Forskerintervju: Beslutningsstøtte fra oven

Hvorfor forsker vi på distribuerte systemer ved Forsvarets høgskole?

– Militært personell trenger et best mulig grunnlag for sine beslutninger. Det betyr at en gruppe ute i felten må kunne kommunisere sine observasjoner på en forståelig måte, forklarer Fongen.

– Dataene må presenteres oversiktlig slik at man for eksempel unngår å bombe egne styrker. Styrkene får en god forståelse av hvor de kan bevege seg i terrenget, hvor de kan flytte seg uten å bli utsatt for økt risiko.

Sensorer som kan oppdage gass, brann, radioaktivitet eller annen type forurensning, gir informasjon som hjelper til med å danne beslutningsgrunnlaget.

Situasjonsforståelse er en typisk distribuert anvendelse som ikke bare stiller krav til at dataene overføres, men også at de behandles, filtreres og presenteres på en måte som gir en fornuftig beslutningsstøtte. 

Kan disse sensordataene brukes i for eksempel en kartapplikasjon?

- Ja, og i dette kartet vil du ikke putte inn absolutt all informasjon du har, men for eksempel lage kartlag, hvor du filtrerer og presenterer informasjon som er tilpasset de gruppene som bruker kartet.

En kanonstilling må for eksempel ha god informasjon om hvor egne styrker befinner seg for ikke å skyte på dem, og det trenger også et flydropp å ha, mens et sanitetshelikopter kanskje ikke trenger den typen detaljert informasjon.

Sensornettverk eller the Internet of Things

I framtiden vil vi bruke sensorer i mye større grad, antar Anders Fongen. Det kan være en liten dings festet under en bro, som registrerer vibrasjoner når det kjører over et kjøretøy. Et sensornettverk kan for eksempel redusere behovet for landminer, nettopp fordi man kan kontrollere fiendens bevegelser ved hjelp av sensorer i stedet.

– Det er mye vi må finne ut av når det gjelder disse små, lette sensorene: utfordringer med batteribruk og med kommunikasjon, altså at de rapporterer på riktig måte – ikke sender feil alarmer – og samtidig knytte dataene deres til situasjonsforståelsen.

– Jeg skrev et paper om det digitale mobile radiosystemet DMR som Heimevernet bruker, hvor jeg demonstrerte hvordan det både kunne avgi og plukke opp sensorsignaler og presentere dem på ulikt vis.

Uutnyttet ressurs

Anders Fongen vifter en liten dings foran kameraet.

– Denne sensoren har en prosessor. Den bruker 40 milliampere. Det vil si at den bruker 1/10 av kraften en Raspberry Pi bruker. En slik batteridrevet liten sensor kan programmeres og virke i dager og uker, den har wifi-kommunikasjon og masse porter, og den koster 30–40 kroner.

– Der tror jeg du har en veldig stor, uutnyttet ressurs, og som våre studenter og Forsvarets framtidige kommunikasjonspersonell vil forholde seg mye større grad til.

Sensorer som tar egne avgjørelser

– Produksjon av store mengder data vil skape et stort kommunikasjonsbehov, derfor må vi også forske på i hvilken grad dataene kan filtreres slik at man ikke sender rubbel og bit av enkeltdetaljer. Det krever at vi programmerer sensoren til å ta avgjørelser om prioritering av data, slik at den får sendt av gårde de dataene som er viktigst. Kanskje den kan sende fra seg det viktigste med én gang, og de andre dataene lagres i sensoren? Hvis den da blir plukket opp på et eller annet tidspunkt, kan vi lese av dataene med lokal tilkobling i stedet.

Lavtflygende satellitter kommuniserer med sensorene

I dag bruker Forsvaret stort sett radiokanaler til å danne seg et situasjonsbilde. Anders Fongen mener at økt bruk av satellitter til militære formål vil være en naturlig videreutvikling av dagens teknologi.

– De første satellittene var kun et et "romspeil" som reflekterte et radiosignal tilbake til jorden uten å bry seg om innholdet overhodet. Det skjer til dels i dag også, med TV-satellitter, for eksempel.

– Samtidig ser vi at systemet blir mer sofistikert, og man har begynt å sende opp mange satellitter som samarbeider. De flyr mye lavere, så de kan brukes med enklere utstyr, men de har ikke den utsikten som de som flyr lenger ut. Derfor må dataene sendes til andre satellitter før de kan sendes ned til jorden igjen. Eksempler på det er selskapet Iridium og Elon Musk-eide Starlink, aktuell i forbindelse med krigen i Ukraina.

Militære kommunikasjonsbehov og sivile satellittnettverk

Den typen viktige ressurser kan Forsvaret utnytte ved å benytte sivile nettverk som erstatning for egne radiokanaler, der hvor det er fornuftig å gjøre. Det er dagens utvikling, mener Anders Fongen.

– Jeg prøver å predikere at ser man for seg dette videre, skal vi ikke bare drive med kommunikasjonstjenester i verdensrommet, men også informasjonstjenester. Det vil si å lagre, dele og behandle data i verdensrommet basert på en samling lavtflyvende satellitter.

– En lavtflygende satellitt vil dukke fram over horisonten på den ene siden og forsvinne i motsatt ende etter kanskje 15 minutter, og så vil en ny vil dukke fram – på rekke og rad. Disse satellittene vil sende data de henter opp fra bakken til satellitter bak i rekken som kan bearbeide dem videre. Dermed vil du hele tiden forholde deg til nye satellitter som samarbeider om å gjøre jobben for deg.

– I slike systemer blir koordinasjonen mellom satellittene et interessant og komplisert problem. Jeg forsøker i flere artikler å ta felt for felt for meg og beskrive noen mulige løsninger for hvordan denne koordinasjonen mellom satellitter skal foregå når de skal tilby informasjonsdeling, -behandling og -lagring.

Egenskaper ved et satellittsystem

Det er et par veldig interessante egenskaper ved et slikt satellittsystem, ifølge Anders Fongen.

1. Det er svært forutsigbart. De flyr i bestemte baner, så det er lett å beregne hvor en satellitt befinner seg til enhver tid, og om den er i rekkevidde eller ikke – både for andre satellitter og for personell på bakken.
2. Befolkningen er veldig sentrert på små områder på jorda. Stort sett når disse satellittene flyr, vil de ikke ha noe særlig belastning i form av forespørsler fra bakken, og kan dermed bidra med andre ting. Når satellitten flyr over Indonesia og har en milliard mennesker under seg, kan den trekke på ressurser fra andre satellitter, som ligger over havområdene og som ikke har den samme belastningen.

Bedre situasjonsforståelse

Knytter man sammen disse to teknologiene – sensorer og satellittjenester – kan man få en langt bedre situasjonsforståelse, mener Fongen.

Sensorene kan bestemme hva som er nødvendige data, sende dataene opp til et satellittsystem, hvor de blir prosessert og sendt ned til kartapplikasjoner på jorda, for å bruke ett eksempel. 

– Dette er ennå langt fram i tid, sier Fongen. Men om noen år vil det være mulig, og da vil hastigheten og presisjonen gi oss helt nye muligheter til å forstå hva som skjer rundt oss på bakken slik at det vil bli enklere for militære ledere å fatte riktige beslutninger.