Categoría: Normativas

vidades incorporan tecnologías innovadoras tanto en las plataformas satelitales como en la carga útil, y se espera tengan un alto impacto en el desarrollo de capacidades de la industria nacional.
Las actividades que se propone desarrollar en el periodo 2022-2025 con cargo al PERTE aeroespacial se indican a continuación:
– Desarrollo de aplicaciones de salvamento marítimo, basados en la información proporcionada por los satélites SAR, que puede ser contrastada con la información obtenida por el sistema marítimo AIS para ayuda a interpretación de posibles acciones ilegales.
– Desarrollo de SW que integre inteligencia artificial a bordo de los satélites para disminuir el flujo necesario de los datos a transmitir a tierra por el ancho de banda disponible.
– Desarrollo de sistemas ligados al propio funcionamiento de la plataforma satelital, como: sistema de potencia, unidad de control térmico, sistema de procesamiento, unidad de interfaz remota, cifrados, almacenamiento, compresión de datos de instrumentos, computadores embarcados, giróscopos de control del momento, sensores de fibra óptica, módulos de transmisión y recepción de datos, y subsistemas de misión.
– Desarrollo de una herramienta de apoyo a la programación de misiones que permita minimizar los tiempos de programación del (los) satélite(s).
3. Justificación de la necesidad pública. El dotar al MINISDEF/DGAM de tecnologías de carácter dual, tanto en el espectro V/IR como radar que respondan a los anteriores retos tecnológicos, permitirá la obtención de imágenes de inteligencia, aplicaciones duales de apoyo a emergencia, vigilancia de fronteras, lucha frente a organizaciones terroristas y obtención de cartografías.
La satisfacción de estas necesidades se realizará mediante licitaciones de compra pública precomercial.
El grado de madurez tecnológica de las soluciones innovadoras deberá encontrarse en un nivel de madurez de TRL 3-6 para ser llevado a un TRL entre 6 y 8.
4. Aspectos específicos a considerar.
Reto Tecnológico n.º 1: Desarrollo de aplicaciones de salvamento marítimo, basados en la información proporcionada por los satélites SAR, que puede ser contrastada con la información obtenida por el sistema marítimo AIS para ayuda a interpretación de posibles acciones ilegales.
– La actividad tiene como objetivo el desarrollo de una aplicación de ámbito dual para la seguridad nacional, basada en la información proporcionada por satélites SAR y/o V/IR y/o vídeo, y/o por pseudo-satélites y por datos del sistema marítimo AIS (Automatic Identification System), ayudando a la generación de inteligencia y a los procesos de toma de decisiones, para lo cual se podrán utilizar algoritmos de IA (Inteligencia Artificial). También se considerará la información obtenida por otro tipo de fuentes como sensores marítimos, aéreos, terrestres, o espaciales, que podrán ser utilizados para complementar la información principal, mediante la fusión de datos.
– Dado que el principal reto de esta actividad es la detección, clasificación e identificación de objetivos críticos, incluidas las amenazas, casi en tiempo real y utilizando datos de alta resolución, la base de esta actividad radicará en la creación de una base de datos robusta, adecuada a las necesidades de los usuarios finales (condiciones ambientales de áreas de interés, tipo de embarcaciones, etc.). Dicha base de datos alimentará los algoritmos de Inteligencia artificial (AI) incluyendo el aprendizaje profundo (Deep Learning, DL). Su ejecución debe estar sujeta a algoritmos automatizados que sean capaces de integrar las imágenes de los sensores con información correspondiente a los blancos a identificar.
– Los algoritmos desarrollados en relación a la detección y clasificación de embarcaciones tendrán que ser validados conforme a procedimientos estándar, y deberán cubrir los aspectos propuestos a continuación:
● Creación de una base de datos en base a imágenes satelitales de alta y muy alta resolución, que sirva como modelo de entrenamiento para los algoritmos posteriores. El automatismo supone una gran innovación en estas herramientas.
● Tratamiento de datos multisensor y multiresolución: deberá haber algoritmos necesarios para llevar a cabo el procesado de imágenes previo la parte de AI y ML. Al tratarse de imágenes en el ámbito marítimo, en el caso de imágenes V/IR se tendrán en cuenta desarrollos de algoritmos de corrección atmosférica específicos para masas de agua. En el caso de imágenes SAR, se llevará a cabo la geolocalización de los datos, la corrección radiométrica, y el desarrollo de algoritmos que lleven a cabo la mejora en la calidad de imágenes.
● Será versátil ante la integración de datos provenientes de distintos tipos de sensor (V/IR y/o vídeo y SAR) y resolución (HR y VHR).
● Implementación de los anteriores algoritmos en el sistema propio de los usuarios finales.
– El sistema podrá incorporar datos de fuentes abiertas, como los servicios que proporciona gratuitamente el sistema Copernicus, o como los proporcionados por el servicio marítimo y el atmosférico u otros datos de interés, como los proporcionados por el European Marine Observation and data Network (EOMDnet).
Reto tecnológico n.º 2: Desarrollo de SW que integre inteligencia artificial a bordo de los satélites para disminuir el flujo necesario de los datos a trasmitir a tierra por el ancho de banda disponible.
– La actividad tiene como objetivo desarrollar un sistema de procesamiento a bordo de satélites de Observación de la Tierra de tecnología SAR y/o V/IR y/o vídeo de alta resolución, partiendo de datos recibidos por las cargas de pago útiles de dichos satélites. La principal característica es la dotación de inteligencia a bordo del satélite y/o de la carga de pago a través de un sistema de procesamiento en tiempo casi real de imágenes basado en algoritmos de Inteligencia Artificial, con el objetivo de reducir el volumen de datos que serán enviados a Tierra, disminuyendo así el volumen de trasmisión de datos requerido por el enlace satélite-tierra y agilizar así el proceso de toma de decisiones. Se basa en el concepto «Edge Computing»: la extracción de información se realiza directamente a bordo del satélite que toma los datos, permitiendo la obtención de datos y la transmisión en tiempo casi-real. La mayoría de las aplicaciones actualmente existentes se caracterizan por tener un ratio información útil/tamaño de la imagen muy bajo, por lo que la extracción de la información a bordo optimizaría la misión, el consumo de memoria, el downlink, o la reactividad, entre otros aspectos.
– La aplicación de este sistema será dual, y deberá posibilitar su instalación en futuros satélites de observación, y/o en las propias cargas de pago, además de ser integrables en plataformas de pequeño tamaño, de cara a poder considerarse un sistema low-cost, característica que está tomando día a día más relevancia debido al cada vez más extendido New Space.
– El sistema se compondrá de un sistema SW, quedando el módulo de procesamiento del sistema de computación a bordo (On Board Computer – OBC) a cargo de la extracción de información de las imágenes obtenidas por la carga útil en el satélite. El análisis tendrá en cuenta los requisitos de procesamiento de imágenes de satélite mediante técnicas de inteligencia artificial, así como su implementación en plataformas HW COTS.
– Se propone el desarrollo de una serie de demostradores aplicados a tres casos de uso:
● Detección de embarcaciones para fines de seguridad nacional a partir de imágenes ópticas y SAR.
● Detección de objetivos de interés (tipos de aviones, otros elementos de interés) a partir de imágenes ópticas y SAR.
● Detección de puntos de calor utilizando datos térmicos para gestión de emergencias por incendios forestales.
La actividad analizará la viabilidad de fusionar imágenes y otros datos a bordo, especialmente en el caso de datos AIS u otro tipo de señales.
Reto tecnológico n.º 3: Desarrollo de sistemas ligados al propio funcionamiento de la plataforma satelital.
– El desarrollo principal de esta actividad se centra en la mejora de los desarrollos asociados a algunos de los diferentes subsistemas que componen la plataforma de un satélite o pseudo-satélite, teniendo en cuenta el actual estado del arte de las tecnologías relacionadas. Y en concreto, sobre el subsistema de apuntamiento y el subsistema de transmisión segura de datos a tierra.
– RT3.1: Subsistema de apuntamiento:
● Se perseguirá aumentar las capacidades de la plataforma satelital de Observación de la Tierra en términos de agilidad, apuntamiento y estabilidad, con el objeto de proporcionar productos con menor latencia y mejores prestaciones (calidad de imagen, geolocalización), necesarios para la monitorización de eventos geopolíticos, ambientales, etc., que permitan, a su vez, la actuación y toma de decisiones de una manera más eficiente y respetuosa con el medio ambiente. En particular, se desarrollarán arquitecturas basadas en:
● La optimización a bordo de la secuencia operacional (guiado de actitud y apuntamiento), asegurando su compatibilidad con la capacidad de procesamiento disponible.
● La utilización de soluciones de control de actitud y órbita basadas en actuadores de altas prestaciones que permitan maniobras ágiles de la plataforma (giróscopos de control del momento).
● Sistemas electromecánicos de compensación activa de vibraciones.
● Mecanismos de apuntamiento preciso y compensación de la óptica/radar.
– RT3.2: Subsistema de transmisión segura de datos a tierra:
● Incrementar las capacidades de transmisión a tierra de los datos de un satélite, y al mismo tiempo garantizar la seguridad y confidencialidad de estos datos, resulta fundamental en el contexto actual, lo que permitiría el desarrollo de sistemas de observación más capaces y más seguros. Por lo tanto, es necesario especificar las diferentes partes (cifrador, modulador y antena de datos), al menos el cifrador, y avanzar tecnológicamente en el diseño y prototipado del procesador criptográfico (FPGAs, procesadores y algoritmos asociados) a embarcar en los futuros satélites nacionales, incluyendo los pequeños satélites. Es decir, contar con una unidad criptográfica que sea 100 % nacional para garantizar la soberanía española sobre toda la información y operación de estos satélites.
● La unidad criptográfica tendrá elementos diseñados para el segmento terreno y el segmento vuelo. En ambos casos, constará de dos procesadores cripto distintos: uno protegerá el canal de Telemetría y Telecomando, y otro el del payload para proteger la información del canal de downstream. El objetivo en principio es lograr un Modelo de Ingeniería (EM) que sería la base para un posterior modelo de vuelo. Este Modelo de Ingeniería podría derivarse de un desarrollo de cifrador aeronáutico, por lo tanto, se partiría de TRLs bajos, entorno al 2-3. A partir de aquí, se facilitan las opciones de un Proto Flight Model (PFM) que dependería específicamente de los requisitos de la futura plataforma.
Reto tecnológico n.º 4: Desarrollo de una herramienta de apoyo a la programación de misiones que permita minimizar los tiempos de programación del (los) satélite(s).
– Existen aplicaciones software comerciales para ayuda a la programación de misiones, pero se necesita que estas herramientas sean más rápidas y flexibles y ofrezcan una mejor conciencia situacional, para minimizar el tiempo de programación de los satélites(s) y pseudo satélites. Esto se convierte en algo apremiante si tenemos en cuenta el New Space y el creciente envío de misiones espaciales que se están realizando en estos últimos tiempos.
– La herramienta debería apoyar la capacidad de misión de operadores mediante la provisión de información visual para la operación o gestión de cargas de pago de EOIR y comunicaciones. Estimaciones de campo de visión, calidad de datalink, alcance visual, sombras….
– La herramienta debe ser flexible también en cuanto a las diferentes actualizaciones de cartografías y actualización de situación espacial, tomando como datos de entrada las bases de datos de satélites existentes, tanto gubernamentales como de fuentes abiertas.
– Es de vital importancia la disponibilidad de conjuntos de datos bien etiquetados para el correcto adiestramiento de los algoritmos basados en Inteligencia Artificial.
5. Escenarios de validación Para la validación de las soluciones innovadoras definidas en los cuatro puntos anteriores (Retos Tecnológicos) se tendrán en cuenta, entre otros, los requisitos conjuntos que establezcan el CDTI y el Ministerio de Defensa.
– Para el Reto Tecnológico n.º 1: Durante la demostración de la aplicación software en entorno marítimo se realizarán pruebas del prototipo en un entorno relevante y real en cualquiera de los centros de operación propuestos.
– Para el Reto Tecnológico n.º 2: La demostración del software con inteligencia artificial no será necesario hacerla a bordo de ningún satélite, y podrá realizarse en tierra en cualquiera de los centros de operación propuestos. Tendrá como objetivo la comprobación de la eficiencia del SW, es decir, la rapidez de procesado, la resolución de las imágenes obtenidas, el tamaño de los datos resultantes de cada procesado, utilizando como entrada diferentes datos (imágenes) de una zona determinada que pueden ser previamente generados de manera sintética, o datos reales de satélites SAR y/o V/IR y/o vídeo combinados con datos AIS, o de pequeños satélites o pseudo-satélites. Esto se puede realizar para diferentes zonas de interés y de entornos completamente distintos, para comprobar la versatilidad del SW.
– Para el Reto Tecnológico n.º 3: La demostración de los subsistemas de plataforma desarrollados deberá hacerse en laboratorio o en salas limpias de integración, con el correspondiente uso de cámaras térmicas o de ensayos de condiciones ambientales, utilizando los equipos de medida y los entornos de verificación necesarios, así como los respectivos equipos para monitorización. También podrá hacerse una inspección visual de los resultados de las pruebas previas realizadas a cada subsistema en otro tipo de condiciones más realistas, para su validación.
– Para el Reto Tecnológico n.º 4: La demostración del software con inteligencia artificial podrá realizarse en cualquiera de los centros de operación propuestos. Se considerará un escenario inicial con unos determinados datos de partida, para obtener una planificación de misión óptima y en un breve periodo de tiempo. Se comprobará cómo de forma recurrente y automática, la herramienta optimiza todos los parámetros posibles, siendo uno de los principales objetivos, la reducción del tiempo de misión, la exactitud de los tiempos de revisita, o la exactitud en la ubicación de las estaciones terrenas, entre otros.
La contratación se desarrollará en distintas fases eliminatorias de forma que se vaya comprobando progresivamente la eficacia y eficiencia de las soluciones propuestas por cada uno de los licitadores que compitan entre sí para crear una serie de opciones.
Fase previa.
Fase 0. Exploración del mercado y análisis de requisitos. Exploración del mercado y búsqueda de soluciones tecnológicas en la industria que den respuesta a las necesidades operativas y funcionales de la Administración Pública firmante del convenio.
Fases eliminatorias.
Fase 1. Diseño de la solución. Durante esta fase de diseño, encaminada a asegurar el mayor grado de adecuación de las soluciones propuestas científico-tecnológicas y el plan de investigación al problema planteado, se realizará un trabajo de campo en el que observará el funcionamiento y las necesidades del destinatario de la solución y se recopilarán todos los datos necesarios, a fin de demostrar la viabilidad técnica y económica del proyecto.
La Subdirección General de Planificación, Tecnología e Innovación (SDG PLATIN) de la DGAM asumirá los trabajos de coordinación entre los distintos usuarios finales del Ministerio de Defensa, ejerciendo la dirección técnica de los trabajos por parte de la Administración Pública usuaria.
Al término de esta Fase los adjudicatarios deberán presentar un diseño final de la solución, que será sometida a un proceso de evaluación.
Sobre todos los diseños presentados, el CDTI y la DGAM, conjuntamente, realizarán la selección de las alternativas que mejor satisfagan las necesidades públicas, de tal forma que pasen a la siguiente fase, de acuerdo a los criterios establecidos previamente en los Pliegos de la Licitación.
Fase 2. Desarrollo de un prototipo o pruebas de la solución propuesta. En esta fase se desarrollará y fabricará el/los prototipo/s, así como las correspondientes pruebas piloto y ensayos en laboratorio o entornos relevantes.
La Subdirección General de Planificación, Tecnología e Innovación (SDG PLATIN) de la DGAM asumirá los trabajos de coordinación entre los distintos usuarios finales del Ministerio de Defensa, ejerciendo la dirección técnica de los trabajos por parte de la Administración Pública usuaria.
Los resultados obtenidos en esta fase serán sometidos a un nuevo proceso de evaluación por parte del CDTI y la DGAM, de acuerdo con los criterios establecidos en los Pliegos de la Licitación.
Fase 3. Verificación preoperacional. En esta fase los contratistas harán una verificación preoperacional de sus soluciones tecnológicas en el entorno propuesto por la Administración Pública Usuaria, estando previsto, entre otros, los siguientes centros operativos del Ejército: Centro de Inteligencia de las Fuerzas Armadas (CIFAS), Centro de Sistemas Aeroespaciales de Observación (CESAEROB), Centro de operaciones de Vigilancia Espacial (COVE), Unidad Militar de Emergencias (UME), Centro Geográfico del Ejército de Tierra (CEGET), Brigada Digital del Centro de Pruebas y Validación (CEPRUVAL), Jefatura de los Sistemas de Información, Telecomunicaciones y Asistencia Técnica (JCISAT) y el Centro de Tecnologías Emergentes del Ejército de Tierra (CTEET).
La Subdirección General de Planificación, Tecnología e Innovación (SDG PLATIN) de la DGAM llevará a cabo la coordinación y dirección técnica de todos los trabajos de validación y verificación pre-operacional.
Los resultados obtenidos en esta fase serán sometidos a un nuevo proceso de evaluación por parte del CDTI y la DGAM, de acuerdo con los criterios establecidos en los Pliegos de la Licitación.