Investigadores de Duke lideran el proyecto $5M para mejorar las redes de la Fuerza Aérea
Fecha de publicación:DURHAM – Los investigadores de la Universidad de Duke trabajarán con colegas de todo el país para garantizar que los futuros protocolos de comunicación utilizados por la Fuerza Aérea de los Estados Unidos sean adecuados para manejar las tareas con mayor cantidad de datos imaginables, como volar vehículos aéreos no tripulados, y estén seguros contra ataques adversarios.
Dirigido por Robert Calderbank, Profesor Distinguido Charles S. Sydnor de Ciencias de la Computación, Ingeniería Eléctrica e Informática y Matemáticas, y director de la Iniciativa de Información Rhodes en Duke, y Vahid Tarokh, profesor de ingeniería eléctrica e informática de la familia Rhodes, el nuevo programa de cinco años y $5 millones se llama Centro Universitario de Excelencia del Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea/Oficina de Investigación Científica de la Fuerza Aérea (AFRL/AFOSR): Diseño ágil de formas de onda para redes de comunicación. en entornos en disputa. El nuevo centro también cuenta con experiencia en investigación de Virginia Tech, la Universidad de Princeton, la Universidad Carnegie Mellon, la Universidad Estatal de Colorado y la Universidad Estatal de Arizona.
"Este centro desarrollará metodologías para el diseño de formas de onda novedosas y técnicas de optimización que sean ágiles para cambiar la dinámica de la red y robustas para los adversarios en entornos disputados, con límites demostrables en el rendimiento", dijo Lauren Huie, Laboratorio de Investigación de la Fuerza Aérea, Dirección de Información (AFRL/ RI), Asesor Técnico de la División de Computación y Comunicaciones. "Las técnicas innovadoras de este enfoque están preparadas para reimaginar esta área y entrelazar a este excepcional equipo universitario y a los científicos e ingenieros de AFRL/RI para allanar el futuro del diseño de formas de onda para redes de comunicación".
Los protocolos son para comunicar lo que los lenguajes de programación son para la computación; son un conjunto de reglas y formatos bien definidos que permiten transmitir información entre dispositivos. A medida que los canales de comunicación inalámbrica se vuelven más eficientes en cuanto al ancho de banda, estos protocolos se vuelven más complejos. Por ejemplo, pueden emplear información geográfica y topográfica, ser resistentes a las interferencias de edificios y otras señales, y saber cómo corregir o reemplazar errores que ocurren en el camino.
Si bien esta tarea es bastante difícil en aplicaciones comerciales como la última generación de teléfonos inteligentes y computadoras portátiles, es aún más difícil para los dispositivos y máquinas utilizados por la Fuerza Aérea. Además del ruido de fondo habitual causado por el terreno local y las señales en competencia, los flujos de comunicación también deben resistir ataques adversarios. Y las exigencias que los vehículos aéreos no tripulados imponen a las redes de comunicación son mucho mayores que las de un teléfono inteligente típico.
Sin embargo, la Fuerza Aérea no quiere reinventar completamente la rueda. Es deseable que los protocolos que controlan la transferencia de comunicación en sus dispositivos funcionen con aplicaciones comerciales disponibles. Pero debido a que sus flujos de datos son más volátiles, cambian más rápidamente que las redes comerciales y están sujetos a ataques adversarios, los protocolos comerciales no están a la altura de la tarea.
El nuevo Centro Universitario de Excelencia AFRL/AFOSR desarrollará la investigación fundamental necesaria para diseñar y operar protocolos que puedan satisfacer las necesidades de la Fuerza Aérea trabajando con soluciones existentes. Al crear un nuevo software que integre métodos de aprendizaje automático, los investigadores desarrollarán nuevas formas de onda que admitan una comunicación de baja latencia y al mismo tiempo proporcionen solidez a los adversarios en entornos disputados.
"Nuestro enfoque se aleja de los métodos tradicionales que utilizan modelos matemáticos que describen el proceso de transmisión, la propagación de la señal, el ruido del receptor, el tráfico de la red y muchos otros componentes del sistema que afectan el rendimiento de un extremo a otro", dijo Calderbank, quien también ocupa cargos en ingeniería eléctrica e informática, matemáticas y física. “Los métodos tradicionales todavía tienen valor, pero están perdiendo terreno a medida que los enlaces inalámbricos se vuelven más variables y los componentes del sistema se vuelven más difíciles de modelar. Conservaremos ese valor desarrollando algoritmos de aprendizaje automático inspirados y basados en métodos de optimización tradicionales”.
"Duke tiene un profundo conocimiento y experiencia que provienen de una larga historia de trabajo con métodos de aprendizaje automático que han revolucionado el procesamiento del habla y la imagen", agregó Tarokh, quien también ocupa cargos en informática y matemáticas. "Estos mismos métodos serán la base de las nuevas redes y protocolos que permitirán a la Fuerza Aérea asegurar sus necesidades de comunicación inalámbrica del futuro".
El proyecto profundizará las colaboraciones existentes entre las universidades involucradas y la AFRL/RI. Al abordar este nuevo desafío, los investigadores aumentarán las capacidades, el conocimiento, las habilidades y la experiencia de la fuerza laboral de AFRL, al tiempo que brindarán a su personal oportunidades para trabajar con una gran cantidad de estudiantes talentosos a través de programas como Datos+ y Código+, ambas experiencias de investigación de verano de diez semanas que combinan equipos mixtos de estudiantes universitarios y de posgrado de Duke con conjuntos de datos y problemas de la vida real de empresas asociadas.
(C) Universidad de Duke
Fuente del artículo original: WRAL TechWire