インタビュー：キャサリンワーナー博士、NATO CMREディレクター

キャサリンワーナー博士、NATO CMREディレクター。写真：CMRE

CMREでは、科学だけではありません。回復力のあるシステムに対する信頼と自信を構築することです。イタリア、ラ・スペツィア、NATO海洋研究実験センター所長、キャサリン・ワーナー博士へのインタビュー

あなた自身とCMREについて少し教えてください。 CMREは何をしますか？また、あなたのミッションはどのように進化しますか？

私はここでペンタゴンから来ました。そこでは、運用テストと評価のディレクターの科学顧問を務めました。私の経験では、オペレーターがフィールドで準備を整えているシステムで作業してきました。私はここCMREにいるので、私たちは自分自身を戦争戦闘機に関連させようとしています。科学技術が必ずしも資金の大部分を占めるとは限りません。軍の指揮下であっても、軍があなたが何をしているのかわからない場合は、私たちが関連していることを示さなければなりません。アライドコマンドトランスフォーメーション（ACT）から資金提供を受けていますが、現在は顧客資金によるセンターです。 ACTは依然として最大の顧客です。彼らは私たちの仕事の約75％に資金を提供していますが、それはほとんど基礎研究であり、非常に低いTRL（技術準備レベル）です。また、今日のソリューションにも関心があり、NATO海事司令部–MARCOMとの協力に成功しています。たとえば、対潜水艦戦（ASW）、地雷対策（MCM）、および環境知識/作戦有効性（EKOE）の専門知識を利用できるようになりました。海洋学。

環境知識は、基本的に、海と大気の状態をリアルタイムで、それが運用にどのように影響するかを特徴づけています。 GI-UKギャップにおける毎年のASWトライアルであるDynamic MongooseのようなNATO演習に参加して、最近非常に良い成功を収めています。私たちは実際に今年の演習の一部でしたが、2019年に再び行います。DynamicMonarchに参加しました。これは、苦境にある潜水艦演習で、デジタル水中通信プロトコルを使用して、潜水艦とチャットできました苦しめられた潜水艦をプレイします。文字化けした水中電話を理解しようとする代わりに、「WetsApp」と呼ばれるアプリケーションを使用しました。これは、ここで10年間にわたって開発したJANUSデジタル水中通信プロトコルに基づいた、水中WhatsAppのようなものです。
ポルトガルの沖で、このデジタル通信を苦しめられた潜水艦のドクトリンと戦術にどのように組み込むかを検討するために、今すぐ別の演習を行っています。また、私たちはその演習で常設NATO海事グループ（SNMG 1および2）と協力しています。そのため、オペレーターと協力することは、私たちの関連性を示す方法でした。 20年前、人々は無人機での作業に消極的でしたが、今日では一般的です。私たちは今、無人の海上システムにオペレーターを快適にしたいと考えています。無人システムでの作業に慣れる新世代の船員がいます。しかし、まだいくつかの不慣れさと不確実性があります。そのため、彼らの運動に参加して、これらのシステムが提供できるものを見せることは私たち次第です。当社の新しいセンサーは、合成開口ソナーと自動ターゲット認識により、非常に優れています。そのため、オペレータとの会話を持ち、科学が彼らに何ができるかを確認し、科学者がオペレータに必要なものを理解したいと考えています。そして、それはシステム開発の次のステップに進むために重要です。

基礎研究を続けますか？

間違いなく-あなたはそこから始めなければなりません。しかし、運用環境でのプロトタイプやデモンストレーションまで、より高いTRLでより多くのことを行うことがわかります。

プロトタイプからプロトタイピングに至るまで、スペクトル全体を実行しますか？

フリートの運用サービスに展開されるように直接移行するシステムを作成することはありません。多くの統合部分はまだ解決されていません。私たちはまだゴムボートに出て水に入れなければなりません。

それはあなたが証明しようとしているものに依存していると思います。コンセプトは良いのでしょうか、それともシステムはその特定の任務を遂行できるのでしょうか？
失敗させたくありません。そのため、テクノロジーを開発し、次にコンセプトテクノロジーデモンストレーターを開発します。 NATOのためにそれができると思います。

ここには世界クラスの施設があります。あなたが何をするのか分からない人にそれをどのように説明しますか？
私はここに来る前に自分自身でCMREを知らなかったので、それを説明するのに最適な人です。冷戦時代、人々はSACLANTセンターに精通していた可能性があり、後にNATO海底研究センター（NURC）と呼ばれることになります。今日、私たちはCMREですが、私たちがよく知られているとは思いません。 NUWCニューポートやNSWCパナマシティと比較して、私たちは大きくありません-約150人です。しかし、私がエキサイティングだと思うのは、自分たちのアイデアでここにやってくる科学者と、チームで働き始める機会がある若い専門家がいるという事実です。私たちのエンジニアリング部門はすばらしく、彼らは概念を取り入れて、科学者にとって意味のあるデータを得ることができる実際の実験に変えることができます。私たちのエンジニアリング部門が十分な賞賛を得ているとは思いません。彼らは何でも作ることができ、それを機能させるでしょう。窓のすぐ外には、三脚に取り付けられた音響センサーの水中ネットワークがあります。これは、Littoral Ocean Observatory Network（LOON）と呼ばれ、研究者はどこからでも自分のオフィスからそのネットワークにアクセスできます。波形を送信してLOONで実行し、海底環境でどのように動作するかを確認できます。私たちのエンジニアはシステムを構築および修正し、システムを私たちが所有する2つの調査船であるアライアンスまたはレオナルドで航海します。想像できるように、科学を海に連れて行くのは非常に難しく、それは本当に高価であり、多くの国がそうすることはできません。米国では、これは一種の普通のことですが、ほとんどの国ではその能力を実際に持つ余裕はありません。私たちがやろうとしているミッションパッケージやトライアルでアライアンスに出かけるとき、いくつかの異なる国が参加することになります。アライアンスは世界クラスの研究船であり、極度の緯度での運用のために氷で固められています。私たちは毎年ほとんど北極に行ってきました。私たちがそこにいたこの夏、7つの異なる国と異なる研究機関からの協力者がいました。新しいセンサーをテストしたいグライダーが1つだけありました。他の人は、ソリューションデータを収集したい一連の実験を行っていました。 FaeroesからSvalbardまでのデータを収集しました。組織は、1つのグライダーだけでそこに行く余裕はありません。 1月から3月までアイスランドとグリーンランド周辺の海域で活動するために全米科学財団から資金提供を受けたウッズホールからチャーターを受けました。私たちが需要があるのは、私たちが毎年高北に行く唯一の氷に対応した世界的な研究船の1つだからです。

同盟は30年前から存在しています。彼女を交換する予定はありますか？

私たちはすでにそれについて考え始めています。 CMREが別のアライアンスを購入する余裕はありません。 NATOの決定でなければなりません。各国に行って、「この北の海で科学を行うために、このグローバルな研究能力を維持したいですか？」と尋ねる必要があります。もしそうなら、私たちはNATOプロセスを経て資金を見つける必要があります。要件を記述してから、船を建造する会社を見つけます。
調査船同盟。写真：CMRE 政府、民間部門、または学界のパートナーとの協力と協力について多くの合意が必要です。

私たちのガバナンスの一部はNATO科学技術委員会であり、海事国家を含む海事S＆T委員会（MSTC）と呼ばれる小さな委員会があります。彼らは年に2回ここに来るアドバイザーであり、私たちはプログラムの全体的なレビューを行います。国は私たちのプログラムについてフィードバックをします。 ACTは私たちの主な顧客ですが、NATOのすべてのお金は国から来ているため、最終的には顧客です。

ここで開発するプラットフォーム、センサー、またはシステムに加えて、各国が独自のシステムをテストまたは評価するのを支援しますか？

国家が自律的な海事システムの使用を増やすにつれて、システムと技術を評価するために行くことができるある種の範囲が必要になるでしょう。特定の自律システムが特定の環境で正常に動作できることをテストおよび認証するために、各国にその機能を提供できると考えています。相互運用性に焦点を当てています。したがって、各国が能力、要件を開発し、買収を実施しているとき、私たちは互いに情報を共有でき、それが連携して機能することを確認できます。 CMREはその評価と認証を同盟に提供するのに良い立場にあると思います。

センターは以前はASWに焦点を合わせていましたが、今日ではすべてのドメインに注意を払っています。

私たちは実際に、海、水面、空中など、マルチドメインの無人制御システムを開発しています。デジタル水中通信のためのNATO STANAGまたはNATO標準であるJANUSの経験から、実際にこの分野でいくらかの経験があります。

独自の車両とプラットフォームを製造していますか、それとも公開市場でシステムを購入していますか？

市販の浮力グライダーUUVとUSVがあり、あらゆる種類の作業を行っています。 Bluefin 21、Ocean Explorer、Remusなどの水中車両があります。私たちのさまざまな乗り物すべてで、私たちはそれらを手に入れ、次にそれらを分解し、すべてのものをそれらの中に入れます。

だからあなたのエンジニアはそれらをカスタマイズします...

私たちのエンジニアリング部門は間違いなく最高の宝石です。科学者はアイデアを思いつきますが、エンジニアは実際にそれを行います。 JANUSは、ここで開発した水中通信プロトコルで、現在はNATO規格です。私たちはこの1年にJANUS-Festを実施し、私たちの流域の周りに水中モデムを製造するさまざまな会社をすべて設置しました。私たちのエンジニアは水中モデムを分解し、互換性を持たせるためにそれらをすべて作りました。ヤヌスをその上に置きます。 JANUSは単なるプロトコルであるため、それはおかしいように聞こえますが、それらはすべて独自の専用モデムを備えており、JANUSオープンソースC ++プロトコルを提供しました。今週の終わりまでに、全員が独自のモデムソフトウェアを使用してお互いに話し合うことができましたが、JANUSが一番上にありました。 Google翻訳のようなものです。私たちは業界と競合していません。私たちは国内産業を支援します-それが私たちの目的です。コンセプトを開発してから、業界に構築させます。 JANUSを使用すると、これらのさまざまなモデムメーカーは、何も変更したり、プロプライエタリなものを放棄したりすることなく互いに対話できます。

各国は助けを求めてあなたのところに来ますか？

自国の産業を支援すれば、各国は私たちを支援します。私たちは、イタリアの防衛会社レオナルドのけん引アレイを設計するのを手伝い、彼らをここに連れてきて、それを作る方法を示しました。現在、私たちは彼らが戦闘システムに搭載されて使用するためのソフトウェアと意思決定支援ツールの開発を支援しています。費用は負担しますが、システムを構築して販売するのはイタリアの産業です。

それでは、ASWとMCMについて少し話しましょう。それは、以前はNATO海底研究センターであったSACLANTセンターであったときにセンターの焦点でした。 ASWのプレー状況はどうですか？

ASWは非常に複雑なミッションエリアです。 ASWはプログラムの約3分の1です。しかし、環境評価のような他の多くのプログラムも明らかにASWをサポートしています。たとえば、水柱について知っていれば、センサーの設置場所がわかります。そして、地雷対策はASWの極端な拡張であり、ターゲットが移動したりノイズを放射したりしないと考えています。何らかの方法で、それらはすべて関連しています。ここでは、CMREでは「Collaborative ASW – CASW」と呼びます。ASWは常に困難であり、常に資産集約型です。今日、我々はヘリコプターに浸漬ソナーを使用しています。ソノブイを落とす海上pa戒機;船体に取り付けられたセンサーを備えたフリゲート。牽引されたアレイを備えた潜水艦-これはASWにとってやるべきことです。

数千の無人システムがすべてを置き換えるとは思いませんが、その一部を実行できると思います。現在、私たちの大きな目標の1つは、ASWの一部が無人システムを使用すべき費用対効果と運用効率の高い国々で運用研究を行っていることです。さまざまなシナリオを検討できますが、その1つは、無人システムが継続的な監視を提供する特定の地理的に敏感な場所に障壁を作成することです。さまざまな種類の車両とセンサーパッケージが連携して動作することを検討しています。私たちは、海底、牽引されたアレイ、データリレー、およびマルチスタティックシステムにあるものを見ています。私たちは、効果的で相互運用可能で手頃な価格のソリューションを見つけるために、調査と運用調査を行っています。それが研究の一部です。

そして、コンセプトを検証するために、実際の実験および開発の部分を設計および実施します。新しいアレイを開発しました。それらを処理するための新しいアルゴリズムを開発しました。新しいJANUS通信プロトコルがあり、お互いに通信して母船に戻ることができます。ラスペツィア湾でここで大規模な試験を行い、今年導入された新しい作品のいくつかを検討します。その後、うまくいけば、動的モングースNATO艦隊ASW演習など、これらの主要なNATO演習の1つに実験を統合できます。無人システムが運用に最適な場所を見つけようとしています。そして、それらをより良く、よりスマートに、相互運用可能に、自律的に、より効果的にするための科学を行っています。

地雷戦？

良い年になりました。キットを他の人の船に展開できるようになりました。 NATO MARCOM –海上司令部には、地雷対策グループがあります。そして昨年、英国の船であるHMS Enterpriseがフラッグシップであり、彼らは私たちのシステムを搭載するように私たちを招待しました。そのため、HMS Enterpriseに搭乗している科学者とエンジニアとともに、無人システムを使用して、鉱山演習であるスペインのMinexとイタリアのMinexに参加しました。それぞれ焦点が少し異なりますが、どちらの場合も、船からシステムを起動しました。最初の計画では、車両の回復を待つのではなく、計画と評価を行う方法を示しました。これは、私の対策の大きな部分であり、ミッション後の分析をよりリアルタイムで完了します。データを処理して分析できるようにします。

地雷のようなオブジェクトが見つかった場合、できるだけ早く知りたい。そのため、このようなものはほぼリアルタイムで見られます。ディープラーニングを実行し、鉱山形状に関する複雑な音響データに関する60年近くの経験に適用できる畳み込みニューラルネットワークを備えています。ラボでは、これを使用してこれらのアルゴリズムを訓練し、鉱山の形状を認識できました。そして、学習したので実際のターゲットを見つけたときに車両で独自に決定する機能を備えたシステムにそれを置くことができます。その後、別の種類のセンサーを使用して別の車両と通信し、そのターゲットに関する情報への最適なアプローチ方法と収集方法を決定し、共同で決定を下すことができます。ディープラーニングを実証しました。自動ターゲット認識を車両に搭載しています。車両同士が話し合っています。イタリアのMinexを行ったとき、イタリア海軍はEfolagaの無人車両を水の中に入れて、彼らと話しました。改造されたGeneral Dynamics Mission Systems Bluefin-21である、オープンアーキテクチャのMUSCLE [浅海隠密沿岸遠征のためのMinehunting UUV]車両を使用しました。私たちは彼らの車には何もしませんでしたが、私たちのMUSCLE車両は、彼らがどのような車両で、どのような通信が必要かを判断できました。そして、MUSCLEは「おい、エフォラガ！私は筋肉です。この写真を見ていただけますか？」そして、うまくいきました。

ここベイにある水中ネットワークであるLOONについて教えてください。それは何ですか？どのように機能しますか？

それは派手に見えません。それは基本的に底に座っている三脚の束ですが、それらには音響センサーがあります。これらは互いに通信できるノードです。ラボのここからネットワークにアクセスできます。実際、試してみたい波形を持っている人なら誰でも、それを科学者の一人に送り、水中でどのように機能するかを見ることができます。

スタッフについて教えてください。

私はエンジニアリングチームについて自慢しています。信じられないほどのアイデアと素晴らしい労働倫理とアイデアを備えた素晴らしいエンジニアが間違いなくいます。約50人のエンジニアがいます。そして素晴らしい科学者もいます。私たちは常に、各国のトップレベルの科学者を引き付けることができました。現在、私たちには47人のNATO民間人と20人以上の「訪問研究者」がいます。現在、フランス海軍士官学校から数人の学生がここにいます。彼らはディープラーニングと自動ターゲット認識に取り組んでいます。

教授、大学院生、または米国の応用物理学研究室の誰かがいるかもしれません。彼らは一年までここにいるかもしれません。それは継続的かつ循環的です。そして、それは本当に人々が彼らの専門知識、経験、知識を持ってここに来て、NATOの課題と機会をよりよく理解して帰宅することをCMREのポイントです。同僚と共有できること。科学者が3年間の契約のためにここに来るかもしれませんが、それは更新されるかもしれません。彼らはさらに長く滞在するかもしれません。しかし、信号処理、自動ターゲット認識、ping窃盗などの分野が何であれ、科学者がここに来て自分の分野で働き、国内に戻ってその国の研究室でその仕事を続けてほしい。ここに他の科学者を送ります。このセンターが作成されたとき、それがアイデアでした。そのため、NATO諸国全体から非常に多様な科学者とエンジニアのグループがいます。アライアンスと研究船のレオナルドを管理するための船舶事務所があります。そして、ほとんどの組織と同様に、ITがあります。しかし、私がITと言うとき、それはローカルネットワークとワークステーションを管理するだけではありません。一部の製品は実際にはソフトウェアであるため、ソフトウェア開発を行うことができる科学的ネットワークがあります。私たちは多くのビッグデータ分析を行い、さまざまな種類のセンサーデータの融合を調べるための意思決定ツールを作成しています。実際に車両用のソフトウェアを開発しています。したがって、ここでITは非常に重要です。

海事領域の認識とAISで多くのことをしていますか？

はい。膨大な量のAISとレーダーデータを収集して融合し、AISをオフにした場合に船が移動する可能性があるなど、多くの予測を行っているグループがあります。特定の地域で海の中や周辺で何が起こっているのかを理解するために、海上での生活パターンを行います。また、人間のように考えることを機械に教えようとしています。矛盾する情報であっても、船が何をしているのかを分析する場合、人間は何が起こっているのかを最もよく理解しています。しかし、人間はそのような膨大な量のデータを吸収することはできません。私たちは人間のように考えるようにアルゴリズムを教えようとしているので、私たちは多くの真剣なゲームをしています。私の優先事項の1つは、ネットワークをより堅牢で回復力のあるものにし、それを改善および近代化することです。

学生や学者にどのようなアドバイスをしますか？彼らがここに来る機会はありますか？

絶対に。それが私たちの目的です。地元の若手科学者の職を持っています。私たちはさまざまな国のほとんどの海軍アカデミーと協力しており、彼らはここに士官候補生を送ります。ベルギーには今年の夏にここに学生がおり、彼らは毎年それをやり続けたいと思っています。

また、非常に魅力的なSTEMプログラムもあります。

ラ・スペツィアの学校と協力しています。私たちは若い人たち、特に若い女性たちにSTEMに参加することを奨励したいので、これは私の心に近いものです。技術的優位性の維持を検討する場合、必要なものの1つは有資格者であり、それは人々をSTEMで教育することから始まります。ラ・スペツィアでは、学校制度は非常に興味深いものであり、米国とは異なります。どの高校に進学したいかを選択します。技術分野に参加したい場合は、技術高校を選択します。彼らの3年生と3年生は、インターンとして働く必要があり、高校生が来ることができる場所の1つになるために彼らと協力しました。彼らがどれほど技術的に進んでいるのか信じられないでしょう。 CMREでは、ここで海洋哺乳類に対する音響エネルギーの影響に関するいくつかの研究を行ってきました。長いシリーズの実験を行い、多くのデータを蓄積しました。私たちは海洋哺乳類の害を避けたいので、これは私たちの国にとって興味深いものです。そこで、この音響データを学生に提供し、彼らはデータを分析する科学プロジェクトを行うことができました。そして、5月に開催されたこの非常に大規模で名誉ある会議で欧州鯨類協会と彼らの発見を発表することができました。学生は分析結果について一連のプレゼンテーションを行いました。それは大成功であり、その関係を継続したいと考えています。ここでCMREで実行できるように、生徒に独自の実験を設計してもらいたいと考えています。

いつか彼らはいつかここに来て仕事をするでしょうか？

ラ・スペツィア学校制度のためにこの努力を主導している女性は、実際にここで働いていました。実際、彼女の父親はここで働いていました。

あなたの究極の顧客は、戦闘機です。ここで何をしているのか、彼らに何を知りたいですか？

最初に言ったことに戻ります。これらの演習を行うことは非常に重要です。科学をするためだけではありません。適切な環境、ターゲット、および通信リンクがあれば、それを行うことができます。しかし、それだけではありません。戦闘機とこの新世代のオペレーターにとって、私たちは彼らが快適で自信を持って自律システムで作業できることを望んでいます。彼らには信頼が必要です。
私たちがここで何をしているのか、彼らが信頼できる回復力のあるシステムを構築することについて、彼らに知ってもらいたいのです。私たちは、船員に彼らを信頼してもらい、彼らが彼らを使うようにしたいのです。