibles con los sistemas de inteligencia geoespacial en tierra.

Evidencia

Plataforma de Datos Geoespaciales existente

11. Actores objetivo y vías de entrada

Actor identificado

Airbus Defence and Space

Necesidad / interés

Optimizar la eficiencia de sus plataformas ISR y reducir la saturación de sus enlaces de datos.

Vía de entrada

Consorcio

Relación actual

Existente

Actor identificado

Amper

Necesidad / interés

Mejorar la interoperabilidad y el flujo de datos en sistemas navales donde el espectro RF es crítico.

Vía de entrada

Consorcio

Relación actual

Existente

Actor identificado

Ministerio de Defensa / DGAM

Necesidad / interés

Superar el cuello de botella estructural en la transmisión de datos ISR para mejorar la toma de decisiones tácticas.

Vía de entrada

Tractora

Relación actual

Incipiente

12. Brechas y dependencias

Brecha / dependencia

Restricciones de SWaP (tamaño, peso y potencia eléctrica) del hardware embebido

Impacto

Podría impedir la instalación de módulos de cómputo adicionales necesarios para el procesamiento a bordo sin comprometer la estabilidad o autonomía del UAV.

Cómo cubrirla

Colaboración con integradores de plataforma (ej. Airbus, Amper) para definir el presupuesto de recursos disponibles en los UAVs objetivo.

Responsable potencial

Socio integrador de plataforma / Equipo de Hardware

Brecha / dependencia

Madurez de algoritmos de filtrado inteligente

Impacto

Un índice alto de falsos negativos (descartar datos críticos) invalidaría la utilidad operativa de la solución.

Cómo cubrirla

Desarrollo de prototipos basados en los motores de detección de anomalías existentes y validación con datasets reales de ISR.

Responsable potencial

Equipo interno de IA y Soporte a la Decisión

Brecha / dependencia

Compatibilidad de despliegue de contenedores ligeros (WebAssembly/Docker) en hardware específico

Impacto

Dificultad para actualizar algoritmos en campo sin reinstalar el firmware completo del vehículo.

Cómo cubrirla

Pruebas de concepto (PoC) sobre hardware embebido representativo para validar la capa de orquestación ligera.

Responsable potencial

Equipo de Arquitecturas Edge-Cloud

13. Valoración final por criterios

CriterioValoraciónJustificación
Relevancia del problemaAltaCuello de botella estructural que degrada la toma de decisiones tácticas y limita el despliegue de UAVs.
Calidad de la evidenciaMediaSólida y consistente en 6 fuentes, aunque carece de métricas cuantitativas precisas de latencia/pérdida.
Encaje con SIXTEMAAltaAlineación directa con la estrategia de Nube Táctica y Edge-Cloud Federado.
Capacidades reales disponiblesAltaReutilización potencial de motores de IA, detección de anomalías y fusión GeoINT (inteligencia geoespacial).
DiferenciaciónMediaEl enfoque en Edge Computing es estándar, pero la federación de datos en entornos DDIL aporta valor.
Encaje europeoAltaPrioridad de 'Superioridad de la Información' en el EDF (European Defence Fund).
Actor o vía de entrada identificadaMediaIdentificados integradores potenciales (Airbus, Amper), pero sin relación formal establecida para este caso.
Potencial dualAltaAplicable a cualquier sistema de sensores remotos con ancho de banda limitado (ej. monitorización industrial, emergencias).
Madurez preliminarMediaEstimada en TRL 4-5; existen componentes pero no la solución integrada a bordo.
Cobertura brecha tecnológicaAltaAtaca la causa raíz (volumen de datos) mediante el procesamiento en el borde.
Autonomía respecto a sociosBajaDependencia crítica de los integradores de plataforma para el acceso al hardware y sensores.
Viabilidad preliminarAltaTécnicamente plausible y estratégicamente prioritaria.

14. Decisión y conclusión final

Resultado

Avanzar con condiciones

Condiciones para avanzar

Validación técnica de las restricciones SWaP (tamaño, peso y potencia) en plataformas reales y confirmación de la tasa de falsos negativos aceptable para el filtrado.

Validaciones pendientes

Contrastar métricas cuantitativas de saturación de enlace con usuarios finales y validar la viabilidad de contenedores ligeros en hardware embebido específico.

Próximo hito

Ejecución de una PoC (Prueba de Concepto) de filtrado inteligente sobre hardware representativo de bajo SWaP.

Síntesis

Problema crítico de saturación de ancho de banda ISR que impide la escalabilidad operativa. Encaje estratégico muy alto con las capacidades de Edge Computing e IA de SIXTEMA. El diferenciador es el desplazamiento del cómputo al borde para operar en entornos DDIL. Brecha crítica en la dependencia de hardware de terceros (SWaP). Se recomienda avanzar condicionada a validación técnica.

15. Fuentes y trazabilidad

Sin referencias registradas.

Evidencias del clúster: ev_0001, ev_0004, ev_0005, ev_0008, ev_0009, ev_0010