Las bombas al borde de la carretera son asesinos furtivos y efectivos. Son fáciles de fabricar y ocultar, convirtiéndola en el arma preferida de los insurgentes y terroristas de todo el mundo. Encontrar y deshabilitar estos dispositivos letales es muy difícil. El ingeniero eléctrico Dennis van de Wouw de la Universidad Tecnológica de Eindhoven (TU / e) tiene, en estrecha colaboración con la industria y los expertos del Ministerio de Defensa de los Países Bajos, desarrolló un sistema de alerta temprana en tiempo real. Cuando se monta en un vehículo militar, puede detectar automáticamente la presencia de esas bombas registrando cambios sospechosos en el entorno. Defenderá su tesis de doctorado el 11 de diciembre en TU / e.

Bombas al borde de la carretera, o los llamados dispositivos explosivos improvisados ​​(IED), son una seria amenaza tanto para las tropas como para los civiles en las zonas de conflicto. Se fabrican fácilmente utilizando elementos domésticos comunes, y, con instrucciones ampliamente disponibles en línea, su construcción ya no requiere entrenamiento militar. Debido a su alto impacto (más del 66% de las bajas de la coalición en la guerra en Afganistán son el resultado de los artefactos explosivos improvisados), facilidad de construcción y relativa indetectabilidad, se han convertido en el arma favorita de insurgentes y terroristas en zonas de conflicto de todo el mundo.

Para reducir las bajas durante los transportes militares, Se requiere una vigilancia frecuente de las rutas de alto riesgo. Un método eficaz de vigilancia son las patrullas terrestres, que localizan amenazas potenciales mediante la búsqueda de patrones sospechosos en el entorno. Esta es una tarea muy exigente, porque los seres humanos tienen dificultades para concentrarse en una tarea durante más tiempo en un entorno desconocido. Por lo tanto, surge una necesidad urgente de un sistema que pueda ayudar al personal militar a encontrar amenazas potenciales durante la conducción.

Cualquier tamaño, forma o color

Dennis van de Wouw y sus socios del proyecto desarrollaron un sistema de alerta temprana en tiempo real para IED que está montado en un vehículo. Este sistema es capaz de detectar automáticamente objetos desconocidos y cambios sospechosos en el entorno. La detección automatizada de tales objetos desconocidos es muy difícil utilizando técnicas de detección convencionales. ya que simplemente no se sabe cómo es el IED. Podría tener cualquier tamaño, forma y color.

En lugar de, partieron de la suposición de que la colocación de un IED provoca cambios sutiles en el entorno, como excavar pistas u objetos recién aparecidos, como disparadores utilizados por insurgentes o terroristas para detonar el artefacto explosivo improvisado. Por lo tanto, Van de Wouw equipó un vehículo militar con un sistema de video inteligente que es capaz de encontrar automáticamente cambios sospechosos en el entorno mientras conduce. Este sistema consta de una cámara estéreo (una cámara con dos lentes que genera imágenes en 3-D), un sistema de posicionamiento GPS y una plataforma de análisis de imágenes.

El sistema registra automáticamente el entorno y lo compara con imágenes grabadas anteriormente, por ejemplo, durante una operación de limpieza anterior (consulte el ejemplo anterior). A continuación, el sistema analiza todos los cambios. Solo aquellos cambios que indican la posible presencia de un IED se presentan al operador militar a través de una interfaz gráfica de usuario interactiva. "Esto permite a un operador militar tomar las medidas adecuadas, como detenerse a tiempo para una inspección más detallada de la amenaza potencial, o evitarlo por completo, "dice Van de Wouw.

Desafío

Su principal desafío fue diseñar un sistema que fuera capaz de comparar con precisión imágenes históricas y en vivo del entorno. Esto no es trivial:el punto de vista de las grabaciones puede diferir, así como las condiciones climáticas y la hora del día, creando cambios confusos en perspectiva e iluminación. Usando cámaras estéreo, modelado 3-D avanzado y análisis de imágenes automatizado, Van de Wouw pudo crear un sistema robusto que puede detectar con éxito cambios sospechosos en el entorno. Es más, realizó los primeros experimentos exploratorios con Inteligencia Artificial, que muestran capacidades de detección prometedoras incluso en condiciones de iluminación severas.

El sistema desarrollado se ha demostrado con éxito al Ministerio de Defensa holandés, mostrando sus capacidades de detección en un terreno militar. Allí, fue capaz de detectar todos los objetos de prueba "desconocidos" y los cambios con al menos un contraste medio. Por tanto, el Ministerio está muy contento con el trabajo de Van de Wouw y sus socios. especialmente con la velocidad a la que el nuevo sistema procesa las señales de advertencia.

"La advertencia de amenaza debe llegar a tiempo, para que el vehículo militar pueda detenerse a una distancia segura de la bomba al borde de la carretera. Esto ejerce una gran presión sobre la gestión del tiempo para el procesamiento en paralelo. Hasta ahora, todos los resultados parecen muy prometedores, "dice Silvester de Bruin, asesor de innovación del Ministerio.

Según Van de Wouw, el nuevo sistema de alerta temprana es uno de los pocos sistemas de detección de cambios funcionales para contrarrestar los artefactos explosivos improvisados, capaz de encontrar pequeños cambios sospechosos en el entorno en tiempo real. Ahora trabaja para ViNotion, una spin-off del grupo de investigación Video Coding and Architectures en TU / e, donde sigue desarrollando esta tecnología en estrecha colaboración con el Ministerio de Defensa.