Ao redor de Washington, D.C., a Região da Capital Nacional (National Capital Region – NCR) é parcialmente protegida por um sistema integrado de defesa aérea instalado após o 11 de setembro para monitorar os céus e defender contra ameaças aéreas. Esse sistema é monitorado por meio de uma rede de câmeras e lasers que está passando por um processo de modernização.
O novo sistema de reconhecimento e identificação visual baseado em inteligência artificial está distribuído por toda a NCR e oferece um aumento exponencial de capacidade em comparação com o sistema antigo. Conhecido como o Sistema Aprimorado de Consciência Situacional Regional (Enhanced Regional Situational Awareness – ERSA), ele é monitorado de perto pelo Setor de Defesa Aérea Oriental (Eastern Air Defense Sector – EADS) em Rome, Nova York.
“Se precisarmos validar dados de radar que não podemos determinar com certeza o que são, podemos utilizar o sistema de câmeras como um recurso para observar essa localização específica e ajudar no processo de validação”, disse o Sargento-Mestre da Força Aérea Kendrick Wilburn, membro da Guarda Aérea Nacional de Nova York e suboficial encarregado das capacidades e requisitos no Centro Conjunto de Operações de Defesa Aérea (Joint Air Defense Operations Center – JADOC) na Base Conjunta Anacostia-Bolling, em Washington, D.C.
O JADOC abriga um esquadrão da Guarda Nacional do EADS que, em parceria com o Exército, opera o ERSA. Quando há ameaças percebidas dentro da NCR, os operadores do ERSA no JADOC atuam como uma extensão do setor para avaliar rapidamente a situação e determinar se precisam alertar o tráfego aéreo não autorizado para sair da Área de Regras Especiais de Voo da NCR.
As novas câmeras ERSA possuem uma visão semelhante à do olho humano, conhecida como visual eletro-óptico, além de uma visão infravermelha da paisagem. Fabricadas pela pequena empresa de tecnologia Teleidoscope, elas estão substituindo um sistema instalado em 2002, que, por sua vez, havia substituído as câmeras iniciais instaladas após o 11 de setembro.
Wilburn afirmou que as novas câmeras com capacidade de IA representam uma grande melhoria em relação ao sistema anterior.
“Você tem um alcance estendido — consegue enxergar mais longe. Passamos de definição padrão para alta definição. A qualidade é incrível”, disse Wilburn. “No lado infravermelho, há vários recursos aprimorados, como a colorização IR. Por exemplo, você pode usar um filtro RGB [vermelho, verde, azul], onde… o objeto que estamos rastreando se destaca pela assinatura de calor.”
Um medidor de alcance a laser permite que os operadores disparem um laser seguro para os olhos em um objeto para medir sua altitude e distância. O sistema também conta com elementos de aprendizado de máquina, como um recurso de rastreamento automático aprimorado com vários modos de bloqueio.
“O próprio sistema tenta identificar o que acredita ser o alvo, e então o operador pode decidir se deve substituir a identificação ou ajustá-la”, disse Wilburn. “Quanto mais o recurso é usado, melhor ele fica.”
Ele disse que houve alguns desafios iniciais, mas isso era esperado.
“A câmera em si é incrível. Conseguimos adquirir alvos pequenos, como um pássaro voando em todos os tipos de padrões. Ela travou no alvo e manteve o bloqueio,” disse Wilburn. “Com as [câmeras] anteriores, seria mais difícil fazer o sistema realizar essa tarefa.”
“Você pode imaginar a qualidade da câmera do seu iPhone de 2011 comparada à de hoje,” disse o Major da Marinha Nicholas Ksiazek, gerente de projeto da Defense Innovation Unit envolvido no projeto de atualização. “Em vez de tentar manter o avião estável na mira… [os operadores] podem gastar mais tempo em coisas mais adequadas, como tentar pensar qual é a intenção da aeronave.”
As câmeras também integram um sistema de alerta visual, que é um laser capaz de iluminar o cockpit de uma aeronave. Os novos lasers são utilizados em aeronaves que não estão seguindo um plano de voo designado, que não estão em contato por rádio ou não estão em conformidade com as regras especiais de voo da Administração Federal de Aviação (FAA).
“Aeronaves não conformes sabem que, ao verem o laser vermelho-verde, precisam se direcionar para um rumo afastado do centro da zona restrita de voo, ou SFRA, o mais rápido possível e entrar imediatamente em contato com a FAA para descobrir por que estão sendo iluminadas,” disse Wilburn, referindo-se ao jargão usado para o sistema de alerta visual quando está em operação. “Houve vezes em que usei [o sistema]… e [os infratores] responderam a ele.”
Sem essa opção, aeronaves militares teriam que ser destacadas para investigar — uma alternativa muito mais cara.
As câmeras da Teleidoscope foram testadas por operadores de defesa aérea durante o processo de aquisição. Outras duas empresas foram selecionadas para criar protótipos com base em tecnologia comercialmente desenvolvida e disponível. Todos os três sistemas foram instalados e testados em 2022.
“Eles puderam ver o que funcionava melhor em seus cenários únicos,” disse Ksiazek.
Wilburn disse que os aprimoramentos de software da Teleidoscope foram o que fizeram suas câmeras se destacarem.
“Aquele sistema de câmera parecia uma atualização de verdade, enquanto os outros eram mais como um refresco,” ele disse.
A Defense Innovation Unit ajudou a Teleidoscope a garantir financiamento da Força Aérea e do programa Accelerate the Procurement and Fielding of Innovative Technologies (Acelerar a Aquisição e Implementação de Tecnologias Inovadoras) para implementar rapidamente o novo sistema de câmeras.
Duas das novas câmeras já foram instaladas e estão operacionais. A equipe está trabalhando para instalar sete novas câmeras por ano daqui para frente.
