Nowości

CMRE rewolucjonizuje podwodne wykrywanie min w czasie rzeczywistym w NATO

Akcelerowany przez układy GPU łowca min wyszukuje, identyfikuje i klasyfikuje miny 50-100 szybciej niż w przypadku akceleracji przez jednostki CPU

NATO wykorzystuje pojazd MUSCLE aby morza były bezpieczniejsze

NATO SONAR

Sonar z syntetyczną aperturą (SAS) o wysokiej rozdzielczości i częstotliwości, akcelerowany przez jednostki GPU na pokładzie samodzielnego pojazdu podwodnego MUSCLE czyni podróże morskie bezpieczniejszymi.

Dno Adriatyku i innych mórz europejskich zaśmiecają dziesiątki tysięcy min, bomb i innych pocisków, zagubionych bądź porzuconych po I i II wojnie światowej. Ze względu na ryzyko eksplozji lub uwolnienia toksycznych chemikaliów, takich jak gaz musztardowy, miny te stanowią stałe zagrożenie dla statków handlowych i rybackich, nie wspominając o zagrożeniach dla środowiska i łańcucha pokarmowego. Biorąc pod uwagę to, że 80% całej wymiany handlowej odbywa się drogą morską, usunięcie tych min jest ekonomiczną koniecznością.

Centrum Badań i Doświadczeń Morskich (CMRE) jest światowej klasy natowskim naukowym ośrodkiem badawczo-doświadczalnym, znajdującym się w La Spezia we Włoszech. W realizacji swoich zadań CMRE wykorzystuje najnowocześniejszy samodzielny pojazd podwodny zwany MUSCLE (Minehunting UUV for Shallow water Covert Littoral Expeditions - bezzałogowy pojazd podwodny do wyszukiwania min w ramach tajnych ekspedycji oczyszczania wód płytkich). Dzięki technologii sonaru z syntetyczną aperturą (SAS) o wysokiej rozdzielczości i częstotliwości, akcelerowanej przez jednostki GPU NVIDIA Tesla, pojazd MUSCLE został wyposażony w możliwości doskonałego rozpoznawania obiektów, przetwarzania danych i inteligentnego podejmowania decyzji pozwalając na lokalizowanie, identyfikowanie i klasyfikowanie min w czasie rzeczywistym.

Sonar SAS z akceleracją GPU umożliwia wykrywanie min w czasie rzeczywistym

Tradycyjne samodzielne pojazdy podwodne (AUV) pływają po uprzednio zaplanowanych trasach poszukiwań i zapisują wszystkie dane do późniejszego przetworzenia. Nie są na tyle elastyczne aby dostosować się do warunków środowiska i wskazań sonaru. Akceleracja przez układ GPU zwiększyła poziom autonomii, pozwalając na zachowania adaptacyjne. „Akcelerowany przez układ GPU pojazd MUSCLE czyni wyszukiwanie min szybszym, tańszym, bardziej niezawodnym i bezpieczniejszym dla NATO” powiedział Francesco Baralli, główny asystent naukowy w CMRE. „Bez akceleracji przez układ GPU, wykrywanie i klasyfikowanie pocisków w czasie rzeczywistym było praktycznie niewykonalne; aplikacja SAS działa 50-100 razy szybciej na układach GPU niż na porównywalnych jednostkach CPU”.

Akceleracja przez układ GPU pozwala także pojazdowi MUSCLE na dokonywanie zmian trasy w czasie rzeczywistym, aby zmaksymalizować jego efektywność w ograniczonym czasie (6 godzin), jaki może spędzić pod wodą, nim będzie wymagał ponownego naładowania. Pojazd AUV może reagować na to, co widzi i dostosowywać swój kurs zapewniając bliższy ogląd, a nawet zawrócić by ponownie przepłynąć obok celu, jeżeli przeszkody blokują możliwość przeszukania obszaru. Pojazd MUSCLE pozwala ochraniać okręty na akwenach usianych minami poprzez wysyłanie w czasie rzeczywistym sygnałów ostrzegawczych o znajdujących się na ich kursie pociskach.

Możliwości przetwarzania danych zapewnione przez jednostkę GPU Tesla na pokładzie pojazdu MUSCLE, wyeliminowały znajdujące się na statku macierzystym szafy z serwerami opartymi na jednostkach CPU (36 węzłów), uprzednio niezbędnymi do analizy i klasyfikowania min. „Wcześniejsza praca z pojazdami AUV do poszukiwania min była powolna i nieefektywna” powiedział Baralli. „Nie mogliśmy dokonać analizy danych wcześniej, niż po kilku godzinach po powrocie pojazdu na statek, czasami konieczne było ponowne jego wysłanie, jeżeli obrazy pokazywały zły obiekt, były rozmyte lub uszkodzone. Dzięki akceleracji przez układ GPU, nasze misje stały się bardziej skuteczne, a wyniki obrazowania SAS uległy dramatycznej poprawie, dzięki układom GPU, które są w testach na morzu 75 razy wydajniejsze niż jednostki CPU. To prawdziwa satysfakcja, gdy dzięki twojej pracy morza są bezpieczniejsze”.

Kolejne kroki - nowe zastosowania i wysokiej jakości obraz w czasie rzeczywistym

Zdaniem CMRE rozwój technologiczny osiągnięty dzięki klasyfikacji i identyfikacji obiektów przez pojazdy AUV, akcelerowane przez układy GPU, może znaleźć potencjalne zastosowanie w innych obszarach, np. do lokalizacji obiektów po klęskach żywiołowych (np. w rumowiskach po tsunami). W oparciu o dotychczasowe wyniki programu MUSCLE, zespół CMRE pracuje już nad udoskonaleniem znajdującego się na pokładzie układu GPU, służącego do obliczeń w czasie rzeczywistym i w wysokich rozdzielczościach. Dodatkowo, kontynuują prace nad wersjami wykorzystującymi wiele układów GPU w komputerach znajdujących się na lądzie.

NATO SONAR