NATO Şehir Operasyonları Raporu’na göre 2030 yılına kadar dünya nüfusunun %60’ı şehirlerde yaşamaya başlayıp, askeri operasyonların çok büyük bölümü şehirlerde gerçekleştirilecektir.
Şehir içinde gerçekleşen çatışma ortamlarında sivillerin mevcudiyeti, operasyonların hassas şekilde yürütülmesini gerektirmektedir. “The International Forum to Advance First Responder Innovation” (IFAFRI), 2018 Analiz Raporu’nda aşağıdaki eksiklikler belirtilmiştir:
Ekip içindeki görevlilerin durumlarının, aktivitelerinin gerçek zamanlı uzaktan takibi
Gerçek zamanlı olarak risklerin ve tehlikelerin tanımlanması ve takibi
Acil müdahale ekiplerinin gerçek zamanlı konumları (özellikle kapalı alanlarda)
Acil müdahale ekiplerinin sağlık durumlarının takibi, acil durum ve anomalilerin tespiti
Bu eksiklikleri gidermek için çeşitli teknolojiler ve çözümler mevcuttur. Anlık durumsal farkındalık, artırılmış gerçeklik, sensör füzyon ve network (5G vb.) teknolojileriyle askeri tim/acil müdahale ekiplerini donatmak tüm dünyada önemli bir yetenek haline gelmiştir. Hareket algılama ve kapalı ortam konumlandırma sistemlerinin entegre bir şekilde kullanılması ile askeri ekiplerin aktivitelerinin ve konumlarının gerçek zamanlı takibi mümkün olmaktadır. Böylelikle, askeri ekiplerin takım içi durumsal farkındalıkları artırılabilmektedir.
Hareket Algılama Sistemleri
Hareket algılama sistemi ile tim personelinin tüm vücut hareketleri gerçek zamanlı olarak takip edilebilmektedir. Yapay zekâ algoritmaları ile bu hareketler sınıflandırılarak kişinin ne tür bir aktivite içinde olduğu anlaşılabilmektedir. Ayrıca, yorgunluk, baygınlık gibi anomaliler tespit edilebilip timlerin aktivitelerinin uzaktan takibi yapılarak risk ve tehditler tespit edilebilmektedir.
Hareket algılama sistemlerinde, sahadaki askerin fiziksel aktivitelerini uzaktan takip etmek için ataletsel ölçüm sistemleri kullanılmaktadır. Vücudun 10 farklı noktasına takılan ataletsel ölçerler sayesinde vücudun duruş şekli gerçek zamanlı olarak algılanmakta ve operasyon merkezine aktarılmaktadır. Bu sensörler kablosuz çalışmakta ve düşük enerji tüketmektedir. Şekil 1’de sistemin temel yapısı gösterilmektedir.
Vücuda takılan sensörlerin içinde 3 eksenli ivmeölçer/dönüölçer/ manyetometre bulunmaktadır. BLE üzerinden toplanan veriler bir Wi-Fi ağ geçidiyle askeri bir bulut sistemine aktarılmaktadır. Toplanan veriler bulutta çalışan yapay zekâ algoritmalarıyla hızlıca sınıflandırılmaktadır. Bu sayede askerin aktiviteleri (koşmak, yürümek, merdiven çıkmak, silah doğrultmak gibi) uzaktan algılanabilmektedir. Bu aktivite, hem anlık olarak AR gözlüklerden hem de VR arayüz üzerinden operasyon merkezinde izlenebilmektedir.
Kapalı Alan Konumlandırma
Dış ortam konumlandırma küresel seyrüsefer uyduları ile yapılmaktadır, kapalı mekânlarda konumun takip edilmesi, günümüzde üzerinde çalışılmakta olan bir konudur. 2000’lerin başında Bluetooth ve Wi-Fi teknolojileri kullanılarak, alınan sinyal gücüne bağlı kapalı alan konumlandırma sistemleri geliştirilmiştir. Ancak bu sistemlerin konum doğruluğu 5m civarındadır. Ultra-wide-band (UWB) teknolojisinin gelişmesi ile kapalı alan konumlandırma başarısı yaklaşık 15-20cm doğruluk ile yapılabilmektedir.
Kapalı ortam konumlandırma sistemlerinde genel olarak konumlandırmanın yapılacağı alana yerleri önceden belirlenmiş sabit noktalara sinyal kaynağı (beacon) yerleştirilir ve bu noktalar referans alınarak konumlandırma yapılır. Ancak bu durum operasyon esnasında ilk kez girilecek kapalı ortamlar için pratik değildir. Askeri ve operasyonel timlerin konumlandırmasında daha önceden alt yapı kurulmamış bir alanda bu sistemin kullanılabilmesi önemli bir husustur. Bunun için, kapalı ortama ilk girildiğinde daha az sayıda sabit sinyal kaynağı tim tarafından girişe bırakılır. Az sayıda sinyal kaynağı kullanılıp, diğer UWB modüllerinin hareketli askerler üzerine takılmasıyla hızlı bir kurulum yapılarak sistemin çalışması sağlanabilir.
Takım içi Farkındalık Sistemi (TAFAS)
Dijital ikiz konsepti tüm dünyada hızla geliştirilmektedir. Bu kapsamda askeri takımların durumsal farkındalıklarının artırılabilmesi için HAVELSAN’da Takım içi Farkındalık Sistemi (TAFAS) geliştirilmektedir. TAFAS, hareket algılama sistemini ve UWB tabanlı kapalı ortam konumlandırma sistemini içermektedir. Kapalı ortam konumlandırma sistemler pazarının 2023’e kadar yılda ortalama %23 büyüyerek 23.6M$’a, hareket yakalama sistemler pazarının 2023’e kadar yılda ortalama %9 büyüyerek 187M$’a ulaşacağı öngörülmektedir. Projede yapılan geliştirmeler için acil müdahale ekiplerinde yer alan uzmanlardan (itfaiye, polis, askeri özel harekât, acil durum hekimleri derneği vb.) görüş alınmıştır.
TAFAS ile ilgili ilk çalışmalar 2017 yılında başlamıştır. Literatür taraması ve matematiksel modellemenin ardından prototip COTS ürünler kullanılarak bir araya getirilerek ve insanlar üstünde hareket verileri toplanarak algoritmalar sıfırdan geliştirilmiştir. Geliştirme sırasında patent başvurusu da tamamlanmıştır. Proje ile sahadaki askerin anlık olarak durumunun takibi ve ekip içinde paylaşımı, giyilebilir sistemlerle sağlanacaktır. Sistem aynı zamanda acil müdahale ekipleri (emniyet, itfaiye vb.) için de kullanılabilecektir. Kapalı ortam konumlandırma sistemi, gövde takip sistemi, yapay zekâ teknolojilerinin birleştirilmesi ile otomatik aktivite algılama sistemi geliştirilecektir. Elde edilen bilgiler Şekil 2’de gösterildiği gibi donatılmış tim personeline AR gözlük üzerinden gösterilebilecektir. Aynı zamanda operasyon merkezinde sanal gerçeklik arayüzü üzerinden personel konum ve durumu takip edilebilecektir. Sistem AR-GE aşaması bittikten sonra HARBİYE ve ASGER gibi diğer HAVELSAN sistemlerine de entegre olacaktır.
Uluslararası Ar-Ge çalışmaları kapsamında HAVELSAN koordinatörlüğünde 13 farklı ülkeden toplam 24 ortağın bulunduğu konsorsiyum, TeamAware proje teklifini hazırlamıştır. TeamAware projesi 92 proje arasından 15.0/15.0 tam puan alarak Avrupa Birliği H2020 programında 1. proje seçilmiştir ve finans desteği kazanmıştır. HAVELSAN projenin teknik yönetiminin dışında, giyilebilir sensörler ve yapay zekâ algoritmalarıyla acil müdahale ekibinin durumsal farkındalığı, aktivite tespiti ve KBRN modellemesi görevlerini de üstlenmektedir.
Kaynakça
The World’s Cities in 2016,» 2021 / https://www.un.org/en/development/desa/population/publications/pdf/urbanization/the_worlds_cities_in_2016_data_booklet.pdf.
IFAFRI Capability Gaps / https://www.internationalresponderforum.org/capability-gaps-overview.
Overview of Dismounted Soldier Systems STO Technical Report, TR-SET-206-Part-II, NATO, 2018.
Indoor Positioning and Navigation Market, / https://www.industryarc.com/Report/43/global-indoor-positioning-navigation-market.html. Erişildi: 2021].
Global 3D Motion Capture System Market, By Type (Hardware, Software, Service), By System (Optical 3D Motion Capture System, Non-Optical 3D Motion Capture System) By End-User (Media and Entertainment, Biomechanical Research and Medical, Engineering & Desig,7 / https://www.marketresearchfuture.com/reports/3d-motion-capture-system-market-3026.
Kaynak: HAVELSAN Dergi 9. sayısı / HAVELSAN Modelleme ve Sensör Teknolojileri Takım Lideri Dr. Tolga Sönmez / HAVELSAN Sistem Mühendisi Çağlar Akman