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El centro de investigación marítima de la OTAN revoluciona la detección de minas submarinas

Un detector de minas acelerado en la GPU localiza, identifica y clasifica las minas entre 50 y 100 veces más rápido que los sistemas basados en CPUs

La OTAN utiliza MUSCLE para mejorar la seguridad de los mares

NATO SONAR

El sónar de apertura sintética (SAS) acelerado en la GPU del sumergible MUSCLE está aumentando la seguridad de la navegación.

El suelo del mar Adriático y otros mares europeos está sembrado de decenas de miles de minas, bombas y otras municiones perdidas o abandonadas tras las dos guerras mundiales. Debido al riesgo de explosión o liberación de sustancias tóxicas como el gas mostaza, estas minas representan un peligro constante para la navegación comercial y pesquera, por no hablar del medio ambiente y la cadena alimenticia. Limpiar las aguas de semejante peligro es vital para la economía, si tenemos en cuenta que el 80% del comercio mundial viaja en barco.

El Centro de Investigación y Experimentación Marítima (CMRE) es una planta de investigación científica de la OTAN con sede en La Spezia, Italia. Este centro aborda el problema utilizando un moderno sumergible no tripulado bautizado con el nombre de MUSCLE (siglas de Minehunting UUV for Shallow water Covert Littoral Expeditions). MUSCLE lleva a bordo un sónar de apertura sintética (SAS) de alta resolución acelerado por GPUs NVIDIA Tesla que le proporcionan unas capacidades excepcionales de reconocimiento de objetos y procesamiento inteligente, y le permiten tomar decisiones y localizar, identificar y clasificar minas en tiempo real.

El SAS con aceleración en la GPU facilita la detección de minas en tiempo real

Los sumergibles no tripulados tradicionales solo recorren rutas de búsqueda previamente trazadas y graban todos los datos para su procesamiento a posteriori. Carecen de la flexibilidad necesaria para adaptarse a las condiciones del entorno y al rendimiento del sónar. La aceleración en la GPU ha aumentado el nivel de autonomía para permitir comportamientos más adaptables. Según Francesco Baralli, miembro del equipo científico del CMRE, “La aceleración de MUSCLE en la GPU convierte la detección de minas en una operación más rápida, más asequible, más fiable y más segura para la OTAN. Sin esta aceleración, la localización y clasificación de municiones en tiempo real era prácticamente inviable. La aplicación de SAS se ejecuta entre 50 y 100 veces más rápido en las GPUs que en las CPUs comparables”.

El procesamiento en la GPU también permite a MUSCLE realizar correcciones de rumbo en tiempo real para maximizar su efectividad durante el tiempo que puede permanecer sumergido (6 horas) antes de la siguiente recarga. El sumergible puede reaccionar ante aquello que ve y ajustar el rumbo para ofrecer una imagen más cercana o incluso retroceder para efectuar una segunda pasada si algún obstáculo le impide reconocer el terreno. Además puede ayudar a proteger la navegación en aguas sembradas de minas enviando señales de baliza en tiempo real que avisen a las embarcaciones de la presencia de municiones en su camino.

La capacidad de procesamiento de la GPU Tesla de a bordo sustituyó a los servidores de CPUs (36 nodos) que se necesitaban anteriormente para analizar y clasificar las minas en el barco nodriza. “El trabajo realizado con anteriores vehículos autónomos de detección era lento e ineficaz”, señala Baralli, que continúa diciendo: “No podíamos analizar ningún dato en el barco hasta después de transcurridas horas y, si las imágenes identificaban objetos erróneos, o estaban borrosas o dañadas, era necesario reajustar el sumergible. Gracias a las GPUs, las misiones son más productivas y los resultados de las imágenes del SAS han mejorado enormemente con una mejora del rendimiento 75 veces superior al de las CPUs en las pruebas marítimas. Es gratificante poder convertir el mar en un lugar más seguro”.

Siguientes pasos: nuevas aplicaciones y resultados de alta resolución en tiempo real

El CMRE considera que los avances conseguidos en la clasificación e identificación de objetos gracias a la aceleración en la GPU pueden aplicarse a otras áreas tales como la localización de objetos tras desastres naturales (por ejemplo, material de desecho después de un tsunami). Después de ver los resultados obtenidos con el programa MUSCLE, el centro está planeando actualizar la GPU de a bordo para obtener cálculos en tiempo real y alta resolución. Asimismo, siguen desarrollando versiones multi-GPU para los sistemas de investigación de tierra.

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