Soldados adversários, veículos, drones e outros ativos que comunicam sem fio — estacionários ou em movimento no campo de batalha — emitem sinais eletromagnéticos (EM) que podem ser detectados e gravados. Como descifrar sinais que estão misturados pode ser extremamente difícil, muitas vezes a informação sobre suas fontes é desconhecida. No entanto, existem vantagens decisivas para entender a natureza de sinais como estes. Foi por isso que a Branche de Análise de Operações da NATO's Supreme Alied Commander Transformation procurou uma nova maneira de descobrir melhor a origem por trás dos sinais desconhecidos. Isto permitiria a inteligência, vigilância e reconhecimento (ISR) para interrogar os sinais de forma mais eficaz. Para resolver este problema operacionalmente significativo, baseado em dados, a OTAN voltou- se para uma pequena equipe de especialistas oficiais de meia carreira que estavam estudando ciências de dados operacionais e aprendizagem de máquinas estatísticas com o Grupo de Análise de Ciências de Dados (DSAG) na Escola de Pós-Graduação Naval (NPS). Operadores Militares Competentes de Codificação. A OTAN forneceu dados de emissão de campos de batalha sintéticos da Ucrânia para a equipe do NPS e definiu os seguintes três requisitos para a solução:.

Parâmetros personalizáveis para suportar o analista dentro do ciclo de alvo. Escalável para incorporar dados à medida que eles são coletados. Processamento rápido e repetible com saídas visuais para aumentar a inteligência existente. A equipe do NPS tinha o conhecimento, habilidades e experiência operacional para determinar um método para extrair significado da coleta aparentemente desconcertada e sem padrões de dados de emissões que receberam. Chamada o Algoritmo de Frequência para Análise de Agrupamento Espacial e Temporal com Limites (FASTCAT), a interface analítica de prova de conceito desenvolvida pela equipe do NPS como solução para a OTAN mostrou sucesso ao revelar pistas sobre a possível presença e paradeiro da atividade inimiga.

FASTCAT procura relações espaciais, temporais e de frequência entre os pontos de dados individuais. Usando recursos de código aberto para aumentar a informação para cada ponto de dados, a natureza geográfica da terra é determinada para ajudar a análise adicional. FASTCAT visualiza seus achados apresentando- os em um aplicativo de mapeamento com um painel que permite aos usuários adicionar e remover camadas de análise e ajustar parâmetros para ajudar no refinamento da área de alvo. Os cérebros por trás do FASTCAT no lado do NPS vieram de uma colaboração multinacional e interserviços entre os EUA. Marinha Tenente. Elliot Kim e o Tenente J.g. Taylor Haist, EUA Exército Maj. Cody Ward e o líder do Esquadrão da Força Aérea Real Australiana (RAAF), Darby Nelson. Eles estavam entre os alunos que fizeram o curso de um quarto de comprimento,.Estudos de Caso em Analíticas de Defesa Aplicada, que os exigiu para completar um projeto de pedra-chave separado de sua pesquisa de tese. Para estes quatro alunos, eles escolheram o que eventualmente se tornaria FASTCAT. EUA Tenente do Exército Col. Rob Froberg, um membro do corpo docente do Departamento de Pesquisas Operacionais (OR) e do Departamento de Operações do DSAG, foi um co- instrutor do curso e um dos mentores da equipe FASTCAT. As interações com o pessoal de uma implantação anterior ajudaram o Froberg a abrir a porta para esta parceria entre o NPS e a OTAN. O.NPS produz alunos com habilidades padrão na indústria em ciência de dados, disse o NPS. David Alderson, diretor executivo do DSAG e presidente do departamento OR.. Eles são capazes de desenvolver produtos que competem com o melhor do que a indústria oferece. Nossos alunos estão muito qualificados e podem satisfazer a necessidade imediata de insourciar talentos para resolver desafios críticos da missão em todo o espectro de defesa.

Os alunos tinham um bom trabalho, mais tarde eles seriam convidados a informar pessoalmente o Centro Conjunto de Análise, Treinamento e Educação da OTAN (JATEC) em Bydgoszcz, Polônia. A OTAN JATEC é uma iniciativa relativamente nova, mas importante, focada em capturar, analisar e operacionalizar lições de campo de batalha da Ucrânia. Alderson disse que os resultados dos alunos também encontraram o seu caminho para os EUA. Vice- Alm. Jeffrey W. Hughes, Chefe de Estado-Maior Adjunto, Desenvolvimento de Capacidades, Quartel-Geral, OTAN Subterrâneo Comando Aliado Transformação, que foi fundamental na organização da demonstração e das reuniões dos alunos. .A capacidade da Escola de Pós-Graduação Naval de mover-se rapidamente em um desafio complexo e real reflete exatamente o tipo de mentalidade orientada para a entrega que precisamos, disse Hughes..Ucrania está produzindo um corpo sem precedentes de dados de combate contemporâneos e insights de campo de batalha duramente conquistados. Aproveitar essa evidência, através do ambiente acadêmico único e centrado na defesa na Escola de Pós-Graduação Naval, permite que transformemos as lições identificadas em lições aplicadas, acelerando a entrega de capacidades credíveis e interoperables para os combatentes de guerra dos EUA e dos aliados." Quando demonstrado ao NATO JATEC, a ferramenta FASTCAT foi realizada além das expectativas, com a equipe também completando o projeto inteiro em apenas dois meses, sem custo para a NATO, uma vez que o trabalho fazia parte dos estudos dos alunos.

De fato, FASTCAT teria superado um segundo esforço executado paralelamente ao que a OTAN contratou para resolver o mesmo problema, mesmo que este outro esforço tivesse substancialmente mais financiamento e tempo para o desenvolvimento. їA combinação de conhecimentos dos professores e estudantes da NPS produz essa capacidade de desenvolvimento rápido,.. Não só a reunião da OTAN sobre FASTCAT foi particularmente bem, mas também resultou em trabalho contínuo patrocinado pela OTAN que o DSAG apoiará.. O companheiro de equipe da NPS Kim, que ganha seu mestre em pesquisa operacional com foco em recursos humanos, explorou se FASTCAT tinha potencial para capacidades preditivas. Alinhado com a avaliação do Alderson, o Kim acredita no grande valor que os alunos podem contribuir mesmo antes de se formarem e voltarem para a frota. .Há muito trabalho analítico que precisa ser feito no âmbito do DOD agora que as pessoas não têm a largura de banda para, ou o tempo ou a expertise,.. disse Kim..Usar NPS, especialmente os alunos mestre, é uma ótima maneira de ajudar a preencher as lacunas. Como oficiais de meia carreira, temos uma vasta experiência e experiência que é tangível e operacional mesmo antes de vir para NPS, que é então refinado e elevado pelos nossos estudos de pós-graduação.

Desenvolvimento de FASTCAT. A OTAN forneceu à equipe do NPS 34,000 pontos de emissão eletromagnética sintética que foram representativos daqueles detectados em um campo de batalha durante um período de três meses. Cada ponto de dados conteve apenas quatro variáveis características: a frequência de emissão, o tempo de detecção e a latitude e longitude possíveis de onde ocorreu a detecção. Este conjunto de dados escasso não tinha nenhuma outra informação anexada a ele. Não havia força ou duração do sinal, e não havia detalhes sobre como as emissões foram coletadas, quais as fontes de emissão ou como as fontes se moveram. O Froberg, que também serviu como conselheiro militar da equipe do NPS, forneceu uma visão de como a experiência operacional revela o que pode esconder num conjunto de dados como este. Usando o exemplo de um sistema de defesa aérea rastreando um alvo, ele descreveu como os sinais podem ser gerados em um campo de batalha. . Um sensor sinaliza um coordenador de incêndio que sinaliza um atirador, disse Froberg..E então o atirador envia de volta uma nota dizendo: "Ei, eu atirei no alvo..E o sensor verificará se ele fez e se o alvo ainda está operacional. Eles estão todos falando um com o outro, então eles têm uma relação temporal. E eles estão falando na mesma frequência.

Cada unidade do sistema de defesa aérea pode ser espalhada pelo campo de batalha, mas suas emissões individuais ainda podem ser detectadas. No entanto, eles estão misturados com todas as outras emissões detectadas. FASTCAT foi desenvolvido para vasculhar todos os dados e extrair as localizações dos possíveis emissores e as conexões entre eles. Perspicacia como esta vem naturalmente para os estudiosos oficiais da NPS, que já pensam como operadores e dominaram a língua do. Operator. .Tivemos muitos pontos de dados, mas não muita informação sobre cada ponto individual. Então, precisamos descobrir que metodologia usar nos dados que proporcionariam resultados valiosos para o patrocinador,. disse o estudante Nelson NPS. O oficial da RAAF continuou a usar o conhecimento e compreensão que ela aprendeu com seu certificado de Ciência de Dados Operacionais e Aprendizagem Automóvel Estatística completado, além de seus mestrados em análise de sistemas de mão-de-obra. . Dado que não tínhamos essa informação sobre a metodologia de coleta ou validação da coleta, o projeto emprestou- se muito bem para a aprendizagem automática não supervisionada, o que é ótimo em encontrar padrões dentro de conjuntos de dados como o nosso,. Nelson continuou.. Em particular, nos concentramos na análise de agrupamentos. Se estivermos captando as mesmas emissões, ou emissões muito semelhantes, na mesma área e em torno do mesmo período de tempo, então poderíamos dizer plausivelmente que pode haver um ativo aqui.

O FASTCAT foi codificado no Python e também fez uso de aplicativos de código aberto para o modelo de aprendizado automático não supervisionado e funções, como mapeamento e visualização. Para a análise de agrupamento, FASTCAT pesquisa emissões dentro de áreas espaciais. O usuário define o que se qualifica como um cluster baseado na distância entre os pontos de dados, o número deles que estão suficientemente próximos, a hora em que ocorrem e a frequência de emissão. A interface permite ao usuário ajustar esses quatro parâmetros para melhor ajudar a encontrar relações de cluster dentro do conjunto de dados. Usando experiência operacional, os alunos do NPS entendem as intrigas do que estão procurando. É o contexto que vive fora dos dados brutos que torna a análise convincente. Eles sabem como engendrar as funcionalidades da interface para suportar análises que extraem informações ocultas a esconder- se dentro dos dados agrupados. FASTCAT aplica análise de rede aos clusters e pontos de dados não agrupados. Isto liga os clusters e pontos de dados não agrupados que compartilham conexões. Voltando ao exemplo de defesa aérea, o sensor, o coordenador de fogo e o atirador seriam três grupos separados que estão espaçados muito, mas, uma vez que eles estão se comunicando na mesma frequência ao mesmo tempo, eles podem pertencer à mesma rede.

Para obter mais informações, os pontos de dados são classificados pelas características geográficas presentes em seus locais, como floresta, cidade ou água. Os clusters, redes e recursos geográficos são todas camadas que FASTCAT mapeia e visualiza. Estas camadas podem ser adicionadas e removidas, e seus parâmetros ajustados. Esta funcionalidade permite que FASTCAT seja uma interface rápida e acessível para operadores e analistas de campo de batalha. Com seu algoritmo inteligente de crispação de dados e representação eficiente de dados, a interface funciona rapidamente em um laptop sem uma conexão ao vivo a uma nuvem de computação remota ou necessidade de computação de alto desempenho. Embora um conjunto de dados de emissões sintéticas mais antigo e limitado tenha sido fornecido pela OTAN para o desenvolvimento do FASTCAT, quando utilizado operacionalmente, ele é projetado para ingestão rápida de dados atuais que contenham mais informações do que apenas tempo, localização e frequência de emissões.

Maior força através da parceria e colaboração. Em Dezembro 2025, a equipe do NPS informou FASTCAT para o Alm Marinha Francesa. Pierre Vandier, Comandante Aliado Supremo da OTAN para a Transformação, em Norfolk, e depois para o Centro Conjunto de Análise, Treinamento e Educação da OTAN (JATEC) em Bydgoszcz, Polônia. EUA Tenente do Exército Col. Devin Eselius representou a OTAN para o projeto FASTCAT. Um analista de pesquisa de operações sênior, ele foi quem Froberg tinha contactado inicialmente sobre a parceria. .O resultado é que a equipe do NPS se representou a si mesma e a organização com distinção, disse o Esselius..A equipe de entrega profissional de informações adaptadas a cada audiência impressionou não só o comandante estratégico para a transformação da OTAN, mas também os proprietários originais de dados. A interface prontamente integrada em um sistema de campo de batalha ucraniano. Esselius diz que ele espera com expectativa futuras colaborações, adicionando,.Este projeto de insourcing serve como um excelente exemplo do impacto extraordinário que um pequeno grupo de operadores militares competentes em codificação pode ter quando eles podem acessar dados, ferramentas de desenvolvimento e problemas operacionais.. A Escola de Pós-Graduação Naval (NPS) está localizada em Monterey, Califórnia, oferece educação de pós-graduação centrada na defesa, incluindo estudos classificados e pesquisa interdisciplinar, para promover a eficácia operacional, liderança tecnológica e vantagem de combate à guerra do serviço naval. Estabelecido em 1909, NPS oferece programas de mestrado e doutorado para militares e civis do Departamento de Guerra, juntamente com parceiros internacionais, para fornecer soluções transformadoras e líderes inovadores através da educação avançada e pesquisa.