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Crédito: DARPA
Lançado em 2008 para melhorar a capacidade de detectar ameaças a distâncias distantes, DARPAO programa CT2WS da USAF usa ondas cerebrais humanas, sensores aprimorados e algoritmos cognitivos para melhorar a detecção visual de ameaças, identificando até 91% dos alvos durante os testes com taxas de alarmes falsos extremamente baixas e ampliando o campo de visão de um combatente para 120 graus.
Para os combatentes que operam no terreno, a capacidade de detectar ameaças a distâncias pode salvar vidas. Quando a cobertura avançada de radar e drones não está disponível, os combatentes normalmente confiam na sua própria visão para examinar os arredores. No entanto, a digitalização de uma área ampla é um desafio devido à quantidade de território que deve ser revisada, ao campo de visão limitado do olho humano e aos efeitos da fadiga. As tecnologias atuais, como binóculos, câmeras e radares portáteis, podem ajudar a melhorar a visibilidade e aumentar a taxa de detecção de ameaças. Infelizmente, as actuais taxas de falha de 47 por cento ou mais utilizando estas tecnologias deixam os combatentes despreparados e vulneráveis.
A DARPA lançou o programa Cognitive Technology Threat Warning System (CT2WS) em 2008 com o objetivo de maximizar a conscientização dos combatentes sobre seu entorno, desenvolvendo dispositivos portáteis de detecção visual de ameaças. O CT2WS conseguiu criar um kit de tecnologia capaz não apenas de identificar até 91% dos alvos durante os testes com taxas de alarmes falsos extremamente baixas, mas também de ampliar o campo de visão de um combatente para 120 graus quando todos os componentes do kit são usados em conjunto. Ao incorporar um radar comercial (o sistema de vigilância Cerberus Scout), a detecção de alvos atingiu 100%.
“A DARPA decidiu resolver um desafio comum para as tropas avançadas: como detectar com segurança ameaças potenciais e alvos de interesse sem torná-los um desperdício de recursos?” disse Gill Pratt, gerente do programa DARPA. “O sistema protótipo demonstrou uma taxa de falsos alarmes extremamente baixa, uma taxa de detecção na casa dos noventa, ao mesmo tempo que reduz a carga do operador.”
O sistema CT2WS inclui três tecnologias de componentes: uma câmera de vídeo eletro-óptica montada em tripé de 120 megapixels com um campo de visão de 120 graus; algoritmos de processamento visual cognitivo que podem ser executados em laptops ou computadores mais potentes para identificar alvos potenciais e fornecer imagens para revisão do operador; e um boné de eletroencefalograma (EEG) que monitora os sinais cerebrais do operador e registra quando o operador detecta uma ameaça. Os componentes podem ser configurados conforme necessário para funcionar com sistemas existentes e atender a requisitos de missão específicos.
O CT2WS baseou-se no conceito de que os humanos são inerentemente hábeis em detectar o incomum. Mesmo que uma pessoa possa não estar consciente do movimento ou da aparência inesperada, o cérebro detecta-o e desencadeia a onda cerebral P-300, um sinal cerebral que se pensa estar envolvido na avaliação ou categorização de estímulos. Ao melhorar os sensores que capturam imagens e filtram os resultados, um usuário humano que usa um boné de EEG pode visualizar rapidamente o conjunto de imagens filtradas e deixar a capacidade natural de detecção de ameaças do cérebro funcionar. Os usuários veem aproximadamente dez imagens por segundo, em média. Apesar dessa sequência rápida, os sinais cerebrais indicam ao computador quais imagens eram significativas.
O uso de filtragem humana baseada em EEG reduz significativamente a quantidade de alarmes falsos. Os algoritmos cognitivos também podem destacar muitos eventos que de outra forma seriam considerados irrelevantes, mas que na verdade são indicações de ameaças ou alvos, como um pássaro voando ou o balanço de um galho. Nos testes do kit CT2WS completo, sem radar, o sensor e os algoritmos cognitivos retornaram 810 alarmes falsos por hora. Quando um ser humano usando o boné EEG foi introduzido, o número de alarmes falsos caiu para apenas cinco por hora, de um total de 2.304 eventos-alvo por hora, e uma taxa de reconhecimento de alvos bem-sucedidos de 91%.
Os testes de campo do sistema CT2WS foram realizados em terreno desértico em Yuma Proving Ground, no Arizona, em terreno tropical no Havaí e em terreno aberto em Camp Roberts, na Califórnia. A DARPA forneceu uma demonstração final do sistema CT2WS para oficiais do Exército em Fort Belvoir, Virgínia.
A tecnologia CT2WS está sendo transferida para o Laboratório de Visão Noturna do Exército.