Dr inż. Michał Łepek z nagrodą NATO STO

Algorytm stworzony przez zespół reprezentantów Wydziału Fizyki PW, KU Leuven i WAT-u okazał się najlepszym zaprezentowanym w Data Challenge organizowanym przez technologiczne skrzydło NATO. 

Przed uczestnikami postawiono wyzwanie związane z GNSS (Global Navigation Satellite System), czyli globalnym systemem nawigacji satelitarnej, którego najbardziej znanym przykładem, wykorzystywanym przez większość osób na co dzień, jest najszerzej rozpowszechniony system GPS (Global Positioning System).

Ogromna użyteczność systemów satelitarnych idzie w parze z dużą podatnością na zakłócenia, zarówno te naturalne, jak i celowo wywoływane przez człowieka. Drużyny biorące udział w programistycznej rywalizacji musiały stworzyć algorytm, który, wykorzystując pracę żyroskopu, akcelerometru i kamery, będzie śledził położenie drona lub samolotu w nieprzyjaznym środowisku, w którym następują przerwy w dostępie do sygnału GPS, spowodowane np. zagłuszaniem przez przeciwnika. To zadanie odwołujące się do jednego z kluczowych, zidentyfikowanych przez NATO zagrożeń technologicznych, jakie występują na obszarach objętych konfliktami zbrojnymi.

– W 2024 r. dowiedziałem się o organizowanej w Helsinkach szkole letniej Summer School on Sensing Technology, przygotowanej przez NATO STO – wspomina dr inż. Michał Łepek, lider zespołu, na co dzień pracujący w Zakładzie Fizyki Układów Złożonych i zajmujący się mi.in. tworzeniem algorytmów oraz badaniem modularności i fraktalności sieci złożonych, np. Internetu.

 – Wprawdzie moja praca na Wydziale nie jest bezpośrednio związana z tematyką obronności, ale zainteresowania i wcześniejsze doświadczenia zawodowe sprawiły, że bardzo zależało mi na udziale w tym szkoleniu – dodaje dr Łepek. – To właśnie jego uczestnikom zaproponowano włączenie się do rywalizacji w ramach Data Challenge.

Nasz fizyk stworzył drużynę z kpt. mgr. inż. Mateuszem Kaszyńskim (WAT) i mgr. inż. Bartłomiejem Koszkiem (KU Leuven / Star Forge Technologies). Razem opracowali w środowisku Python zorientowany na dane system wizualno-inercyjny do śledzenia trajektorii lotu.

– Nasze rozwiązanie jest oparte na pięciu filarach: standardowym modelu śledzenia pozycji obiektu w przestrzeni 3D, analizie danych inercjalnych, analizie danych wizyjnych, użyciu cyfrowego modelu terenu oraz wypracowanych specjalnie dla tego problemu („data-oriented solution”) reguł fuzji tych danych – wymienia dr Łepek. – Opracowaną metodę wyróżnia odporność na zmiany w wyglądzie terenu, co jest szczególnie ważne przy różnorodności danych wizualnych z różnych pór roku oraz działanie na standardowym procesorze w czasie rzeczywistym, co jest nie do przecenienia w przypadku użycia w rzeczywistej platformie latającej, przy ograniczonych możliwościach obliczeniowych.

NATO Science and Technology Organization to struktura Sojuszu Północnoatlantyckiego prowadząca nowatorskie badania i analizy z zakresu obronności i bezpieczeństwa. Wiedza naukowa, innowacje i rozwiązania technologiczne służą wspieraniu podstawowych zadań Sojuszu.