Entrevista: Dra. Catherine Warner, Directora, OTAN CMRE

Capitán Edward Lundquist, USN (Ret.)15 octubre 2019
Dra. Catherine Warner, Directora, OTAN CMRE. Foto: CMRE
Dra. Catherine Warner, Directora, OTAN CMRE. Foto: CMRE

En CMRE, no se trata solo de la ciencia. Se trata de generar confianza en los sistemas resilientes. Entrevista con la Dra. Catherine Warner, Directora, Centro de Investigación y Experimentación Marítima de la OTAN, La Spezia, Italia.

Cuéntanos un poco sobre ti y CMRE. ¿Qué hace CMRE y cómo ve evolucionar su misión?

Vine desde el Pentágono, donde fui asesor científico del director de pruebas y evaluación operativas. Mi experiencia ha sido trabajar con operadores en sistemas que se están preparando para el campo. Ahora que estoy aquí en CMRE, estamos tratando de hacernos relevantes para el luchador de guerra. La ciencia y la tecnología no siempre obtienen la mayor parte de la financiación. Incluso en un comando militar, si los militares no saben lo que estás haciendo, tenemos que demostrar que somos relevantes. Hemos sido financiados por Allied Command Transformation (ACT), pero ahora somos un centro financiado por el cliente. ACT sigue siendo nuestro mayor cliente. Financian aproximadamente el 75% de nuestro trabajo, pero se trata principalmente de investigación básica, a un nivel de preparación tecnológica (TRL) muy bajo. También estamos interesados en soluciones para hoy, y hemos tenido éxito trabajando con el Comando Marítimo de la OTAN –MARCOM. Por ejemplo, hemos podido poner a disposición nuestra experiencia en guerra antisubmarina (ASW), contramedidas mineras (MCM) y conocimiento ambiental / efectividad operativa (EKOE), que podría ser la caracterización del espacio de batalla o una evaluación ambiental de los militares oceanografía.

El conocimiento ambiental básicamente caracteriza el estado del mar y la atmósfera, en tiempo real, sobre cómo afectará una operación. Hemos tenido algunos éxitos recientes muy buenos participando en ejercicios de la OTAN como Dynamic Mongoose, que son ensayos anuales de ASW en la brecha GI-UK. De hecho, formamos parte del ejercicio este año, y lo haremos nuevamente en 2019. Hemos participado en Dynamic Monarch, un ejercicio submarino angustiado en el que pudimos utilizar nuestro protocolo de comunicaciones submarinas digitales para conversar con el submarino que estaba jugando el submarino angustiado. En lugar de tratar de entender el teléfono submarino ilegible, utilizamos una aplicación que llamamos "WetsApp", que es una especie de WhatsApp submarina, basada en nuestro protocolo de comunicaciones digitales submarinas JANUS que desarrollamos aquí durante un período de 10 años.
Estamos haciendo otro ejercicio en este momento frente a las costas de Portugal para ver cómo incorporar estas comunicaciones digitales en doctrinas y tácticas submarinas en dificultades. También hemos estado trabajando con los Grupos Marítimos Permanentes de la OTAN - SNMG 1 y 2 - con sus ejercicios. Trabajar con los operadores ha sido una forma de mostrar nuestra relevancia. Hace veinte años, las personas eran reacias a trabajar con aviones no tripulados, pero hoy son comunes. Queremos que los operadores se sientan cómodos con los sistemas marítimos no tripulados ahora. Hay una nueva generación de marineros que estarán acostumbrados a trabajar con sistemas no tripulados. Pero todavía hay algo de familiaridad e incertidumbre. Así que depende de nosotros hacer su ejercicio, mostrarles lo que estos sistemas pueden ofrecer. Nuestros nuevos sensores son mucho mejores, con sonar de apertura sintética y reconocimiento automático de objetivos. Por lo tanto, queremos tener esa conversación con los operadores para ver qué puede hacer la ciencia por ellos y para que nuestros científicos entiendan lo que el operador necesita. Y eso es importante para ir al siguiente paso en el desarrollo del sistema.

¿Continuarás haciendo investigación básica?

Definitivamente, tienes que empezar por ahí. Pero sí nos vemos haciendo más en TRL más alto, hasta prototipos y demostraciones en el entorno operativo.

¿Ejecutas todo el espectro desde lo básico hasta lo aplicado a la creación de prototipos?

No nos veo haciendo sistemas que pasen directamente a ser implementados en el servicio operativo de la flota. Las muchas partes de integración aún no se han resuelto. Todavía tenemos que salir en el bote de goma y ponerlos en el agua.

Supongo que depende de lo que intentes probar: ¿es bueno el concepto o el sistema puede cumplir esa misión en particular?
No quieres que falle. Entonces desea desarrollar la tecnología, luego un demostrador de tecnología conceptual. Creo que podemos hacer eso por la OTAN.

Tienes instalaciones de clase mundial aquí. ¿Cómo describirías eso a alguien que no sabe lo que haces?
Soy una persona perfecta para describirlo porque no sabía nada sobre CMRE antes de venir aquí. La gente pudo haber estado familiarizada con el Centro SACLANT durante la Guerra Fría, y más tarde nos llamaríamos Centro de Investigación Submarina de la OTAN (NURC). Hoy somos CMRE, pero no creo que seamos conocidos. No somos grandes, alrededor de 150 personas, en comparación con NUWC Newport o NSWC Ciudad de Panamá. Pero lo que me parece emocionante es el hecho de que tenemos científicos que vienen aquí con sus propias ideas y jóvenes profesionales que tienen la oportunidad de comenzar a trabajar en equipo. Nuestro departamento de ingeniería es increíble, y pueden tomar conceptos y convertirlos en experimentos reales que pueden obtener datos significativos para los científicos. No creo que nuestro departamento de ingeniería reciba suficientes elogios. Pueden hacer cualquier cosa y harán que funcione. Justo afuera de mi ventana tenemos una red submarina de sensores acústicos montados en trípodes. Se llama Red del Observatorio del Océano Litoral (LOON), y un investigador puede acceder a esa red desde su oficina desde cualquier lugar. Pueden enviar formas de onda y ejecutarlas en el LOON y ver cómo funcionan en un entorno submarino. Nuestros ingenieros construyen y modifican sistemas, y llevan los sistemas al mar en la Alianza o el Leonardo, los dos buques de investigación que poseemos. Como se puede imaginar, llevar la ciencia al mar es realmente difícil y es muy costoso, y no muchas naciones pueden hacer eso. En los Estados Unidos, es algo normal, pero la mayoría de los países no pueden darse el lujo de tener esa capacidad. Cuando salgamos a la Alianza con cualquier paquete de misión o prueba que hagamos, participaremos en diferentes naciones. Alliance es un buque de investigación de clase mundial y está endurecido con hielo para operar en latitudes extremas. Hemos estado yendo al Ártico casi todos los años. Este verano, cuando estábamos allí, tuvimos colaboradores de siete países diferentes y diferentes instituciones de investigación. Uno solo tenía un planeador en el que querían probar un nuevo sensor. Alguien más tuvo toda una serie de experimentos en los que quería recopilar datos de la solución. Recolectamos datos de las Islas Feroe hasta Svalbard. Una organización no puede permitirse el lujo de ir allí con solo un planeador. Tuvimos una carta de Woods Hole, financiada por la National Science Foundation para operar en aguas alrededor de Islandia y Groenlandia de enero a marzo. Tenemos demanda porque somos uno de los únicos buques de investigación globales con capacidad de hielo que se dirige al norte cada año.

Alliance ha existido por 30 años. ¿Planeas reemplazarla?

Ya hemos empezado a pensar en eso. No hay forma de que CMRE pueda darse el lujo de comprar otra Alianza. Tiene que ser una decisión de la OTAN. Tenemos que ir a las naciones y preguntarles: "¿Quieres mantener esta capacidad de investigación global para hacer ciencia en el mar en el norte alto?" Y si lo hacen, entonces tenemos que pasar por el proceso de la OTAN para encontrar fondos mientras escribiendo nuestros requisitos y luego buscando una compañía para construir el barco.
La Alianza de Investigación de Buques. Foto: CMRE Debe tener muchos acuerdos de cooperación y colaboración con socios en el gobierno, el sector privado o la academia.

Parte de nuestro gobierno es la Junta de Ciencia y Tecnología de la OTAN, y tienen un comité más pequeño llamado Comité Marítimo de Ciencia y Tecnología, el MSTC, que incluye a las naciones marítimas. Son asesores que vienen aquí dos veces al año y realizamos una revisión completa de nuestro programa. Las naciones dan retroalimentación sobre nuestros programas. Aunque ACT es nuestro principal cliente, todo el dinero en la OTAN proviene de las naciones, por lo que en última instancia son el cliente.

Además de las plataformas, sensores o sistemas que desarrollas aquí, ¿también ayudas a las naciones a probar o evaluar sus propios sistemas?

A medida que las naciones aumenten su uso de sistemas marítimos autónomos, será necesario que exista algún tipo de rango donde puedan ir a evaluar sus sistemas y tecnología. Creemos que podríamos proporcionar esa capacidad a las naciones para probar y certificar que un sistema autónomo particular puede operar con éxito en un entorno específico. Nos centramos en la interoperabilidad. Entonces, cuando las naciones están desarrollando capacidades, requisitos y realizando adquisiciones, podemos compartir información entre nosotros y asegurarnos de que funcionen juntos. Creemos que CMRE está en una buena posición para proporcionar esa evaluación y certificación a la alianza.

Mientras que el centro solía centrarse en ASW, hoy prestas atención a todos los dominios.

En realidad, estamos desarrollando un sistema de control no tripulado que es multidominio: bajo el mar, la superficie y el aire. Debido a nuestra experiencia con JANUS, que es el estándar OTAN STANAG, o OTAN, para las comunicaciones digitales subacuáticas, en realidad tenemos algo de experiencia en esta área.

¿Fabrican sus propios vehículos y plataformas, o compran sistemas en el mercado abierto?

Tenemos UUV y USV de planeador de flotabilidad disponibles comercialmente, y estamos haciendo todo tipo de trabajo con ellos. Tenemos vehículos submarinos como el Bluefin 21, Ocean Explorer y Remus. Con todos nuestros diversos vehículos, los obtenemos y luego los desarmamos y ponemos todas nuestras cosas en ellos.

Entonces tus ingenieros los personalizan ...

Nuestro departamento de ingeniería son definitivamente las joyas de la corona. A los científicos se les ocurren las ideas, pero los ingenieros realmente lo hacen. JANUS es el protocolo de comunicaciones subacuáticas que desarrollamos aquí, que ahora es el estándar de la OTAN. Llevamos a cabo JANUS-Fest el año pasado y contamos con todas las diferentes compañías que fabrican módems submarinos alrededor de nuestra cuenca. Nuestros ingenieros desarmaron los módems submarinos y los hicieron todos para que sean compatibles. Ponemos a JANUS encima de ellos. Eso suena divertido, porque JANUS es solo un protocolo, pero todos tenían sus propios módems patentados, y les dimos nuestro protocolo C ++ de código abierto JANUS. Al final de la semana, todos ellos podrían hablar entre sí utilizando su propio software de módem, pero con JANUS en la parte superior. Es como el traductor de Google. No estamos compitiendo con la industria. Apoyamos a las industrias nacionales, para eso estamos. Desarrollamos el concepto y luego dejamos que las industrias lo construyan. Y con JANUS, estos diferentes fabricantes de módems pueden comunicarse entre sí sin tener que cambiar nada ni renunciar a nada de propiedad.

¿Están las naciones dispuestas a pedir ayuda?

Las naciones nos apoyarán si ayudamos a sus industrias en su país. Ayudamos a la compañía de defensa Leonardo aquí en Italia diseñando su matriz remolcada, y los trajimos aquí y les mostramos cómo hacerlo. Ahora los estamos ayudando a desarrollar el software y las ayudas de decisión que se incorporan al sistema de combate para usarlo. Cubrimos nuestros costos, pero es la industria de Italia la que va a construir y vender el sistema.

Así que hablemos un poco sobre ASW y MCM. Ese era el enfoque del Centro cuando era el Centro SACLANT, el Centro de Investigación Submarina de la OTAN. ¿Cuál es el estado de juego aquí para ASW?

ASW es un área de misión muy complicada. ASW es aproximadamente un tercio de nuestro programa. Pero muchos de nuestros otros programas, como la evaluación ambiental, obviamente también apoyan ASW. Si conoce la columna de agua, por ejemplo, sabe dónde colocar sus sensores. Y pienso en las contramedidas de las minas como una extensión extrema de ASW, donde el objetivo no se mueve ni irradia ruido. Entonces, de alguna manera, todos están relacionados. Aquí en CMRE lo llamamos "ASW colaborativo - CASW". ASW siempre será difícil, siempre será intensivo en activos. Hoy usamos helicópteros con sonares de inmersión; aviones de patrulla marítima lanzando sonoboyas; fragatas con sensores montados en el casco; y submarinos con matrices remolcadas, eso es mucho para ASW.

No creo que una flota de mil sistemas no tripulados vaya a reemplazar todo eso, pero creo que puede hacer parte de eso. Uno de nuestros grandes esfuerzos ahora es hacer estudios de investigación operacional con las naciones en las cuales partes de ASW son rentables y operacionalmente eficientes para las que deberíamos usar sistemas no tripulados. Hay muchos escenarios diferentes que podemos observar, pero uno de ellos es crear una barrera en un lugar geográficamente sensible donde los sistemas no tripulados proporcionan vigilancia persistente. Estamos viendo diferentes tipos de vehículos y paquetes de sensores trabajando juntos. Estamos observando cosas en el fondo del mar, matrices remolcadas, relés de datos y sistemas multiestáticos. Estamos haciendo los estudios y la investigación de operaciones para encontrar soluciones efectivas, interoperables y asequibles. Esa es la parte de los estudios.

Y luego hacemos el diseño y realizamos la parte experimental y de desarrollo real, para validar los conceptos. Hemos desarrollado nuevas matrices; hemos desarrollado nuevos algoritmos para procesarlos; Tenemos el nuevo protocolo de comunicaciones JANUS para que puedan comunicarse entre ellos y regresar a la nave nodriza. Realizaremos algunas pruebas exhaustivas aquí en el Golfo de La Spezia, observando algunas de las nuevas piezas que tenemos este año. Luego, con suerte, podemos integrar nuestra experimentación en uno de estos ejercicios principales de la OTAN, como el ejercicio ASW de la flota dinámica de la mangosta OTAN. Estamos tratando de descubrir dónde encajan mejor los sistemas no tripulados en las operaciones, y luego estamos haciendo la ciencia para hacerlos mejores, más inteligentes, interoperables, autónomos y más efectivos.

¿Y la guerra mía?

Hemos tenido un buen año. Ahora hemos podido desplegar nuestro kit en la nave de otra persona. OTAN MARCOM - el Comando Marítimo, tiene un grupo permanente de contramedidas mineras. Y el año pasado el barco del Reino Unido, HMS Enterprise, fue el buque insignia, y nos invitaron a llevar nuestros sistemas a bordo. Así que llevamos nuestros sistemas no tripulados, junto con nuestros científicos e ingenieros a bordo del HMS Enterprise para participar en los ejercicios de la mina, el español Minex y el italiano Minex. Cada uno tiene un enfoque ligeramente diferente, pero en ambos casos lanzamos nuestros sistemas desde un barco. En el primero, estábamos buscando mostrar cómo hacer la planificación y la evaluación, que es una gran parte de las contramedidas mineras, y completar el análisis posterior a la misión en más tiempo real, en lugar de esperar a que se recupere el vehículo y extraer los datos para que podamos procesarlos y analizarlos.

Queremos saber lo más rápido posible si hemos encontrado un objeto parecido a una mina. Así que ahora estamos viendo estas cosas en tiempo real. Hemos hecho el aprendizaje profundo y tenemos las redes neuronales convolucionales para aplicar a nuestros casi 60 años de experiencia con datos acústicos complejos sobre formas de minas. En el laboratorio, hemos podido usar eso para entrenar estos algoritmos para reconocer las formas de las minas. Y podemos poner eso en el sistema, con la capacidad de los vehículos para determinar por sí mismos cuándo encuentra un objetivo real, porque ha aprendido. Luego puede hablar con otro vehículo con un tipo diferente de sensor y pueden decidir la mejor manera de acercarse y recopilar información sobre ese objetivo y tomar una decisión de colaboración. Hemos demostrado el aprendizaje profundo; han puesto el reconocimiento automático de objetivos a bordo de los vehículos; y que los vehículos hablen entre ellos. Cuando hicimos el Minex italiano, la Armada italiana puso sus vehículos no tripulados Efolaga en el agua y hablamos con ellos. Utilizamos nuestro vehículo MUSCLE [Minevunting UUV para expedición litoral encubierta en aguas poco profundas] de arquitectura abierta, que es un Bluefin-21 de General Dynamics Mission Systems modificado. No les hicimos nada a sus vehículos, pero nuestro vehículo MUSCLE pudo determinar qué tipo de vehículos eran y qué tipo de comunicaciones se necesitaban, y MUSCLE pudo decir: “¡Efolaga! Soy musculoso ¿Puedes echar un vistazo a esta foto? ”Y funcionó.

¿Qué nos puede decir sobre LOON, la red submarina que tiene aquí en la bahía? ¿Qué es? ¿Como funciona?

No se ve elegante. Básicamente es un grupo de trípodes que se sientan en la parte inferior, pero tienen sensores acústicos. Son nodos que pueden hablar entre sí. Puede acceder a la red desde aquí en el laboratorio. De hecho, cualquiera que tenga una forma de onda que quiera probar puede enviársela a uno de nuestros científicos y ver cómo funciona en el agua.

¿Qué me puede decir acerca de su personal?

He estado alardeando de nuestro equipo de ingeniería. Definitivamente tenemos ingenieros increíbles, con ideas increíbles y una gran ética de trabajo y las ideas. Tenemos alrededor de 50 ingenieros. Y también tenemos un científico fantástico. Siempre hemos podido atraer a los científicos de primer nivel de las Naciones. Actualmente tenemos 47 civiles de la OTAN, así como más de 20 "investigadores visitantes" que vendrán aquí durante varios meses para trabajar con nosotros. Tenemos un par de estudiantes de la Academia Naval Francesa aquí en este momento, y están trabajando en aprendizaje profundo y reconocimiento automático de objetivos.

Podríamos tener un profesor, un estudiante graduado o alguien de uno de los laboratorios de física aplicada en los Estados Unidos. Pueden estar aquí más tiempo, hasta un año. Eso es continuo y rotativo. Y ese es realmente el objetivo de CMRE, que la gente venga aquí con su experiencia, experiencia y conocimiento, y se vaya a casa con una mejor comprensión de los desafíos y oportunidades de la OTAN. Que pueden compartir con sus colegas. Un científico podría venir aquí por un contrato de tres años, que podría renovarse. Incluso podrían quedarse más tiempo. Pero realmente queremos que los científicos vengan aquí y trabajen en su campo, ya sea su procesamiento de señales, reconocimiento automático de objetivos, robo de ping, sea cual sea su campo, y que regresen a su país para continuar desarrollando ese trabajo en su laboratorio de investigación nacional y luego envía otros científicos aquí. Esa fue la idea cuando se creó este centro. Entonces tenemos un grupo muy diverso de científicos e ingenieros de todas las naciones de la OTAN. Tenemos la oficina del barco para administrar Alliance y Leonardo, nuestros barcos de investigación. Y como la mayoría de las organizaciones, tenemos TI. Pero cuando digo TI, es más que administrar la red local y las estaciones de trabajo. Tenemos la red científica donde podemos hacer desarrollo de software, porque algunos de nuestros productos son en realidad software. Hacemos muchos análisis de big data y creamos herramientas de decisión para analizar la fusión de diferentes tipos de datos de sensores. De hecho, desarrollamos software para nuestros vehículos. Entonces, es muy importante aquí.

¿Estás haciendo mucho con el conocimiento del dominio marítimo y AIS?

Si. Tenemos un grupo que está reuniendo y fusionando grandes cantidades de AIS y datos de radar y haciendo muchas predicciones, por ejemplo, hacia dónde podría ir un barco si apaga su AIS. Hacemos patrones de vida marítimos para comprender lo que está sucediendo dentro y alrededor del mar en un área determinada. También estamos tratando de enseñar a las máquinas a pensar como humanos. Cuando se trata de analizar lo que podría estar haciendo un barco, incluso con información contradictoria, un humano es el mejor para comprender lo que está sucediendo. Pero un humano no puede asimilar cantidades tan enormes de datos. Intentamos enseñar a nuestros algoritmos a pensar como humanos, por lo que hacemos muchos juegos serios. Una de mis prioridades es hacer que nuestra red sea más robusta, más resistente y mejorarla y modernizarla.

¿Qué tipo de consejo le darías a un estudiante o un académico? ¿Hay oportunidades para que vengan aquí?

Absolutamente. Para eso estamos aquí. Tenemos puestos para científicos junior locales. Colaboramos con la mayoría de las academias navales en los diferentes países, y ellos envían a sus cadetes aquí. Bélgica tuvo un estudiante aquí este verano y quieren seguir haciéndolo todos los años.

También tiene un programa STEM muy atractivo.

Trabajamos con las escuelas en La Spezia. Esto está cerca de mi corazón, porque queremos alentar a los jóvenes, y especialmente a las mujeres jóvenes, a ingresar a STEM. Cuando buscamos mantener nuestra ventaja tecnológica, una de las cosas que necesitamos son personas calificadas, y eso comienza con educar a las personas en STEM. En La Spezia, el sistema escolar es muy interesante y diferente de los EE. UU. Puedes elegir a qué escuela secundaria quieres ir, y si quieres estar en el campo técnico, puedes elegir la escuela secundaria técnica. En su tercer y último año, tienen que trabajar como pasantes, y hemos trabajado con ellos para ser uno de esos lugares donde pueden venir sus estudiantes de secundaria. No creerías lo técnicamente avanzados que son. Hemos realizado algunas investigaciones aquí en CMRE sobre el impacto de la energía acústica en los mamíferos marinos. Hemos realizado una larga serie de experimentos y hemos acumulado muchos datos. Esto es de interés para nuestras naciones, porque queremos evitar dañar a los mamíferos marinos. Así que proporcionamos estos datos acústicos a los estudiantes y ellos pudieron hacer un proyecto de ciencias para analizar los datos, y luego pudieron presentar sus hallazgos en esta conferencia tan grande y prestigiosa aquí en mayo con la Sociedad Europea de Cetáceos. Los estudiantes hicieron una serie de presentaciones sobre los resultados de sus análisis. Fue un gran éxito, y esperamos continuar esa relación. Esperamos que los estudiantes diseñen sus propios experimentos que podrán llevar a cabo aquí en CMRE.

¿Tal vez algún día vendrán a trabajar aquí?

La mujer que lidera este esfuerzo para el Sistema Escolar de La Spezia realmente trabajó aquí. De hecho, su padre trabajaba aquí.

Tu cliente final es el guerrero. ¿Qué les gustaría que supieran sobre lo que están haciendo aquí?

Volveré a lo que decía al principio: que es muy importante para nosotros hacer estos ejercicios. No es solo para que podamos hacer ciencia. Podemos hacerlo cuando tenemos el entorno adecuado, los objetivos y los enlaces de comunicación. Pero hay más que eso. Para los guerreros y esta nueva generación de operadores, queremos que se sientan cómodos y seguros trabajando con sistemas autónomos. Necesitan tener confianza.
Quiero que sepan lo que estamos haciendo aquí: crear sistemas resistentes en los que puedan confiar. Queremos que los marineros confíen en ellos para que los usen.

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