TransApps

El proceso de adquisición habitual de DARPA implica de tres a cuatro meses para seleccionar la propuesta ganadora, otros tres o cuatro meses para negociar el contrato y, posteriormente, trabajar con el mismo proveedor durante tres a cinco años. En cambio, el programa TransApps buscaba replicar las mejores prácticas del sector comercial, incluyendo un entorno de trabajo integrado y colaborativo propio de una empresa emergente, y una rápida transición del desarrollo al uso en misión.

El programa TransApps adoptó una mentalidad de "adquisición empoderada por el combatiente" para desplegar capacidades más rápidamente y en sincronía con los requisitos actuales del combatiente. ^{[ 12 ]} TransApps buscaba establecer un nuevo modelo de adquisición que pudiera sortear las demoras burocráticas habituales en el desarrollo y despliegue de capacidades. Este nuevo modelo de negocio requería superar obstáculos tanto tecnológicos como burocráticos para desplegar rápidamente las nuevas aplicaciones. ^{[ 13 ]} En 2012, Maeda, entonces subdirector de la Oficina de Ciencias de la Defensa en DARPA, dijo: "Hoy, tenemos entre 3000 y 4000 usuarios en un programa en curso en Afganistán que utiliza un dispositivo portátil Android seguro y robusto . Desplegamos nuevas capacidades cada tres o cuatro meses, desde nuevas aplicaciones hasta nuevas capacidades de servidor". ^{[ 14 ]}

TransApps no solo buscó un nuevo modelo de adquisición, sino que también representó un cambio en los procesos de desarrollo, uno que implicó ubicar a los ingenieros en el entorno de los usuarios. En 2012, un equipo de TransApps, que incluía a científicos informáticos, pasó nueve meses en Afganistán para recopilar los requisitos de los usuarios, desarrollar y probar aplicaciones. También pudieron contactar al equipo más grande de TransApps en Estados Unidos para acelerar el desarrollo y proporcionar rápidamente capacidades a los usuarios tácticos. ^{[ 15 ]}

En lugar de desplegar capacidades al final del proceso de desarrollo, los esfuerzos piloto de TransApps recopilaron retroalimentación inmediata, identificando rápidamente qué requisitos se cumplieron, errores técnicos en los dispositivos, así como ideas para los próximos ciclos de desarrollo basadas explícitamente en la retroalimentación de los usuarios. ^{[ 16 ]} DARPA ha trabajado con el Centro de Comunicaciones y Electrónica del Comando de Investigación, Desarrollo e Ingeniería del Ejército de los EE. UU. (CERDEC) para garantizar el apoyo en el terreno y el desarrollo orientado a la misión. ^{[ 17 ]} Como explicó Doran Michels, el gerente del programa de DARPA a cargo de TransApps, en un comunicado de prensa de diciembre de 2013, "Queríamos que los soldados impulsaran el desarrollo de las aplicaciones para saber que las aplicaciones podrían evolucionar en tiempo real con requisitos de misión dinámicos". ^{[ 18 ]}

Menos de un año después de adjudicar el programa TransApp, se puso en marcha un programa piloto con la 3.ª Brigada de la 10.ª División de Montaña en Afganistán para probar los dispositivos móviles con sistema operativo Android. Además de probar la seguridad, el equipo de TransApps también desarrolló una docena de aplicaciones a mediados del otoño de 2011. Este esfuerzo piloto ayudó a reforzar el requisito de funcionalidad tanto en entornos conectados como desconectados. ^{[ 19 ]} El proceso de desarrollo puede considerarse un enfoque "inalámbrico hasta el borde", con una estrecha integración con los potenciales usuarios tácticos. Esto ha brindado la oportunidad de garantizar la usabilidad y la aplicabilidad en una variedad de casos de uso. Los requisitos iniciales se centraron en imágenes móviles de alta resolución y formas adicionales de interactuar y navegar por las aplicaciones geoespaciales. Una vez satisfechos estos requisitos iniciales, los usuarios comenzaron de inmediato a identificar y solicitar funcionalidades adicionales. En muchos casos, los usuarios identificaron nuevos casos de uso que iban más allá de la intención original y, por lo tanto, ampliaron la utilidad de los dispositivos móviles. ^{[ 20 ]} Por ejemplo, aunque los dispositivos portátiles surgieron inicialmente como una forma de explorar e interactuar con mapas detallados, pronto se hizo evidente que también podían utilizarse como plataformas de recolección. ^{[ 18 ]}

La participación de la comunidad de usuarios tuvo repercusiones operativas ya en 2012. Según un artículo del Wall Street Journal, «Durante una batalla en una aldea cerca de Kandahar, Afganistán, el teniente Kevin Pelletier utilizó una tableta con una aplicación de mapas personalizada para dirigir los movimientos de los soldados. Mientras miles de balas volaban por la aldea cerca de Kandahar, el teniente Pelletier utilizó el dispositivo para dirigir con mayor rapidez el movimiento de sus soldados. Dos días después, la aldea fue despejada sin bajas». Este proceso no solo impactó el apoyo operativo inmediato, sino que también ayudó a sentar las bases para ampliar la capacidad. El proceso iterativo entre la retroalimentación de los usuarios y los esfuerzos de desarrollo permitió la rápida escalada desde la aplicación en unidades más pequeñas hasta los niveles de compañía, batallón y luego brigada. ^{[ 21 ]} De manera similar, el mayor Tim Terese ha utilizado el teléfono inteligente TransApps para planificar operaciones en Afganistán y lo calificó como una «enorme mejora en el conocimiento de la situación a pie». ^{[ 22 ]}

TransApps se centra en el desarrollo de funcionalidades en una plataforma Android, haciendo hincapié en la necesidad de funcionar de forma segura en entornos con ancho de banda limitado, así como sin conectividad. ^{[ 23 ]} Se eligió Android en lugar de los sistemas iOS debido a su arquitectura abierta , que permitiría a los desarrolladores realizar modificaciones para crear un núcleo seguro para el sistema operativo . ^{[ 24 ]} DARPA personalizó el núcleo de Android, reforzando la pila e implementando la capacidad de verificar la integridad de los datos . La pila incluía un sistema operativo Android modificado a medida y núcleos de Linux, con una pila de seguridad que incluye protección para datos en reposo , datos en tránsito , autenticación y verificación y control de aplicaciones. ^{[ 18 ]}

A diferencia del mundo comercial, donde la seguridad reside en la red, debido a las comunicaciones irregulares en el teatro de operaciones, TransApps tuvo que adaptarse para garantizar que la seguridad residiera en el propio teléfono. Según Michels, la seguridad es tan robusta que "se necesitarían varios años de CPU para descifrar la contraseña de inicio de sesión en un Android militar". TransApps también tuvo que garantizar que los dispositivos pudieran integrarse con la infraestructura militar existente. Los teléfonos inteligentes necesitaban un software que pudiera reconocer y funcionar dentro de las restricciones de datos específicas de cualquier forma de onda utilizada, ya fuera PRC-152, MPU4 o Satcom. ^{[ 25 ]} Esto es esencial, ya que las interrupciones de datos ocurren con frecuencia en el teatro de operaciones, y los dispositivos portátiles debían contener los datos esenciales en caso de una pérdida de comunicaciones. ^{[ 26 ]} El sistema seguro utiliza radios militares en lugar de redes comerciales, wifi o celulares, según DARPA. ^{[ 27 ]}

TransApps amplió el énfasis en la seguridad en 2012 e incluyó el programa Mobile Armour. Adjudicado en junio de 2012, el componente Mobile Armour tiene como objetivo proteger tanto los teléfonos inteligentes como las tabletas en el campo de batalla. ^{[ 6 ]} De manera similar, el laboratorio de investigación ISIS de Vanderbilt ha implementado un método para conectar de forma segura los teléfonos inteligentes a radios de grado militar para proteger el chat, el video, el texto y el seguimiento de las fuerzas aliadas. ^{[ 28 ]}

Trabajando juntos, el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología (NIST) y George Mason han sometido 200 000 aplicaciones a través de software de prueba de aplicaciones y evaluación de los diversos requisitos tecnológicos de distintas aplicaciones. ^{[ 29 ]} Como investigador sénior en el NIST, Tom Karygiannis trabajó en TransApps y otros programas gubernamentales para ayudar a informar las directrices de seguridad móvil del NIST de 2012. ^{[ 30 ]} Además, no todos los hallazgos del NIST estaban relacionados con la seguridad, sino que también abordaron cuestiones como el impacto del esquema de color de la aplicación en la duración de la batería. Según Jeff Voas, "No podemos enviarlos a una misión donde alguna aplicación, porque tiene una pantalla muy roja, agota la batería y el teléfono solo sirve para un par de horas en lugar de las 16 horas de la misión". ^{[ 31 ]} Estos matices de un entorno operativo añadieron complejidad e impulsaron la innovación en la seguridad y el hardware de los teléfonos móviles. Por ejemplo, era imperativo que la información no pudiera obtenerse a través de dispositivos perdidos o robados. Invincea recibió una subvención para probar la seguridad en este sentido en Afganistán con 3000 soldados. Parte de este esfuerzo consistió en garantizar que los adversarios no pudieran capturar información en los dispositivos, al tiempo que se aislaban las aplicaciones web maliciosas de sitios aparentemente inofensivos para tomar el control del dispositivo. ^{[ 32 ]}

TransApps abordó la capa de seguridad entre aplicaciones mediante el proyecto FUSE, que se centró en la protección contra la exfiltración de datos por parte de múltiples aplicaciones confabuladas. La herramienta de análisis de aplicaciones FUSE ayudó a calcular sobreaproximaciones de las llamadas de intención de datos sin falsos negativos. El proyecto también evaluó el código de bytes de Java como parte del estudio de viabilidad general del proyecto TransApps. ^{[ 33 ]}

DARPA diseñó e implementó estrategias de evaluación y prueba para la plataforma. Esto incluye la funcionalidad de las aplicaciones, las interacciones software-hardware, así como el mercado de aplicaciones en línea. ^{[ 34 ]} El NIST también realizó pruebas de regresión funcional y pruebas de rendimiento cuantitativas en los ámbitos de la integración de la plataforma, las aplicaciones basadas en el cliente y las tecnologías de red. ^{[ 35 ]}

Dadas las limitaciones técnicas y los requisitos funcionales, las pruebas de la aplicación requirieron una serie de pruebas de seguridad, funcionales y de hardware. Estas pruebas incluyeron pruebas para diferentes usuarios con distintos niveles de permisos, diversos navegadores, facilidad de navegación y uso, así como una serie de pruebas adicionales dirigidas a la recopilación de datos y la precisión del GPS. También incluyeron pruebas de las capacidades del cliente, así como pruebas centradas en el usuario para detectar errores, nuevas funciones y fallos. ^{[ 36 ]}

TransApps se integró en un esfuerzo mayor del NIST para establecer directrices de prueba de aplicaciones en un entorno seguro. Como señaló Tom Karygiannis, el NIST elaboró ​​directrices voluntarias para el gobierno sobre cómo "verificar y probar aplicaciones móviles antes de su implementación. No se trata de una decisión definitiva, sino de una guía sobre qué se debe probar. Posteriormente, se necesita un analista de seguridad para decidir en el entorno específico si esto es aceptable o no". ^{[ 37 ]}

TransApps identificó inicialmente varias áreas clave para el desarrollo de aplicaciones, incluyendo: seguimiento de fuerzas azules, reconocimiento de voz, capacitación cultural, mapeo de terreno humano, planificación de misiones y biometría. ^{[ 12 ]} Los requisitos iniciales se centraron en capacidades de mapeo geoespacial. Por ejemplo, un mapa de calor permitió a los soldados durante las sesiones informativas previas a la misión ver dónde pasaban su tiempo en patrulla, las rutas más utilizadas y qué áreas estaban subrepresentadas. ^{[ 38 ]} La aplicación TransHeat utiliza algoritmos para procesar rutas de viaje y representar visualmente para los soldados la frecuencia con la que recorren cada ruta. Esto puede ayudar a los soldados a tomar rutas alternativas y proporcionar menos previsibilidad en su comportamiento, lo que a su vez puede ayudarlos a evitar emboscadas, IED y terroristas callejeros. ^{[ 18 ]} Una variedad de aplicaciones también se centra en permitir a los soldados colaborar y compartir datos, rastrear operaciones y analizar y reproducir misiones. ^{[ 39 ]} A petición del Servicio de Parques Nacionales, TransApps creó SMART Triage, una aplicación que permite a los socorristas documentar las características del personal herido y registrar las lesiones y los tratamientos. Muestra un maniquí en 3D que puede anotarse con medicamentos y otros tratamientos.

Las aplicaciones adicionales ayudan en la misión de búsqueda y rescate. La aplicación de búsqueda y rescate (SARApp) permite a los usuarios buscar y recopilar datos, incluyendo georreferenciación y marcas de tiempo, para facilitar la elaboración de informes y la gestión de la respuesta. Esto incluye una variedad de datos, como fotos, imágenes y grabaciones de audio, que se muestran en un mapa. ^{[ 40 ]} El teléfono inteligente también incluye capacidades de traducción de idiomas. ^{[ 41 ]} Finalmente, se creó una aplicación durante uno de los hackatones de TransApps para permitir a los soldados realizar un seguimiento de sus entrenamientos diarios y su ingesta calórica. Llamada GPX Fitness, la aplicación estuvo completamente operativa en seis días y fue creada por un equipo de tres desarrolladores. ^{[ 42 ]} En resumen, estos dispositivos portátiles poseen una variedad de funcionalidades, incluyendo mapas, colaboración, recopilación e incluso mensajería de texto. Un oficial de operaciones de la unidad declaró: "Creo que este dispositivo podrá reemplazar 4 o 5 cosas diferentes que necesitan llevar en la misión". ^{[ 43 ]}

Descargar presentación archivada el 3 de septiembre de 2014 en Wayback Machine

En su testimonio ante el Subcomité de Inteligencia, Amenazas Emergentes y Capacidades de la Cámara de Representantes, Arati Prabhakar , directora de DARPA, describió el marco de arquitectura de complementos de TransApps como la creación de "un nuevo proceso de desarrollo ágil, un marco de integración y ciclos de prueba personalizados para permitir el desarrollo rápido de nuevas aplicaciones, con nuevas características y mejoras implementadas rápidamente en función de los requisitos cambiantes de los soldados. Cuando los soldados necesitan nuevas aplicaciones, pueden obtenerlas rápidamente, a veces incluso al día siguiente. Esto representa un cambio radical con respecto a cómo habían estado operando. El ecosistema de TransApps conecta lo antiguo y lo nuevo, permitiendo que las tecnologías futuras funcionen sin problemas con las radios y los sistemas de información heredados. Al dotar a los teléfonos inteligentes comerciales estándar (COTS) de seguridad multicapa personalizada y procesos de desarrollo ágil modificados para la comunidad táctica, TransApps está creando una plantilla de infraestructura escalable y sostenible". ^{[ 44 ]} Este marco de arquitectura de complementos fue diseñado para garantizar que las aplicaciones funcionen juntas sin problemas, con la capacidad de todo el sistema de fusionarse con la arquitectura operativa existente. Además, las interfaces de programación de aplicaciones (API) abiertas enfatizan la capacidad de las aplicaciones de terceros para integrarse fácilmente en el entorno. Por ejemplo, más del 30 % de las aplicaciones incluyen bibliotecas de terceros, algunas de las cuales descargan y ejecutan código desde servidores remotos. ^{[ 45 ]}

La Dra. Arati Prabhakar, directora de DARPA, ha señalado que hasta hace poco los soldados históricamente dependían de capacidades cartográficas bastante primitivas en el campo. Es decir, dependían en gran medida de mapas en papel, notas escritas, materiales de referencia y transmisiones de radio para llevar a cabo sus misiones. Con TransApps, los usuarios ahora pueden actualizar imágenes, como nuevos puentes, estructuras únicas o información demográfica dentro de una función de mapeo de TransApps. ^{[ 46 ]} Las imágenes actuales de alta resolución son esenciales en entornos sin conexión. La fecha de recopilación se convierte en un metadato extremadamente importante para ganarse la confianza de los usuarios. Además, a diferencia de otros entornos, las imágenes del mapa no se pueden transmitir, sino que deben cargarse en la tarjeta SD, lo que también limita la cantidad de imágenes que se pueden cargar.

Para agilizar el proceso de aprovisionamiento de imágenes, TransApps desarrolló Tile Generator, que permite a los usuarios cargar formatos de imagen comunes en un visor y recortar la imagen, liberando potencia de CPU solo según los requisitos del usuario para prolongar la duración de la batería. De manera similar, PanthrTiles gestiona una gran caché de teselas e incorpora nuevas teselas a partir de la salida de Tile Generator. Las futuras versiones también ofrecerán la capacidad de generar la salida en la nueva especificación OGC GeoPackage como un contenedor. ^{[ 47 ]}

Las TransApps también diseñaron funciones de mapas para que permanezcan siempre en los dispositivos portátiles. Las diversas funciones interactivas permiten a los soldados navegar, seguir planes de misión o rastrear características del entorno. Los conjuntos de imágenes de mapas se pueden personalizar fácilmente para misiones específicas. Además, la información recopilada en el teatro de operaciones se puede compartir para garantizar que los datos creados por el usuario no permanezcan inaccesibles para otros. ^{[ 18 ]} Las herramientas de planificación de misiones permiten a los soldados revisar la presencia de objetos artificiales, obstáculos o áreas conocidas que deben evitarse, como artefactos explosivos improvisados ​​(IED). Los soldados también pueden revisar las ubicaciones de misiones y ataques anteriores en las inmediaciones. ^{[ 39 ]}

El programa DARPA TransApps ha colaborado extensamente con otras agencias, como la Agencia Nacional de Inteligencia Geoespacial (NGA) y el Laboratorio de Investigación Naval (NRL), así como con proveedores de datos geoespaciales como Digital Globe, para llevar imágenes a dispositivos móviles. Michels ha señalado: "Tenemos excelentes relaciones con organizaciones como el Centro Geoespacial del Ejército (AGC), la NGA y el NRL", y añadió: "No habríamos tenido éxito sin estas fructíferas colaboraciones". ^{[ 18 ]} Gracias a estas colaboraciones, TransApps ha ayudado a popularizar formatos de imágenes estándar para aplicaciones móviles y aprovecha las innovaciones de otras agencias, como GHub Sync del NRL, para su difusión.

TransApps ha colaborado con el mundo académico y los sectores público y privado para impulsar la innovación de calidad comercial en el sector público. TransApps se ha beneficiado del intercambio de ideas y experiencias entre personas en el marco de esta colaboración público-privada. ^{[ 48 ]} Esto se ha producido tanto dentro del equipo de TransApps como mediante la consulta a la comunidad para obtener retroalimentación. La colaboración con la industria incluye diversas presentaciones, algunas de las cuales se enumeran a continuación.

• Teléfonos inteligentes y dispositivos portátiles para la defensa y la seguridad nacional, Washington, DC, octubre de 2013. Archivado el 3 de septiembre de 2014 en Wayback Machine ;
• 3_Lack.ashx+&cd=87&hl=en&ct=clnk&gl=usAsegurando dispositivos móviles Android para el usuario táctico, abril de 2012 ;
• Reunión técnica de intercambio sobre seguridad de dispositivos móviles del NIST, enero de 2012 ;
• Próximamente: Mission Command, junio de 2014 ;
• Grupo de trabajo sobre datos básicos de infraestructura nacional, septiembre de 2013 ;
• Cumbre de Mando y Control, julio de 2011 ;
• Multimedia móvil/Procesamiento de imágenes, seguridad y aplicaciones, abril de 2013 ;
• Asociación Internacional de Pruebas y Evaluación, Conferencia Anual, 2013. Archivado el 3 de septiembre de 2014 en Wayback Machine ;
• Cyber ​​Endeavor: Operaciones en redes celulares y en la nube, Escuela Naval de Posgrado, Monterrey, CA, junio de 2012 .

También existe un creciente conjunto de literatura relacionada con los hallazgos e innovaciones asociados con TransApps. Estos incluyen:

• Brian A. Weiss, Lisa Fronczek, Emile Morse, Zeid Kootbally y Craig Schlenoff. 2013, "Evaluaciones de rendimiento de aplicaciones militares con Android que operan en dispositivos portátiles tácticos", del volumen 8755 de la conferencia, Procesamiento de imágenes/multimedia móvil, seguridad y aplicaciones 2013, Sos S. Agaian; Sabah A. Jassim; Eliza Y. Du, Baltimore, Maryland, EE. UU. | 29 de abril de 2013.
• DP Iracleous, A. Kollan, D. Rigas, 2013, "Detección cooperativa en un entorno militar distribuido mediante dispositivos inteligentes", Avances recientes en telecomunicaciones y diseño de circuitos.
• Scott Scheff, Tristan Plank, John Wilson y Angelia Sebok. 2013. "Desarrollo de técnicas de visualización para mejorar la comprensión de la información y reducir la carga cognitiva", Fundamentos de la cognición aumentada, Lecture Notes in Computer Science, volumen 8027.
• Mary R. Schurgot, Jairo Estebany, Lloyd Greenwald, Yang Guoy, Mark Smithy, David Stott, Matteo Varvelloy y Limin Wangy. Proporcionando descubrimiento y compartición de contenido local en redes tácticas móviles. 2013. Conferencia de Comunicaciones Militares, MILCOM 2013-2013 IEEE. Págs. 1506-11.
• Len Bass, Nanette Brown, Gene Cahill, William Casey, Sagar Chaki, Cory Cohen, Dionisio de Niz, David French, Arie Gurfinkel, Rick Kazman, Ed Morris, Brad Myers, William Nichols, Robert L. Nord, Ipek Ozkaya, Raghvinder S. Sangwan, Soumya Simanta, Ofer Strichman, Peppo Valetto. Resultados de los proyectos exploratorios de nueva creación financiados por SEI Line. Informe técnico. CMU/SEI-2012-TR-004. 2013.
• Jonathon Williams. "Un sistema de distribución de datos para dispositivos móviles", tesis de maestría en Ciencias de la Computación, Universidad de Vanderbilt. 2011.
• A. Shah, An Kyoungho, A. Gokhale y J. White. "Maximización del tiempo de actividad del servicio de sistemas integrados y en tiempo real distribuidos basados ​​en teléfonos inteligentes", Simposio Internacional IEEE de Computación Distribuida en Tiempo Real Orientada a Objetos/Componentes/Servicios (ISORC), 2011, 14.º Simposio.

La brecha entre los dos proyectos podría resolverse. Según John Willison, Director de la Dirección de Comando, Energía e Integración del RDECOM del Ejército de EE. UU., el Ejército ha negociado un acuerdo para servir de puente entre los programas Nett Warrior y TransApps. El proyecto Nett Warrior se basa en radios dentro de la Plataforma de Comando de Batalla Conjunta, mientras que TransApps mantiene una arquitectura y un entorno sin restricciones con acceso a radios militares seguras. Willison señala que, en algún momento, el Ejército decidirá con qué plataforma proceder, pero puede que no sea una disyuntiva. ^{[ 58 ]} De manera similar, como señaló un estudio reciente, existe la necesidad de un enfoque holístico para el uso táctico de la tecnología móvil. Por ejemplo, es necesaria la integración de TransApps con la Última Milla Táctica (LG3), así como proporcionar acceso directo a la red para replicar verdaderamente la experiencia de un "teléfono inteligente". ^{[ 59 ]}