采访：北约CMRE主任凯瑟琳·华纳博士
在CMRE，这不仅关乎科学。这是关于建立对弹性系统的信任和信心。意大利拉斯佩齐亚北约海事研究与实验中心主任凯瑟琳·华纳博士专访
告诉我们一些关于您自己和CMRE的信息。 CMRE会做什么，您如何看待任务的发展？
我是从五角大楼来到这里的，当时我是操作测试和评估总监的科学顾问。我的经验是与操作员一起准备要投入使用的系统。现在我在CMRE，我们正在努力使自己与战斗人员息息相关。科技并不一定总能获得大部分资金。即使在军事指挥中，如果军方不知道您在做什么，我们也必须证明我们是相关的。我们已经由联合指挥转型（ACT）资助，但现在我们是由客户资助的中心。 ACT仍然是我们最大的客户。他们资助了我们工作的75％左右，但这主要是基础研究，而TRL却很低（技术准备水平）。我们也对当今的解决方案感兴趣，并且我们已经成功地与北约海事司令部MARCOM合作。例如，我们已经能够提供我们在反潜战（ASW），地雷对策（MCM）和环境知识/作战效能（EKOE）方面的专业知识，这些知识可能是战场特征或军事环境评估海洋学。
环境知识基本上是实时表征海洋和大气状况如何影响运营的特征。我们最近在参加北约演习方面取得了非常好的成绩，例如“动态猫鼬”，这是在GI-UK缺口中进行的年度ASW试验。实际上，我们今年是演习的一部分，我们将在2019年再次进行演习。我们参加了Dynamic Monarch，这是一个苦恼的潜艇演习，我们能够使用我们的数字水下通信协议与那艘潜艇进行聊天玩苦恼的潜艇。我们没有尝试理解乱码的水下电话，而是使用了一个名为“ WetsApp”的应用程序，该应用程序类似于水下WhatsApp，它基于我们在这里开发了10年的JANUS数字水下通信协议。
我们现在正在葡萄牙海岸附近进行另一项练习，以研究如何将这种数字通信纳入陷入困境的潜艇学说和战术中。我们还一直与北约常设海事小组SNMG 1和2进行合作。因此，与运营商合作已成为展示我们相关性的一种方式。二十年前，人们不愿与无人驾驶飞机合作，但今天却很普遍。我们希望现在让操作员适应无人驾驶海事系统。有新一代的水手将习惯于使用无人系统。但是仍然存在一些陌生和不确定性。因此，我们有责任进行一些练习，向他们展示这些系统可以提供的功能。我们的新型传感器具有合成孔径声纳和自动目标识别功能，因此性能更好。因此，我们希望与运营商进行对话，以了解科学可以为他们做些什么，以及让我们的科学家了解运营商的需求。这对于下一步进行系统开发很重要。
您会继续进行基础研究吗？
绝对-您必须从那里开始。但是我确实看到我们可以在更高的TRL范围内做更多的工作，直到在操作环境中进行原型设计和演示为止。
您运行了从基本到应用再到原型的整个范围？
我看不到我们要使系统直接过渡到部署在舰队的运营服务中。许多集成部分尚未解决。我们仍然必须乘橡皮艇出去并将它们放入水中。
我猜这取决于您要证明的内容–概念是否正确，或者系统是否能够执行特定任务？
您不希望它失败。因此，您想开发技术，然后再开发概念技术演示器。我认为我们可以为北约做到这一点。
您在这里拥有世界一流的设施。您如何向一个不知道您做什么的人描述呢？
我是一个完美的人，因为我来这里之前并不了解CMRE。在冷战期间，人们可能对SACLANT中心很熟悉，后来我们将其称为北约海底研究中心（NURC）。今天我们是CMRE，但我认为我们并不知名。与NUWC纽波特或NSWC巴拿马城相比，我们并不庞大，大约有150人。但是，令我感到兴奋的是，我们有自己的想法来到这里的科学家，还有年轻的专业人员都有机会开始团队合作。我们的工程部门非常出色，他们能够理解概念并将其转变为可以为科学家获取有意义数据的真实实验。我认为我们的工程部门没有得到足够的好评。他们可以做任何事情，并将使它起作用。在我窗户的外面，我们有一个安装在三脚架上的水下声传感器网络。它被称为沿海海洋天文台网络（LOON），研究人员可以从任何地方的办公室访问该网络。他们可以发送波形并在LOON上运行它们，并查看它们在海底环境中的性能。我们的工程师可以构建和修改系统，并通过我们拥有的两艘研究船Alliance或Leonardo将系统带到海上。可以想象，将科学带入大海真的很困难，而且确实很昂贵，而且没有哪个国家能做到这一点。在美国，这是很正常的事情，但是大多数国家实际上并没有能力拥有这种能力。当我们带着将要执行的任务包或试验参加联盟时，我们将有几个不同的国家参加。 Alliance是全球一流的研究船，并经过冰硬化处理，可在极端纬度下运行。每年我们几乎都去过北极。今年夏天，当我们到那里时，我们有来自七个不同国家和不同研究机构的合作者。一个人只有一个滑翔机，他们想测试一个新的传感器。其他人进行了一系列实验，他们希望收集解决方案数据。我们从Faeroes一直到Svalbard收集数据。一个组织不能仅凭一架滑翔机去那里。一月至三月，我们收到了由国家科学基金会（National Science Foundation）资助的伍兹霍尔（Woods Hole）宪章，在冰岛和格陵兰岛附近的水域开展业务。我们之所以有需求，是因为我们是每年都向北高空航行的仅有的，具有结冰能力的全球研究船之一。
联盟已经存在30年了。您打算替换她吗？
我们已经开始考虑这一点。 CMRE不可能无力购买另一个联盟。这必须是北约的决定。我们必须前往各国，问他们：“您是否要保持这种全球研究能力，以在高北部的海上进行科学？”如果这样做，那么我们必须经历北约寻找资金的过程。写下我们的要求，然后找到一家建造这艘船的公司。
研究船联盟。照片：CMRE 您必须与政府，私营部门或学术界的合作伙伴达成许多合作与协作协议。
我们治理的一部分是北约科学技术委员会，它们有一个较小的委员会，称为海事科技委员会-MSTC，其中包括海事国家。他们是每年两次来这里的顾问，我们会对我们的计划进行全面审查。各国对我们的计划提供反馈。尽管ACT是我们的主要客户，但北约的所有资金都来自各个国家，因此它们最终都是客户。
除了您在此处开发的平台，传感器或系统之外，您还帮助各国测试或评估自己的系统吗？
随着国家对自主海事系统使用的增加，将需要一定范围的范围来评估其系统和技术。我们认为我们可以为各国提供测试和证明特定自治系统可以在特定环境中成功运行的能力。我们专注于互操作性。因此，当国家/地区发展能力，需求和进行收购时，我们可以彼此共享信息，并确保它们可以协同工作。我们认为CMRE可以为联盟提供评估和认证。
尽管该中心过去一直专注于ASW，但是今天您要注意所有领域。
实际上，我们正在开发一种多领域的无人控制系统：在海，海面和空中。由于我们在JANUS（北约STANAG，即北约数字水下通信标准）方面的经验，我们实际上在这一领域有一定经验。
您是自己制造车辆和平台，还是在公开市场上购买系统？
我们有市售的浮力滑翔机UUV和USV，并且我们正在与它们做各种工作。我们拥有Bluefin 21，Ocean Explorer和Remus等水下交通工具。使用我们所有的各种车辆，我们将它们拿走，然后将它们拆开，然后将所有物品放入其中。
因此，您的工程师可以对它们进行自定义...
我们的工程部门绝对是皇冠上的明珠。科学家想出了主意，但工程师确实做到了。 JANUS是我们在此处开发的水下通信协议，现在是北约标准。去年，我们进行了JANUS-Fest活动，并在我们的盆地附近建立了所有制造水下调制解调器的公司。我们的工程师拆解了水下调制解调器，并将它们全部制成，使其兼容。我们将JANUS放在它们之上。这听起来很有趣-因为JANUS只是一个协议-但它们都有自己的专有调制解调器，我们为他们提供了我们的JANUS开源C ++协议。到本周末，他们所有人都可以使用自己专有的调制解调器软件互相交谈，但JANUS居首。就像Google翻译。我们没有与行业竞争。我们支持民族工业–这就是我们的目标。我们先提出概念，然后让行业建立它。借助JANUS，这些不同的调制解调器制造商可以彼此对话，而无需更改任何内容或放弃任何专有的内容。
各国愿意向您寻求帮助吗？
如果我们帮助本国的工业，各国将支持我们。我们通过设计拖曳阵列帮助了意大利的国防公司莱昂纳多，并把它们带到这里并向他们展示了制作方法。现在，我们正在帮助他们开发用于战斗系统的软件和决策辅助工具，以供使用。我们承担了费用，但建立和销售该系统的是意大利的行业。
因此，让我们谈谈ASW和MCM。以前，它是SACLANT中心，即北约海底研究中心，当时是该中心关注的焦点。 ASW在这里的状态如何？
反潜战是一个非常复杂的任务领域。 ASW大约是我们计划的三分之一。但是我们的许多其他计划，例如环境评估，显然也支持ASW。例如，如果您了解水柱，则知道将传感器放置在何处。我认为防雷措施是反潜战的极端扩展，目标不是移动或辐射噪音。因此，从某种意义上讲，它们都是相关的。在CMRE，我们称其为“协作式ASW – CASW”。ASW总是很困难–它将始终是资产密集型的。今天，我们使用带有声纳的直升机。海上巡逻飞机投下声浮标；装有安装在船体上的传感器的护卫舰；和带有拖曳阵列的潜艇-对于ASW来说，这是很多工作。
我不认为一千个无人驾驶系统将取代所有这些，但我认为它可以做一部分。现在，我们的主要目标之一是与一些国家进行运营研究，在这些国家中，ASW的某些部分具有成本效益和运营效率，因此我们应使用无人驾驶系统。我们可以查看许多不同的场景，但是其中之一是在某些地理敏感的位置设置屏障，在该位置上无人系统提供持续监视。我们正在研究不同类型的车辆和传感器套件一起工作。我们正在寻找海底的东西，拖曳的阵列，数据中继和多静态系统。我们正在进行研究和运营研究，以找到有效，可互操作且可负担的解决方案。那是研究部分。
然后，我们进行设计并进行实际的实验和开发部分，以验证概念。我们已经开发了新的阵列；我们已经开发了用于处理它们的新算法；我们拥有新的JANUS通信协议，因此它们可以彼此通信并返回母舰。我们将在拉斯佩齐亚湾进行一些广泛的试验，以考察我们今年推出的一些新产品。然后，希望我们可以将实验整合到这些主要的北约演习之一中，例如“动态猫鼬”北约舰队的ASW演习。我们正在尝试找出无人驾驶系统最适合运营的地方，然后我们正在科学地使它们变得更好，更智能，可互操作，自治且更有效。
和地雷作战？
我们度过了美好的一年。现在，我们已经能够在其他人的船上部署我们的工具包。北约MARCOM –海事司令部，有一个常设的地雷对策小组。去年，英国船-HMS Enterprise-是旗舰，他们邀请我们将系统安装到船上。因此，我们将无人系统以及HMS Enterprise上的科学家和工程师带入了西班牙Minex和意大利Minex的防雷演习。它们各自的重点稍有不同，但是在两种情况下，我们都是从船上启动系统的。在第一个中，我们正在研究如何进行计划和评估-这是防雷措施的重要组成部分，并且可以更实时地完成任务后分析，而不是等待车辆被回收并提取数据，以便我们进行处理和分析。
我们希望尽快知道是否发现了类似地雷的物体。因此，现在我们几乎可以实时看到这些东西。我们已经进行了深度学习，并具有卷积神经网络，可将其应用于矿山形状的复杂声学数据的近60年经验中。在实验室中，我们已经能够使用它来训练这些算法来识别地雷形状。而且我们可以将其放到系统上，并具有车辆自行确定发现真实目标的能力，因为它已经学会了。然后，它可以与具有不同类型传感器的另一辆车通话，他们可以决定如何最好地接近和收集有关该目标的信息并做出协作决策。我们已经证明了深度学习；将自动目标识别器安装在车辆上；并让车辆互相交谈。当我们做意大利Minex车时，意大利海军将他们的Efolaga无人驾驶工具放在水中，我们与他们进行了交谈。我们使用了开放式结构的MUSCLE（用于浅水隐蔽沿海探险的扫雷UUV）车辆，该车辆是通用动力飞行任务系统Bluefin-21的改进型。我们没有对他们的车辆做任何事情-但是我们的MUSCLE车辆可以确定他们是哪种车辆，以及需要哪种通信，而MUSCLE可以说：“嘿，Efolaga！我是肌肉。你可以去看看这张照片吗？”
您能告诉我们有关海湾地区水下网络LOON的哪些信息？它是什么？它是如何工作的？
它看起来并不花哨。它基本上是一堆位于底部的三脚架，但它们上面装有声音传感器。它们是可以互相交谈的节点。您可以从实验室的此处直接访问网络。实际上，任何想要尝试波形的人都可以将其发送给我们的一位科学家，看看它在水中的表现如何。
关于您的员工，您能告诉我些什么？
我一直在吹牛我们的工程团队。我们绝对拥有令人敬畏的工程师，他们拥有令人难以置信的想法，以及良好的职业道德和想法。我们大约有50名工程师。我们也有出色的科学家。我们始终能够吸引来自联合国的顶级科学家。目前，我们有47名北约平民，以及20多名“访问研究人员”，他们将在这里与我们合作数月。我们现在有来自法国海军学院的一对学生，他们正在致力于深度学习和自动目标识别。
我们可能有一位教授，一名研究生，或者来自美国一个应用物理实验室的某人。他们可能会在这里待更长的时间，最多一年。这是持续不断的。而这正是CMRE的意义所在，就是让人们带着他们的专业知识，经验和知识来到这里，并加深对北约的挑战和机遇的了解。他们可以与同事共享。一位科学家可能会来这里签订为期三年的合同，该合同可能会续签。他们甚至可能停留更长的时间。但是我们真的希望科学家们来到这里并在他们的领域中工作—无论是信号处理，自动目标识别，ping窃取，无论他们是什么领域—然后回到他们的国家继续在他们的国家研究实验室进行这项工作，然后派其他科学家来这里。创建这个中心时就是这个想法。因此，我们有来自北约各国的众多科学家和工程师。我们拥有负责管理研究船队Alliance和Leonardo的船务办公室。与大多数组织一样，我们拥有IT。但是当我说IT时，它不仅仅是管理本地网络和工作站。我们拥有可以进行软件开发的科学网络-因为我们的某些产品实际上是软件。我们进行了大量的大数据分析，并创建决策工具来查看不同类型传感器数据的融合。我们实际上是为我们的车辆开发软件。因此，IT在这里非常重要。
您在海域感知和AIS方面做得很多吗？
是。我们有一个小组正在收集和融合大量的AIS和雷达数据，并进行了大量的预测，例如，如果船舶关闭了AIS，可能会驶向何处。我们采用海洋生活模式来了解特定区域中海域及其周围正在发生的事情。我们还试图教机器像人一样思考。在分析船舶可能正在做的事情时，即使信息冲突，人类也最能理解正在发生的事情。但是人类无法吸收如此大量的数据。我们正在尝试教我们的算法像人一样思考，因此我们进行了大量严肃的游戏。我的首要任务之一是使我们的网络更加强大，更具弹性，并对其进行改进和现代化。
您对学生或学者有什么建议？他们有机会来这里吗？
绝对。那就是我们在这里的目的。我们为本地初级科学家提供职位。我们与不同国家的大多数海军学院开展合作，他们将学员派遣到这里。比利时今年夏天在这里有一个学生，他们希望每年继续这样做。
您也有一个非常吸引人的STEM程序。
我们与拉斯佩齐亚的学校合作。这非常贴切，因为我们希望鼓励年轻人，尤其是年轻女性加入STEM。当我们考虑保持技术优势时，我们需要的一件事是合格的人才，这首先要让人们接受STEM的教育。在拉斯佩齐亚（La Spezia），学制非常有趣，与美国不同。您可以选择想要读的哪所高中，如果您想进入技术领域，则可以选择技术高中。在他们的三年级和三年级时，他们必须担任实习生，我们与他们一起成为了他们的高中生可以来的地方之一。您不会相信它们在技术上有多么先进。我们在CMRE进行了一些有关声能对海洋哺乳动物影响的研究。我们进行了一系列的实验，并积累了很多数据。这对我们的国家来说是有意义的，因为我们要避免伤害海洋哺乳动物。因此，我们将这些声学数据提供给了学生，他们能够进行一个科学项目来分析这些数据，然后他们便能够在五月与欧洲鲸类动物学会举行的这个非常著名的会议上展示他们的发现。学生们对他们的分析结果进行了一系列的介绍。这是巨大的成功，我们希望继续这种关系。我们希望让学生设计自己的实验，以便他们能够在CMRE进行实验。
也许他们最终有一天会来这里工作吗？
负责这项La Spezia学校系统这项工作的女士实际上在这里工作。实际上她的父亲在这里工作。
您的最终客户是战士。您想让他们知道您在这里做什么？
我将回到一开始所说的内容–对我们而言，进行这些练习非常重要。不只是我们可以做科学。当我们拥有正确的环境，目标和沟通联系时，我们可以做到这一点。但是还有更多。对于战士和新一代操作员，我们希望他们对使用自主系统感到舒适和自信。他们需要信任。
我希望他们知道我们在这里做什么–构建他们可以信任的弹性系统。我们希望水手们信任他们，以便他们使用它们。
