Un robot de neutralisation des bombes s’aventure dans des endroits dangereux pour les humains. C’est un travail risqué où le bon mouvement doit être fait à chaque fois. Cependant, ces robots ne peuvent pas prendre de décisions complexes par eux-mêmes. Au lieu de cela, un opérateur humain situé à une distance sûre du site manipule les commandes.

Grâce à une caméra positionnée sur le robot, l’opérateur voit à travers les yeux du robot. Mais la vue n’est que 2D, ce qui limite la perception de la profondeur et les angles de vue, et a conduit des robots à se coincer ou même à tomber. Une caméra à 360 degrés, associée à un casque de réalité virtuelle, pourrait résoudre ces problèmes.

«Une vidéo à 360 degrés s’étend tout autour du spectateur dans toutes les directions», a déclaré Annie Drake, ingénieure en logiciel chez Laboratoire national du nord-ouest du Pacifique (PNNL). «Pour capturer cette vue, six caméras envoient différents angles vidéo à un ordinateur qui les assemble avant de les visualiser dans le casque de l’opérateur.»

Historiquement, la technologie de visualisation était limitée par la bande passante 4G où les unités robotiques sont déployées. Beaucoup de ces instances se produisant sur le terrain, le Wi-Fi ne peut pas être utilisé pour transférer la vidéo et à la place, les répondeurs doivent s’appuyer sur des communications sans fil avec une vitesse et une faible latence pour permettre cette innovation aux opérations.

L’introduction de la 5G permet aux gros fichiers vidéo à 360 degrés d’être envoyés rapidement au casque de réalité virtuelle pour que l’opérateur puisse manœuvrer le robot bombardement facilement et en toute sécurité. Ce n’est qu’un exemple concret de la façon dont PNNL utilise la 5G pour libérer de nouveaux potentiels.

La 5G, le réseau mobile de cinquième génération, a le potentiel de tout pousser à l’extrême. Le 5G Innovation Studio de PNNL est un lieu de collaboration avec l’industrie pour explorer les utilisations et les risques de cette technologie émergente. (Vidéo par Eric Francavilla | Pacific Northwest National Laboratory)

Le studio d’innovation 5G

Il y a un an, PNNL et Verizon a annoncé un partenariat qui a fait de PNNL le premier laboratoire national du département américain de l’énergie avec la technologie sans fil ultra-large bande Verizon 5G.

Grâce à cette collaboration, le studio d’innovation 5G permet aux chercheurs de PNNL d’explorer comment la 5G peut transformer divers domaines de mission, y compris la sécurité des ports et des frontières, l’engagement de l’infrastructure du réseau et des capacités améliorées de regroupement homme-machine pour les premiers intervenants. Avec le réseau sur place, les chercheurs peuvent repousser les limites des capacités de la 5G grâce à leur expertise en cybersécurité, intelligence artificielle, réalité augmentée / virtuelle / mixte et Internet des objets pour profiter de tout, de la chimie et des sciences de la Terre, aux besoins des forces de l’ordre. .

«Le déploiement de la 5G est d’un grand intérêt pour nos sponsors fédéraux», a déclaré Scott Godwin, responsable de mission de Communications sans fil avancées chez PNNL. «Il présente des opportunités significatives pour les chercheurs d’identifier les opportunités et les risques associés à la connectivité de prochaine génération. La transformation numérique, dont la 5G est un élément clé, introduit de nouvelles dimensions des vecteurs d’attaque et des vulnérabilités grâce aux systèmes numériques connectés et un nouvel ensemble de défis pour la sécurité, la sûreté et la résilience des systèmes cyber-physiques. De nouveaux types d’attaques, des capacités de détection innovantes et des cas d’utilisation dans des opérations autonomes font de la 5G un point focal de recherche pour PNNL. »

Studio d'innovation PNNL
Le 5G Innovation Studio permet aux chercheurs de PNNL d’explorer comment la 5G peut transformer divers domaines de mission, y compris la sécurité des ports et des frontières, l’engagement de l’infrastructure du réseau et le renforcement de l’équipe homme-machine pour les premiers intervenants. (Photo par Andrea Starr | Laboratoire national du nord-ouest du Pacifique)

Application de la recherche 5G aux premiers intervenants

Le Département américain de la sécurité intérieure (DHS) est une agence fédérale à l’avant-garde de la recherche et de l’application de la 5G avec PNNL. Leurs travaux conduisent à des avancées dans les domaines de la surveillance sanitaire et des opérations à distance de véhicules autonomes ou augmentés.

Une innovation appelée VitalTag, développé avec le financement de la Direction des sciences et de la technologie du DHS, pourrait changer la donne pour les premiers intervenants lorsqu’il est associé à la 5G. Ce dispositif jetable à faible coût permet aux premiers intervenants de recevoir les signes vitaux des patients alors qu’ils sont en route vers un incident faisant des blessés massifs. Lors de l’incident, le personnel sur place peut placer un VitalTag sur les personnes blessées et ces données peuvent être envoyées aux premiers intervenants qui sont toujours en route. Une fois que l’équipe médicale arrive, elle sait dans quel état se trouve tout le monde et de quels types de traitements ils ont besoin. Les centres de traumatologie des hôpitaux locaux reçoivent les mêmes données, ce qui leur permet de se préparer à l’arrivée des patients et d’aider les médecins sur les lieux.

«La 5G a la bande passante à la fois pour obtenir aux ambulanciers les informations dont ils ont besoin sur place et pour prendre en charge le volume de données provenant de l’appareil en temps réel, et pour gérer des centaines de déploiements VitalTag à la fois», a déclaré Grant Tietje, spécialiste de la sécurité nationale au PNNL . «Avec la 5G, nous pouvons commencer à envisager d’utiliser la diffusion en direct depuis la scène pour aider les premiers intervenants et également envisager d’utiliser l’intelligence artificielle pour analyser ces données.»

Rapprocher la 5G des besoins de la mission

Un autre domaine pris en charge par le DHS concerne les nouveaux outils et analyses pour les applications d’investigation et de médecine légale. En utilisant une combinaison d’intelligence artificielle et d’informatique de pointe (dans laquelle l’informatique, ou la prise de décision, n’est pas centralisée mais se produit sur chaque appareil du réseau), les forces de l’ordre pourraient capturer, relayer et analyser des flux de données en temps réel les avec des informations pour les décisions critiques.

«La 5G est bien plus que de la vitesse. C’est un saut vers un avenir qui connecte pratiquement tout le monde et tout, y compris les machines, les objets et les appareils. Nous nous tournons vers les laboratoires nationaux comme PNNL pour rassembler les meilleures innovations de l’industrie afin de répondre à notre large éventail de besoins de mission », a déclaré Robert Newman, directeur du Bureau de l’engagement et des partenariats, Direction de la science et de la technologie du DHS.

Le DHS repousse également les limites de la 5G en poursuivant sa mission de sécurité portuaire. En collaboration avec le DHS, les chercheurs du PNNL examinent des architectures 5G avancées pour répondre aux contraintes de bande passante et des appareils dans la détection des rayonnements.

«Accélérer l’analyse et la prise de décision à travers un système de capteurs, d’appareils et de données en constante évolution pourrait faire la différence en matière de sécurité nationale pour nos opérateurs. Nous devons tirer parti des investissements de la 5G pour faire progresser les futures opérations portuaires sûres et sûres », a déclaré Scott Jansson, sous-secrétaire adjoint au soutien des systèmes au DHS Countering Weapons of Mass Destruction Office.

«Le réseau 5G Ultra Wideband de Verizon contribue à stimuler l’innovation pour les agences gouvernementales du secteur public», a déclaré Jennifer Chronis, vice-présidente fédérale chez Verizon. «Grâce à notre partenariat stratégique avec PNNL et à d’autres efforts en cours dans les secteurs civil et de la défense, le réseau 5G de Verizon aide le gouvernement à explorer les avancées dans des domaines critiques tels que la science, l’efficacité énergétique et la sécurité nationale.»

La 5G devrait être l’épine dorsale de nombreux futurs produits, services et applications susceptibles de stimuler la croissance économique et de transformer une recherche de grande envergure. C’est pourquoi PNNL se consacre au renforcement et à la sécurisation des infrastructures existantes et au soutien des futurs déploiements 5G qui permettront d’améliorer les opérations, d’améliorer l’apprentissage automatique, d’étendre les applications de l’intelligence artificielle et de transformer les interventions d’urgence, entre autres domaines.

Piste d'essai
Le travail de PNNL avec le DHS examine comment les architectures 5G avancées pourraient répondre aux contraintes de bande passante et de périphérique dans la détection des rayonnements pour la sécurité des ports. (Photo par Andrea Starr | Laboratoire national du nord-ouest du Pacifique)

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