Después de un desastre o tragedia nacional, a menudo se encuentran fragmentos de información entre grandes cantidades de datos disponibles que podrían haber mitigado o incluso evitado lo que sucedió, si hubieran sido reconocidos con anticipación.
En esta era de la información, los analistas de seguridad nacional a menudo se encuentran buscando una aguja en un pajar. Los datos disponibles están creciendo mucho más rápido que la capacidad de los analistas para observarlos y procesarlos. A veces no pueden hacer conexiones clave y, a menudo, lo hacen.abrumado luchando por usar datos para predicciones y análisis forenses.
El equipo de análisis de patrones de Sandia National Laboratories para apoyar la explotación y el razonamiento de alto rendimiento PANTHER ha realizado una serie de avances que podrían ayudar a resolver estos problemas. Están desarrollando soluciones que permitirán a los analistas trabajar de manera más inteligente, más rápida y más eficazcuando se analizan cantidades enormes y complejas de datos en entornos estresantes en tiempo real donde las consecuencias pueden ser la vida o la muerte.
Los logros de PANTHER incluyen repensar cómo comparar el movimiento y las trayectorias; desarrollar software que pueda representar imágenes remotas de sensores, acoplarlas con información adicional y presentarlas en una forma de búsqueda; y realizar una investigación fundamental sobre cognición visual, dijo Kristina Czuchlewski, investigadora principal de PANTHERy gerente de Ingeniería de Sistemas de Vigilancia y Reconocimiento de Inteligencia de Sandia y Soporte de Decisión.
El equipo de PANTHER analizó los datos en bruto y las formas de preprocesarlos y analizarlos para que puedan buscarse y tener más sentido. La investigación fundamental del proyecto en ciencias cognitivas informará el diseño de software y herramientas para ayudar a quienes ven los datos y generan informaciónde interés o tendencias más fáciles de descubrir.
PANTHER, que fue financiado por el programa de Investigación y Desarrollo Dirigido por el Laboratorio de Sandia, está obteniendo información más profunda de conjuntos de datos complejos en minutos en lugar de meses, y abarca cientos de millas cuadradas en lugar de docenas.
"PANTHER desarrolló la base para transformar la forma en que se pueden analizar rápidamente conjuntos de datos masivos y complejos para proporcionar a los tomadores de decisiones de la nación nuevas perspectivas sobre situaciones y circunstancias", dijo Anthony Medina, director del Centro de Sistemas de Radio Frecuencia y Electrónica de Sandia ".Si un analista recopila información sobre una ubicación específica a lo largo del tiempo y se da cuenta de que puede estar ocurriendo algo de interés allí, probablemente no tenga las herramientas que necesita para recopilar y analizar rápidamente información de todos los conjuntos de datos relevantes que puedan corroborar el pronóstico.Pero PANTHER es probablemente la mejor apuesta de la nación en este momento para llegar a ese punto rápidamente ".
El código de la tabla de seguimiento automatiza la observación de movimiento, trayectorias
Mark Rintoul, un científico de datos de Sandia, desarrolló el código Tracktable junto con el investigador de Sandia Andy Wilson y otros para automatizar la observación del movimiento y las trayectorias. El código podría aplicarse a cualquier problema que implique movimiento, como aviones, barcos o personas.
Los enfoques actuales para obtener información significativa de las trayectorias se centran en comparar una trayectoria con otra. Si tiene millones de trayectorias para considerar, eso podría significar billones de comparaciones, lo que requiere mucho tiempo y potencia de la computadora, dijo Rintoul.
"Hemos desarrollado una forma de almacenar y representar trayectorias para que las computadoras puedan compararlas todas de una manera muy rápida y efectiva", dijo. En lugar de billones de comparaciones, el software hace el mismo trabajo en millones decomparaciones, que es manejable.
Un analista preocupado por el número de aviones atrapados en patrones de espera podría preguntarle a Tracktable sobre las trayectorias de los aviones que hicieron un cierto patrón de giros. Tracktable luego calcula características geométricas, como el número de giros de 90 grados que un avión voló o la longitud deuna línea recta. Al asociar un tipo de movimiento con estas características y asignar un número a cada característica, la computadora puede agrupar rápidamente los vuelos que se comportan de manera similar y mostrarlos al espectador para su interpretación.
"Si tiene millones y no está interesado en comparaciones precisas, sino agrupaciones generales de ellos, esto es muy efectivo", dijo Rintoul.
PANTHER también examinó la capacidad predictiva de la información enterrada en los datos. Si un analista mira la primera mitad de un vuelo, considera datos históricos sobre rutas de vuelo similares y luego mira la segunda mitad del vuelo, cualquier desviación del patrónRintoul dijo que el analista es alertado porque los miembros del equipo de PANTHER están utilizando los avances en ciencia cognitiva para diseñar resultados visuales.eso destacará el comportamiento extraño de la aeronave individual. Al estudiar cómo los analistas usan los datos visuales, los investigadores de Sandia están descubriendo formas de hacer que un valor atípico salga de una pantalla llena de detalles para exigir la atención de un analista.
El equipo ahora está buscando integrar el movimiento y las trayectorias en un sistema llamado GeoGraphy.
GeoGraphy ayuda a los analistas a buscar elementos de interés, muestra los cambios a lo largo del tiempo
GeoGraphy, inicialmente financiado por la Administración Nacional de Seguridad Nuclear, es un sistema de software que convierte las imágenes de detección remota expresadas en píxeles en nodos y bordes en un gráfico para mostrar los cambios a lo largo del tiempo y hacer que los datos se puedan buscar, dijo Randy Brost, una computadora de Sandiacientífico que dirigió el equipo que desarrolló el software. Los nodos son análogos a los centros de color beige en Tinkertoys, mientras que los bordes son las bielas de colores.
GeoGraphy divide las imágenes en categorías, como edificios, árboles o ríos. Este preprocesamiento crea un gráfico que se asemeja a una pintura compleja por número que muestra las categorías de todo en la imagen. El programa utiliza nodos y bordes para describirrelaciones entre objetos, como la distancia o el tiempo, dijeron Brost y Czuchlewski.
Además de las imágenes, el paquete de software podría incluir información como guías telefónicas o registros del condado, produciendo una única base de datos de búsqueda de toda la información que muestra lo que ha cambiado con el tiempo.
Por ejemplo, para encontrar una escuela secundaria, el analista le dice al programa que busque grandes edificios cerca de regiones que parezcan estacionamientos, campos de fútbol y canchas de tenis y define esos elementos. El analista puede elegir entre los resultados la computadoraproporciona
El sistema es jerárquico, por lo que una vez que los analistas identifiquen las escuelas secundarias, pueden pedirle al programa que busque escuelas secundarias la próxima vez sin describirlas. Y si dudan de que algo sea una escuela secundaria, el software pone a disposición los datos en bruto para que puedanpuede verificar los resultados, dijo Brost.
"El propósito de estos códigos - GeoGraphy y Tracktable - es ayudar a los humanos, no reemplazarlos o hacer su trabajo automáticamente. Es mejorar su habilidad para hacer bien su trabajo y permitirles ser más efectivos enlidiando con grandes conjuntos de evidencia ", dijo Brost." Al final, básicamente son sistemas de sugerencias que dicen: 'Hey, en base a lo que me dijiste que te interesa, debes mirar aquí, aquí y aquí'."
El equipo de PANTHER también incluyó investigadores enfocados en mejorar la experiencia del espectador. La investigadora Laura Matzen y otros están llevando a cabo experimentos de ciencias cognitivas para aprender cómo la experiencia de los analistas afecta su cognición visual y para crear un modelo de cómo la atención visual de arriba hacia abajo - cuandoun usuario se acerca a una imagen con un objetivo en mente: funciona. Los investigadores esperan utilizar las respuestas que encuentran a preguntas tan fundamentales de la ciencia cognitiva para informar el diseño de nuevas herramientas que mejorarán las interacciones entre humanos y computadoras, dijo Matzen.
Los productos e ideas prototipo desarrollados bajo PANTHER están listos para el siguiente paso en su desarrollo: ser probados en entornos del mundo real, dijo Czuchlewski.
Los investigadores de Sandia han propuesto investigar nuevos problemas iluminados por PANTHER, mientras que otras agencias están consolidando la base que PANTHER ha desarrollado. Otros proyectos utilizarán las ideas de PANTHER para abordar problemas del mundo real, dijeron los investigadores.
"Entramos en PANTHER pensando que íbamos a hacer una cosa, vamos a mejorar la vida de los analistas de imagen", dijo Czuchlewski. "Y, en el proceso de investigación, hicimos mucho más".
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por DOE / Sandia National Laboratories . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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