Repositorio Institucional de Documentos

Repositorio de la Universidad de Zaragoza – Zaguan http://zaguan.unizar.es Trabajo Fin de Grado Estudio e integración de Sistemas de Combate Autónomos en unidades de Infantería Autor Javier Cerezuela Sánchez Director/es Director académico: Dr. Alejandro R. Mosteo Chagoyen Director militar: Cap. Víctor Julián Carrillo Delgado Centro Universitario de la Defensa-Academia General Militar 2020 II III Agradecimientos A mi familia, personal del Saboya y directores del TFG por el apoyo recibido. IV V Resumen El avance de la tecnología ha provocado grandes cambios en la forma de combatir de los ejércitos, provocando que los ejércitos que mejor se supieran adaptar a ellos dominaran al resto. Actualmente, el auge de la inteligencia artificial y los avances en robótica han dado lugar a los Sistemas de Armas Autónomos (AWS). Este avance implica un posible nuevo cambio en la forma de combatir, por lo que es justificada la necesidad de estudiarlos y buscar una integración en el Ejército. En este trabajo se ha realizado un análisis de la tecnología que compone a los AWS para entender su funcionamiento y limitaciones, y también el marco legal y su origen, los debates internacionales sobre su uso, para esclarecer a lo que se pueden llegar a convertir estos sistemas. Finalmente se ha realizado un estudio general del arma de Infantería y de diferentes modelos que pueden ser integrados en las unidades para, a través de un análisis DAFO llegar al resultado del sistema más adecuado. De este estudio se concluye que las limitaciones tecnológicas y legales actuales provocan la necesidad de contar con operadores humanos, no alcanzándose el grado de autonomía total. Finalmente, para las unidades de Infantería ligeras el sistema más adecuado ha sido el modelo THeMIS y para las mecanizadas y acorazadas el Type-X Combat. Ambos son de la empresa Milrem Robotics y se han considerado los más adecuados tras el estudio de las debilidades y fortalezas de cada unidad. VI VII Abstract Technological advances have changed the ways of war, enabling that the armies whose adoption of technological changes were best to dominate over the rest. Actually, Artificial Intelligence and developments in robotics have given birth to Automatic Weapon Systems (AWS). This advance represents a new possible change in the way of fighting, so the need to study them and look for their integration is justified. This document analyses the technology that underlies the AWSs with the aim of understanding how they work and their limitations. It has also been studied their legal restrictions and its origins, the international debates about their use, so it can be shown how AWSs can be developed in the future. Finally, a general study of the Infantry units and of different examples of AWSs has been done in order to, through a DAFO analysis, reach the result of the most suitable system for each unit. The conclusion is that both technical and legal limitations force the need of a human operator, with the level of full autonomy not being reached. The most suitable models are both from Milrem Robotics, the THeMIS model for light units and the Type-X Combat model for armored and mechanized units. They were considered the best option by analyzing the strengths and weaknesses of each unit. VIII IX ÍNDICE Agradecimientos ........................................................................................................................... 3 Resumen ........................................................................................................................................ 5 Abstract ......................................................................................................................................... 7 Índice de figuras .......................................................................................................................... 11 Lista de acrónimos ...................................................................................................................... 13 1.Introducción ............................................................................................................................... 1 1.1: Objetivos ............................................................................................................................ 1 1.2: Metodología ....................................................................................................................... 1 1.3: Estructura ........................................................................................................................... 1 2.Marco tecnológico ..................................................................................................................... 3 2.1: Conceptos previos: ............................................................................................................. 3 2.1.1: Sistema ........................................................................................................................ 3 2.1.2: Sistema de combate autónomo/ sistema autónomo de armas ................................. 3 2.1.3: Nivel de autonomía ..................................................................................................... 3 2.1.4: Inteligencia artificial .................................................................................................... 4 2.1.5: Control humano significativo ...................................................................................... 4 2.2: Capacidades y funciones de la autonomía de los sistemas: .............................................. 5 2.2.1: Movilidad ..................................................................................................................... 5 2.2.2: Selección de objetivos ................................................................................................. 6 2.2.3: Inteligencia .................................................................................................................. 6 2.2.4: Interoperabilidad ........................................................................................................ 7 2.2.5: Automantenimiento .................................................................................................... 9 3.Marco legal ............................................................................................................................... 11 3.1: Debate internacional ........................................................................................................ 11 3.1.1: Origen ........................................................................................................................ 11 3.1.2: El bucle de la autonomía ........................................................................................... 13 3.1.3: Opinión oficial de España .......................................................................................... 13 3.2: Derecho relacionado ........................................................................................................ 13 3.2.1: Principio de Discriminación ....................................................................................... 14 3.2.2: Principio de Proporcionalidad ................................................................................... 14 3.2.3: Cláusula Martens ....................................................................................................... 14 3.2.4: Conclusión ................................................................................................................. 15 4.Estudio de la integración en las unidades ................................................................................ 17 4.1: El arma de Infantería ........................................................................................................ 17 4.1.1: Generalidades ........................................................................................................... 17 2 El tercer bloque se centra en la integración de los sistemas en las unidades y lo compone el capítulo 4. Se comienza con una descripción del arma de Infantería, seguida de un análisis de ejemplos de sistemas aplicables a las unidades y se acaba con el uso de la herramienta DAFO para llegar a la integración. 3 2.Marco tecnológico En el primer capítulo de desarrollo se analiza el marco tecnológico de los sistemas AWS, comienza describiendo conceptos clave para comprender su funcionamiento y acaba analizando funciones y capacidades presentes en dichos sistemas. 2.1: Conceptos previos: 2.1.1: Sistema El término sistema posee diferentes acepciones, en el ámbito militar se usa para definir tanto armamento (sistema de armas, sistema de misiles, etc…), como componentes de equipamiento (sistema de detección IED, etc…), o plataformas (sistema integrado de vigilancia aérea, etc…). Para este trabajo se adopta una de las definiciones usadas en ingeniería: “A system is an arrangement of parts or elements that together exhibit behavior or meaning that the individual constituents do not/ Un Sistema es un conjunto de partes o elementos que juntos muestran un comportamiento o significado diferente del que tienen por separado”. Definitions of the International Council on Systems Engineering (INCOSE) 2019 Dentro de los sistemas se diferencian los físicos o reales y los conceptuales. Los sistemas conceptuales son aquellos que no tienen base material, definiciones, nombres, símbolos, estructuras del pensamiento y la comunicación. Ejemplos de ellos son las relaciones matemáticas, las relaciones lógicas o el lenguaje. Los sistemas físicos son aquellos compuestos por materia y energía y que producen efectos observables, son ejemplo de ello vehículos o programas informáticos. A su vez los sistemas físicos se dividen en abiertos, cerrados o aislados según la información que toman de fuera del sistema. Los sistemas aislados no tienen ningún intercambio con el entorno y los cerrados solo intercambian energía. Los sistemas abiertos pueden recibir tanto flujos de materia como de energía del exterior, permitiendo al sistema ajustarse al exterior, realizar automantenimiento de sus estructuras e incrementar su contenido de información. 2.1.2: Sistema de combate autónomo/ sistema autónomo de armas El departamento de defensa de los Estados Unidos define los sistemas autónomos de armas (Autonomous Weapons Systems, AWS) como: “un sistema de armas que, una vez activado, puede seleccionar y designar objetivos sin la intervención adicional de un operador humano” La definición incluye los sistemas de armas que cuentan con supervisión humana y permiten la anulación del sistema por parte de los operadores, siempre que puedan seleccionar y designar objetivos sin intervención humana. A estos sistemas se les da la connotación de “letales”, Letal Autonomous Weapons Systems (LAWS), cuando toman personas como objetivos. 2.1.3: Nivel de autonomía La autonomía es la capacidad de un sistema para realizar una acción sin necesidad de aprobación o intervención humana, por lo que el nivel de autonomía se puede definir como el grado de 4 libertad que se le da al sistema para operar respecto al control humano. El nivel de autonomía es actualmente uno de los puntos condicionados de los AWS en el Derecho Internacional. Actualmente se pueden diferenciar tres niveles de autonomía en función del grado de control que el operador humano tiene sobre el sistema. (3) -Semiautónomo o “Human in the loop”: El sistema ataca al objetivo o grupo de objetivos que un operador humano ha seleccionado previamente. -Bajo supervisión humana o “Human on the loop”: El sistema puede adquirir, seleccionar y atacar objetivos por su cuenta, teniendo un operador humano con la única función de monitorizar el funcionamiento y la capacidad de intervenir en caso de detectar errores de funcionamiento o comportamientos no deseados. -Completamente autónomo o “Human out of the loop”: El Sistema realiza el proceso de adquisición de objetivos, selección y ataque sin ninguna intervención humana y no permite ningún tipo de intervención ni monitorización por parte de supervisores humanos. Estos diferentes grados de autonomía son en parte consecuencia de los nuevos desarrollos en inteligencia artificial, de los que se hablará a continuación. 2.1.4: Inteligencia artificial En 1956 se adopta el término de inteligencia artificial (IA) (4), cuya investigación buscaba solucionar problemas sencillos. Actualmente, el incremento de la tecnología y el aumento de la capacidad de trabajar con grandes volúmenes de datos ha provocado que este concepto gane popularidad y se extienda su uso. Actualmente, la inteligencia artificial se basa en el “deep learning”. Para entender lo que es el “deep learning” es importante definir las redes neuronales: “Una red neuronal es un tipo de automático que se compone de unidades interconectadas (como neuronas) que procesa información respondiendo a entradas externas, transmitiendo información entre cada unidad. El proceso requiere múltiples pases en los datos para hallar conexiones y obtener significado de datos no definidos” (SAS Institute) (5) Así pues, el “deep learning” se basa en el uso de grandes redes neuronales que permiten analizar una gran cantidad de datos; de los resultados del análisis el sistema obtiene conclusiones de las que aprende y en las que basará su comportamiento futuro. El “deep learning” le permite a la IA del sistema aprender del entorno y mantener una mejora continua. No obstante, éste es uno de los retos que plantea la inteligencia artificial; los sistemas de IA actuales se entrenan para llevar a cabo tareas concretas y para aumentar el número de tareas que puede realizar es necesario un entrenamiento específico. 2.1.5: Control humano significativo El concepto de control humano significativo tiene su origen en el debate de la moralidad y legalidad de los diferentes niveles de autonomía en los LAWS, el concepto hace referencia al nivel de acción y supervisión humano que el sistema necesita para operar. Así, el control humano significativo en el terreno de los LAWS es el control sobre las funciones críticas del sistema, siendo éstas la adquisición de objetivos por las repercusiones de responsabilidad legal y moral de las consecuencias del uso del sistema. 5 2.2: Capacidades y funciones de la autonomía de los sistemas: De las funciones que la autonomía proporciona a los AWS, las más significativas la movilidad, el apuntado, la inteligencia, interoperabilidad y el automantenimiento (6). Estas funciones se encuentran representadas según frecuencia de aparición en la ilustración 1. Ilustración 1 Funciones autónomas en sistemas militares existentes Fuente: SIPRI dataset on autonomy in weapon systems. 2.2.1: Movilidad La capacidad predominante es la movilidad; esta capacidad permite al sistema moverse por el entorno sin implicación directa de un operador humano. La movilidad se logra a través de diferentes métodos, ya sea sobre ruedas, cadenas o patas móviles artificiales como las del modelo LS3 (2012) de la empresa Boston Dynamics. En la automatización de la movilidad se pueden diferenciar 3 niveles: -Homing o Follow-me: El sistema fija un objetivo y lo sigue hasta que alcanza su posición. Es usado usualmente en tecnología de misiles, pero también tiene aplicaciones como las de seguir a otro sistema para trabajar de forma conjunta o a un soldado humano. Estos sistemas únicamente necesitan un sistema que detecte la posición del elemento a seguir y la capacidad de dirigir su desplazamiento. -Take off and landing: El Sistema tiene la capacidad de realizar despegues y aterrizajes sin intervención humana, aunque posteriormente sea el operador humano quien lo dirija. Es común verlo en aeronaves tripuladas, donde se ha demostrado (7) que pueden ser más eficientes reduciendo la ratio de accidentes. -Navegación autónoma: En un sistema de navegación autónoma el sistema es capaz de conocer su posición y diseñar rutas y seguirlas por su cuenta. En la actualidad la navegación autónoma 6 se logra introduciendo waypoints a lo largo de la ruta, de forma manual o automática, que el sistema sigue para completar su recorrido. Se produce una notable diferencia en la complejidad de introducir la navegación autónoma según el medio por el que se mueva el sistema. Mientras un sistema que funciona por agua o aire apenas tiene elementos que modifiquen la ruta y variables, el movimiento por tierra tiene el inconveniente de poder encontrarse numerosos obstáculos que le hagan desviarse de la ruta. Para poder tener un movimiento autónomo por tierra el sistema debe tener un avanzado sistema de guiado basado en la visión que le permita reconocer el terreno o introducirle el mapeado del terreno previamente, siendo preferible la primera opción ya que le permite adaptarse a cambios en el terreno. 2.2.2: Selección de objetivos Como se ve en el gráfico (Ilustración 1), la selección de objetivos (“targeting”) obtiene también una gran importancia, sobre todo en los sistemas armados, llegando a haber dentro de ellos más sistemas con selección de objetivos que con movilidad. Los sistemas con selección de objetivos permiten realizar todo el proceso de selección que consiste en identificación, seguimiento, priorización y selección y en algunos casos hasta el ataque al objetivo. La selección de objetivos automática actual necesita tener previamente los posibles blancos definidos para que se los pueda identificar, sin ser capaz de enfrentarse a nuevos objetivos. Para identificar objetivos se suelen utilizar criterios simples como ancho y alto, usado para identificar carros de combate o velocidad y frecuencia de radio para identificar misiles. El avance en esta disciplina es lento por dos motivos. En primer lugar, es necesario entrenar a los algoritmos de los sistemas para que aprendan a identificar objetivos y para eso tienen que enfrentarse a ellos previamente, siendo necesario crear simulaciones muy precisas en las cuales se necesita información del terreno en el que se va a operar y de los objetivos. Este problema se incrementa al tener en cuenta que la información que se requiere es a menudo clasificada. En segundo lugar, se encuentra que los algoritmos para aprender usan técnicas como el “deep learning” que tienen el problema de ser demasiado complejos, no llegándose a comprender el proceso de aprendizaje ni sus outputs. Esto provoca que no se sepa con certeza cómo va a reaccionar el sistema ante entradas diferentes a las usadas en el proceso de entrenamiento. Esto ha provocado que el uso del aprendizaje automático haya sido restringido a la investigación experimental (8). 2.2.3: Inteligencia La capacidad de inteligencia de los AWS también posee una gran importancia, y es crítico desde la perspectiva del mando y control. La función de inteligencia es relativamente sencilla de implementar, pues se basa en la detección automática de objetos simples o eventos con criterios predefinidos. Como ejemplos existentes de la automatización de la inteligencia se pueden destacar los siguientes: -Detección de explosivos: Los sistemas tienen determinados sensores que tienen la capacidad de detectar artefactos explosivos como minas o IEDs (Artefactos Explosivos Improvisados). 7 Aunque el sistema de detección es automático, la dirección del robot tiende a ser controlada por un operador humano, aunque algunos sistemas recientes como el Counter IED and Mine Suite (CIMS) desarrollado por Israel Aerospace Industries (IAI) que son capaces de realizar el proceso de detección y destrucción de forma autónoma (9). -Control de perímetros: Los sistemas están programados para detectar movimiento en una zona marcada. Es una de las funciones más sencillas de implementar por no ser compleja y su uso está ampliamente extendido. -Detectar orígenes de fuego: Como su nombre indica, se basa en localizar el origen de los fuegos enemigos, siendo posible localizar asentamientos de morteros, tiradores de precisión o puestos de ametralladora. El sensor extra RedOWL del 510 Packbot de la empresa Endeavor Robotics puede es capaz de localizar tiradores de precisión y morteros, alcanzando una ratio de acierto del 94% (10) -Detección de elementos de interés: Permitiría encontrar objetos de interés (como puede ser armamento entre grupos de civiles) o localizar personas concretas a través del reconocimiento facial. La predicción de comportamientos es uno de los puntos aplicables en esta función, pero actualmente no existen sistemas que tengan la capacidad de detectar comportamientos sospechosos o predecirlos en situaciones reales. La tecnología actual se limita a poder discernir entre si una persona corre o anda o si realiza determinadas acciones como saludar, pero no puede reconocer intenciones ni amenazas. -Generación de mapas: A través del uso de cámaras, láseres y sensores ultrasónicos los sistemas son capaces de recoger datos que les permiten crear mapas en 3D. Es particularmente común en sistemas subacuáticos. Una de las ventajas de esta capacidad es que al obtener el mapeado del terreno se facilita la movilidad autónoma de otros sistemas. 2.2.4: Interoperabilidad La interoperabilidad es la capacidad de un sistema para trabajar con otros sistemas y con humanos de forma coordinada. Se diferencian dos formas de interoperabilidad, máquina-máquina y humano-máquina. -Máquina-máquina: Actualmente se encuentra en desarrollo y alcanza una forma primitiva básica, pero se espera que crezca en los próximos años. Los tipos de interacciones más comunes son las siguientes: - Movilidad coordinada: De forma similar a la navegación autónoma, los sistemas usan la movilidad coordinada para seguirse entre ellos manteniendo distancias fijadas. - Operaciones de inteligencia conjunta: Se les asigna áreas de responsabilidad a los sistemas para lograr cubrir una zona mayor. - Maniobras anti-acceso/prohibición de zona: Se busca crear una arquitectura de control que permita a los sistemas llevar a cabo labores de vigilancia complejas y maniobras como realizar patrullas y buscar potenciales amenazas para automáticamente asignar drones que los vigilen. En 2016 se realizaron ejercicios de prueba del proyecto CARACaS (Control Architecture for Robotic Agent Command and Sensing) que demostraron que el 8 sistema podía cooperar exitosamente para identificar, rodear y acosar a un buque enemigo con un único operador humano supervisando la flota de 13 barcos (11). - Ataques distribuidos: Otro de los modelos de colaboración autónoma que se está desarrollando actualmente es una arquitectura de control que permita que los sistemas de armas se distribuyan los objetivos entre ellos. Aunque la coordinación automática (Tipos de coordinación en Ilustración 2) puede resultar una función bastante útil, aún hay problemas técnicos que retrasan su inclusión en las fuerzas armadas. Los sistemas no solo deben demostrar que pueden llevar a cabo la misión que se les quiere encomendar, sino que también deben demostrar que son lo suficientemente avanzados para operar en situaciones de guerra electrónica. -Humano-máquina: El primer sentido de trabajo conjunto máquina-humano es en el que el humano hace de controlador u operador de la máquina, cosa que varía según la estructura de control. En una estructura centralizada el humano le da órdenes a una máquina concreta que se encarga de distribuir la orden al resto del sistema mientras que en una descentralizada le da la orden al sistema de máquinas directamente. (En la ilustración 3, Tipos de estructura de control en sistemas colectivos, aparecen las diferentes estructuras de control con su descripción y ventajas y desventajas). En este aspecto se consideran diferentes líneas de investigación entre las cuales se pueden destacar las siguientes tres (12): Ilustración 2 Tipos de estructura de control en sistemas colectivos Fuente: SIPRI dataset on autonomy in weapon systems. 9 -El operador humano desarrolla un plan de acción que se implemente al sistema, pudiendo el sistema realizar pequeñas adaptaciones con los cambios de circunstancias. El operador también podría tener la capacidad de controlar el comportamiento individual de cada máquina. -El operador introduce en el sistema tareas de alto nivel y el sistema encuentra la forma óptima de realizarlas. -El uso de varios operadores humanos con diferentes responsabilidades cuando el sistema es demasiado complejo, responsabilidades como revisar la salud de los sistemas, establecer las tareas o aprobar acciones críticas o de alto riesgo. El segundo sentido de trabajo conjunto máquina-humano es en el que el sistema trabaja con humanos (que no son sus operadores) de manera conjunta para cumplir una misión o realizar una tarea. Las limitaciones tecnológicas de las AI actuales hacen que el trabajo máquina-humano no esté todavía muy desarrollado en este aspecto y se reduce a maniobras simples. Para los sistemas que trabajan en tierra firme se reduce a seguir a humanos que llevan un emisor radio que la máquina puede rastrear y seguir (13). No obstante, la capacidad de trabajo conjunto máquinahumano sigue estando en su mayor parte en fase experimental. Otra de las limitaciones para el trabajo máquina-humano es la dificultad de coordinación al ser muy limitada la comunicación. La situación final deseada es el poder dar órdenes a las máquinas con la voz usando un lenguaje natural, pero con la tecnología actual aún no es posible conseguirlo. No obstante, en los últimos años esto ha crecido y se ha desarrollado bastante gracias a la aplicación en los asistentes virtuales de los smartphones, siendo claros ejemplos de ello Alexa (de Amazon), Siri (de Apple) o Cortana (de Microsoft), asistentes virtuales basados en la AI que permiten dar órdenes a través del reconocimiento del lenguaje. Las limitaciones técnicas hacen que esta tecnología solo implemente órdenes no críticas como “sígueme” o “para”. 2.2.5: Automantenimiento Esta es una función menos común 1 , e incluye las tareas llevadas a cabo por los sistemas para controlar ciertos aspectos de su funcionamiento y supervivencia. Aunque desde hace más de un siglo (14) los sistemas son capaces de analizar su estado y monitorizarlo, la capacidad para actuar sobre él continúa limitada. El estudio SIPRI sobre los AWS identificó solo las siguientes funciones de auto mantenimiento: -Autocarga/autorrepostaje: La facilidad relativa de este proceso viene dada por las condiciones del medio. Un gran número de robots domésticos monitorizan el estado de su batería y van a su plataforma de recarga cuando lo necesitan, pero por ejemplo el repostaje en vuelo tiene más complicaciones (15). -Detección de fallos y autodiagnósticos: Un informe del US DOD menciona que no es un área de desarrollo principal pero que la tecnología existe (16). Los sistemas actuales 1 En el libro “Mapping the development of autonomy in weapon systems” (6) se añade una nota que explica que es posible que el grafico representado en la Ilustración 1 Funciones autónomas en sistemas militares existentes no sea representativo porque es una función que no se suele reportar en artículos periodísticos o descripciones de venta. 10 existentes solo son capaces de detectar problemas básicos y problemas externos al sistema. -Autorreparación: La auto reparación requiere de la capacidad de modificar los elementos del sistema y la disponibilidad de partes nuevas o materiales necesarios para llevar a cabo la reparación. Actualmente no hay sistemas con esta capacidad, la línea de investigación está trabajando con robots modulares, que integrarían sus capacidades en diferentes módulos que podrían ser eyectados y reemplazados por uno que funcione. Los sistemas actuales que incluyen auto mantenimiento son todos controlados o supervisados por humanos y el objetivo de esta capacidad es facilitar el trabajo de mantenimiento del personal humano. Ilustración 3 Funciones autónomas en sistemas AWS existentes Fuente: SIPRI dataset on autonomy in weapon systems. 11 3.Marco legal En el segundo capítulo de desarrollo del trabajo, se analiza la opinión internacional sobre los AWS y el derecho relacionado. El objetivo del bloque es dar una idea general sobre la posible evolución de los sistemas y sus condiciones de uso legales. 3.1: Debate internacional 3.1.1: Origen La preocupación por la automatización de los sistemas de armas no es algo nuevo; hace una década, en el 2010 Philip Alston 2 presentó un informe (17) sobre los avances de las nuevas tecnologías y la necesidad de adaptarse a ellas para adelantarse a los posibles problemas que surjan en relación a los derechos humanos. En las conclusiones del documento pedía lo siguiente: “Es menester examinar urgentemente las repercusiones jurídicas, éticas y morales del desarrollo y la utilización de las tecnologías de los robots, especialmente, aunque no de manera exclusiva, en el caso de sus usos para la guerra” (P. Alston 2010) También recomendaba al Secretario General constituir un grupo formado por diferentes expertos para asesorar en las medidas y directrices que se tomaran para que los sistemas se ajustaran a los requisitos aplicables en materia de recursos humanos. El grupo debería también trabajar para definir los tipos de tecnología en desarrollo y estudiar la cuestión de si se debería permitir la “plena automatización de la fuerza mortífera”. En 2012, la organización Human Rights Watch (HRW) y el Centro Internacional de Derechos Humanos de Harvard (IHRC) presentaron un informe en el que manifestaban la preocupación por el auge de los avances en este campo y concluían pidiendo la prohibición preventiva de su desarrollo y uso. “Our research and analysis strongly conclude that fully autonomous weapons should be banned and that governments should urgently pursue that end. / Nuestra investigación y análisis concluye que las armas completamente autónomas deberían ser prohibidas y que los gobiernos deberían perseguir ese fin urgentemente” (Losing Humanity: The Case Against Killer Robots, HRW y IHRC, 2012). Christof Heyns, sucesor de Alston, continuó en la línea de su predecesor y elaboró otro informe en 2013 (18) . Del informe se pueden extraer las siguientes dos propuestas fundamentales: - Que “todos los Estados decreten y apliquen moratorias nacionales al menos sobre el ensayo, la producción, el montaje, la transferencia, la adquisición, el despliegue y el empleo de robots autónomos letales hasta que se haya establecido un marco convenido internacionalmente sobre el futuro de esos dispositivos”. - La convocatoria “con carácter prioritario (…) [de] un grupo de alto nivel sobre robots armados letales, integrado por expertos en distintos campos como Derecho, robótica, informática, operaciones militares, diplomacia, gestión de conflictos, ética y filosofía”. En el plazo de un año, este grupo debería publicar un informe que incluya diversos aspectos, entre ellos los siguientes: 2 Philip Alston: Experto en derecho internacional y profesional que fue Relator Especial de Naciones Unidas sobre ejecuciones extrajudiciales, sumarias o arbitrarias (2004-2010). 18 -Unidades ligeras Están constituidas principalmente por combatientes a pie, aunque puede utilizar vehículos para sus desplazamientos. Están organizadas, equipadas e instruidas para desarrollar acciones de combate próximo. -Unidades mecanizadas Las unidades mecanizadas están dotadas de vehículos acorazados de combate que les dan la posibilidad de combatir sobre sus vehículos o de pie según las exigencias del combate. El blindaje de los VCI (Vehículo de Combate de Infantería), su protección NBQ (Nuclear, Biológica y Química) y la posibilidad de lanzamiento de humos proporcionan un alto nivel de protección que las hace aptas para escenarios con un alto nivel de amenaza. -Unidades acorazadas Las unidades acorazadas están dotadas de carros de combate que le proporcionan una gran capacidad de movilidad, potencia de fuego, protección y efecto de choque. 4.1.3: Funciones de combate De las funciones de combate, la Infantería participa en la de mando, inteligencia, maniobra, fuegos, protección y logística. - Mando La función de combate mando es una de las principales para todas las armas y consiste en la coordinación de las unidades para lograr un objetivo común. Elementos importantes que intervienen puede ser la acción conjunta con unidades de Transmisiones, equipos de observación y las secciones de reconocimiento. - Inteligencia La función de combate inteligencia comprende el conjunto de actividades encaminadas a satisfacer las necesidades de conocimiento del mando, relativas al entorno operativo, necesarias para el planeamiento y conducción de las operaciones y para la identificación de las amenazas contra las fuerzas propias y el cumplimiento de la misión. Se considera la inteligencia información elaborada a partir de la información obtenida, bien a través de tareas específicamente de inteligencia o vigilancia y observación o a través de informes post-misión realizados por los combatientes. - Maniobra La maniobra es el conjunto de actividades encaminadas al empleo de la fuerza mediante la combinación del movimiento y el fuego para alcanzar una posición de ventaja sobre el enemigo, para destruirlo, neutralizarlo o rechazarlo, y en su caso, asegurar el dominio de una zona de terreno. - Fuegos La función de combate fuegos comprende el conjunto de actividades de fuego indirecto y de empleo de energía electromagnética con propósitos ofensivos, encaminadas a destruir, neutralizar o influir al enemigo o adversario. La función integra la detección, localización, adquisición y seguimiento de posibles objetivos, su identificación y la asignación al medio disponible más eficaz para conseguir el efecto deseado y la evaluación de los efectos conseguidos. 19 - Protección La función de combate protección se entiende como el conjunto de acciones encaminadas a incrementar la seguridad y la capacidad de actuación de una fuerza, es decir, mantener la capacidad de combate preservando al personal, armamento, material, instalaciones e información, así como la imagen de la fuerza, de los efectos de las acciones adversarias, de las propias y derivadas de riesgos sanitarios, medioambientales o accidentes debidos a causas diversas. -Logística La logística integra todas las actividades orientadas a la constitución y sostenimiento de las fuerzas, haciendo posible la continuidad de las operaciones. Según su finalidad se clasifica en tres tipos: obtención, distribución y consumo. La logística de obtención se da a nivel estratégico y consiste en la determinación de las necesidades, la adquisición y la recepción de los recursos. La logística de distribución, nivel operacional, se encarga del reparto del material entre los consumidores y de su transporte hasta estos. La logística de consumo se encuentra en el nivel táctico y comprende el almacenamiento, transporte, entrega, mantenimiento y baja de los recursos por parte de los consumidores. 4.2: Modelos actuales aplicables a la infantería En este apartado se van a analizar modelos de sistemas con diferentes grados de autonomía. Para la muestra se han seleccionado sistemas que funcionan moviéndose por tierra porque, además de representar mejor el avance tecnológico al ser más complejo, se han considerado a priori mejores para trabajar con las unidades de Infantería a bajos niveles al poder moverse junto a los combatientes 8 . También suponen una novedad más evidente, ya que sistemas autónomos o no tripulados que trabajan en el aire como el MQ-9 Predator B ya funcionan en las unidades del Ejército. (26) El objetivo de la búsqueda ha sido aportar variedad a la investigación para explorar las oportunidades de integración, por lo que no se ha hecho un estudio de mercado analizando el más adecuado o mejor al no ser el objetivo del trabajo. 4.2.1: Milrem Robotics Milrem Robotics (27) es una empresa procedente de Estonia cuya misión es “mejorar la seguridad y la eficiencia de los trabajos humanos en industrias como la defensa, (…)”. De esta empresa se van a estudiar los modelos Type-X Combat, pensado para apoyar a las unidades mecanizadas y el THeMIS, pensado para dar apoyo a unidades ligeras. Sus modelos tienen una arquitectura abierta, lo que significa que es posible cambiar componentes como sensores, cámaras o contramedidas. 8 No tiene demasiado sentido dotar de un dron aéreo a un pelotón de una unidad ligera para permitirle, por ejemplo, llevar más municiones. 20 - Type-X Combat 9 El objetivo de este modelo (Véase Ilustración 4) es apoyar a las unidades mecanizadas, su diseño modular le permite utilizar cañones de entre 25mm y 30mm, o misiles contra carro como el Alcotán, MMP, Javelin o SPIKE (30). También puede equipar armamento antiaéreo, equipar diferentes radares o usarse para carga de material entre otras cosas. También se le pueden equipar armas coaxiales junto con la principal. Puede ser controlado por teleoperación u operar de manera autónoma con las funciones de navegación por waypoints, follow me (en desarrollo) o cooperar con otros sistemas autónomos (en desarrollo). El vehículo se propulsa por un motor híbrido diésel-eléctrico, con una autonomía aproximada de 600km y una velocidad máxima de 80km/h en carretera y 50km/h por terreno irregular. La protección con la que cuenta, según STANAG 4569 es L4 en energía cinética y contra artillería y L1 contra minas. La compañía espera tener el prototipo listo para el tercer cuarto de 2020 y empezar las pruebas de movilidad en octubre, asimismo espera poderlo presentar en el Eurosatory 2020. (31) - THeMIS 10 El objetivo de este sistema es servir de apoyo a tropas desembarcadas o de infantería ligera. Similar al Type-X Combat, su diseño modular permite configurarlo para cumplir diferentes objetivos. La compañía Milrem Robotics divide las configuraciones en cuatro según su uso: Logística, combate, ISR (inteligencia, vigilancia y reconocimiento) y EOD (Explosive Ordnance Reconnaissance). 9 Características completas en Anexo 1 10 Características completas en Anexo 2 Ilustración 4 Type-X Combat Fuente: Milrem Robotics 21 Ilustración 5 THeMIS Cargo (Logístico) en Mali Fuente: Milrem Robotics El sistema fue desplegado en abril del 2019 en Mali (Ilustración 5) para dar apoyo al ejército de Estonia y Francia en sus patrullas, aumentando la capacidad de transporte de equipo considerablemente y reduciendo la fatiga de los combatientes (32). 11 El sistema está actualmente siendo evaluado por el Ejército de Tierra en el programa Fuerza 35 (33). 4.2.2: Kalashnikov A finales del 2017, la empresa de origen ruso Kalashnikov dio a conocer dos modelos de vehículos de combate terrestres no tripulados, el Soratnic de cuatro metros de largo por uno y medio de alto y el Nakhlebnik de tres metros de largo por uno de alto. Los presentó trabajando de manera conjunta con tropas especiales en un área nevada con edificios (Ilustración 6) (34). Ilustración 6 Demostración del Soratnik, Kalashnikov Fuente: defensa.com 11 “La oportunidad de llevar media tonelada de municiones y agua a lugares inaccesibles con un vehículo convencional agregó un gran valor a las patrullas y mejor capacidad de combate” Teniente Coronel Sten Allik, oficial superior del destacamento estonio que llevo a cabo las pruebas del THeMIS en Mali (32). 22 El sistema es manejado a distancia, supuestamente desde una distancia de hasta 10km por un operador o incluso por las tropas a las que acompaña. La torre permite situar ametralladoras medias, cañones ligeros o lanzagranadas. Alexei Krivoruchko, CEO del grupo Kalashnikov anunció que en los planes de futuro se iba a buscar equiparlo también con ocho misiles contra carro y que podría trabajar con drones de manera conjunta (35). Se sabe que fue probado en Siria (34), donde podría haber participado en combates reales. 4.2.3: Autonomous Ground Resupply (AGR) Autonomy Kit El AGR es un “kit” que se implementa en vehículos pesados logísticos para que no requieran la acción del hombre para desplazarse y seguir rutas logísticas. Está pensado para dar apoyo a unidades nivel Brigada y superior. Los vehículos con el AGR instalado en modo “follower” siguen al “March Unit Leader” (MUL), que es un vehículo que se conduce de forma manual por un conductor humano. También se permite la teleoperación de los seguidores y se puede ver las imágenes que captan las cámaras en vivo. El objetivo de este sistema es reducir los hombres necesarios para llevar el tren logístico y evitar bajas ante posibles ataques (36). La prueba del sistema se hizo en el mes de septiembre de 2019, implementando el sistema en vehículos PLS (Sistema de Carga Paletizada) (Ilustración 7) (37). 4.2.4: Boston Dynamics Boston Dynamics es una empresa con sede en Estados Unidos que se especializa en la construcción de robots autónomos. Sus modelos aún no están preparados para incluirse en el ejército (38); no obstante, la policía de Estados Unidos sí que los ha probado y usado en casos reales (39). El principal problema de los sistemas es el ruido que producen al funcionar, ya que usan motores de combustión. Aun así, representan un gran avance que en el futuro puede tener aplicación en Ilustración 7 Sistema AGR equipado sobre vehículo PLS Fuente: Xataka 23 el ejército ya que, como se va a ver, pueden adaptarse mejor al terreno y superar más obstáculos que los descritos anteriormente. -Atlas Atlas (Ilustración 8) es un robot autónomo con forma humana 12 que ha demostrado tener una agilidad y equilibrio similar al de los humanos, desplazándose de forma bípeda y realizando diferentes saltos y acrobacias 13 . El robot tiene una altura de 1,5m y pesa 80kg. Puede alcanzar la velocidad de 1,5m/s. - Cuadrúpedos (40) Otra serie de robots interesantes de Boston Dynamics son los robots cuadrúpedos: Big Dog (2004), LS3 (2012), Wildcat (2013), Spot Classic (2015) y Spot Mini (2019) (Ilustración 9) (41) . El primero de ellos, Big Dog, se rechazó inicialmente por el Ejército de EEUU por el excesivo ruido que producía al usar motores de combustión, desde entonces se ha evolucionado con la relación de robots antes mencionados, de los que destaca el Wildcat por ser capaz de alcanzar una velocidad de 32km/h y el Spot Mini por ser el más avanzado. Estos modelos podrían en un futuro superar a los que usan cadenas o ruedas para moverse al aumentar de manera considerable la dificultad del terreno que pueden superar. Ilustración 9 Robots cuadrúpedos Boston Dynamics. De izquierda a derecha: Spot Mini, Spot Classic, Wildcat, LS3 y Big Dog. Fuente: Boston Dynamics 12 Cabe recordar que se acordó intentar evitar antropomorfizar los AWS en las reuniones de la CCW (Cap. 2.3.1). 13 En la página oficial se pueden ver vídeos de su funcionamiento: https://www.bostondynamics.com/atlas Ilustración 8 Robot Atlas, de Boston Dynamics Fuente: Boston Dynamics 24 4.3: Integración en las unidades 4.3.1: Análisis DAFO 14 El análisis de Debilidades, Amenazas, Fortalezas y Oportunidades es una herramienta 15 de estudio pensado originalmente para empresas que permite organizar la información de forma que facilite la toma de decisiones estratégicas. Para este trabajo se va a utilizar con el objetivo de visualizar el uso óptimo de los sistemas anteriormente descritos según el tipo de unidad de la que se trata. Se trata de buscar el sistema adecuado para cada unidad de forma que aumente las capacidades y disminuya las amenazas sin quitar operatividad, de forma que no se pierdan oportunidades de uso ni ventajas. Para ello se ha incluido como oportunidad en uso de AWS en la herramienta. 4.3.2: Matriz de factores DAFO de los diferentes tipos de unidades (42) Se muestra la matriz de factores correspondiente a cada tipo de unidad en las ilustraciones 10, 11 y 12 que aparecen a continuación. -Infantería ligera Ilustración 10 Análisis DAFO de la Infantería ligera Fuente: Elaboración propia 14 Los análisis DAFO completos de los diferentes tipos de unidades se han incluido en anexos (Anexos 3, 4 y 5). 15 Se ha usado la herramienta DAFO online del Ministerio de Industria, Comercio y Turismo: https://dafo.ipyme.org/Home 25 -Infantería mecanizada Ilustración 11 Análisis DAFO de la Infantería mecanizada Fuente: Elaboración propia -Infantería acorazada Ilustración 12 Análisis DAFO de la Infantería acorazada Fuente: Elaboración propia 4.3.1: Mejoras buscadas/deseadas En la matriz estrategias se relacionan los factores de la matriz de factores con el objetivo de mejorar el desempeño. Para este apartado interesan especialmente en primer lugar las estrategias denominadas de supervivencia y defensivas, de las que se puede extraer la relación 26 de necesidades de las unidades que provienen de las debilidades ya que se obtienen de relacionar las amenazas con las debilidades y las fortalezas. De las necesidades analizadas destacan la de logística, común a todos; la protección aérea, común a las unidades acorazadas y mecanizadas y la necesidad de autoprotección de la infantería ligera que se puede conseguir con un buen aprovechamiento del terreno. Es destacable también que, para las unidades de Infantería acorazadas y mecanizadas, dado el grado de movilidad, protección y potencia de fuego que tienen originalmente estarían capacitados para aumentar la dotación de suministros de las unidades si se les proporciona medios de transporte. En segundo lugar, las estrategias Adaptativas se obtienen de cruzar las debilidades y las oportunidades. Se va a comentar únicamente las que provienen de la oportunidad del uso de los AWS ya que es el objeto del trabajo. Las mejoras que los AWS pueden dar a las unidades coinciden en cierta medida con las que anteriormente se han visto necesarias. Estas son la logística y la defensa aérea, con el añadido del aumento de la potencia de fuego para la Infantería ligera que, aparte de aumentar la potencia de fuego en sí, repercute en la autodefensa de la unidad que también aumentaría al poder utilizar la potencia de fuego del AWS para dar cobertura. 4.3.2: Consideraciones Dentro de la matriz estrategias, la estrategia Ofensiva, obtenida de cruzar las fortalezas y las oportunidades, se han utilizado para buscar condiciones de uso, o consideraciones para implementar los sistemas en las unidades. Principalmente se ha relacionado las diferentes fortalezas de las unidades con la inclusión de sistemas AWS, dando lugar a condiciones que deben cumplir para ser una adición a las unidades que no perjudique su actual uso y fortalezas. En primer lugar, para la infantería ligera, la condición fundamental es mantener la movilidad que da la adaptación al terreno, la capacidad de ocultación y la adaptación a los medios de transporte. Para ello se necesita que el sistema AWS implementado tenga un tamaño reducido, pueda superar los mismos obstáculos que un combatiente a pie y no producir un ruido excesivo que revele la posición de la unidad. Para la Infantería mecanizada y acorazada, se ha considerado como principal mantener la movilidad que proporciona la velocidad de los vehículos para no perder el ritmo de maniobra. También se ha visto que el aumento de la potencia de fuego a través de sistemas AWS armados no es prioritario ya que estas unidades por si ya tienen una buena potencia de fuego. 4.3.3: Propuesta de uso -Infantería ligera Para el marco de actuación de la infantería ligera, el AWS THeMIS de la empresa Milrem Robotics es el que mejor encaja con los requerimientos descritos anteriormente. Sus dimensiones reducidas (240x200x115 cm) y su peso (1630 kg) hacen que se pueda considerar su transporte en sistemas como el helicóptero NH90 al tener una capacidad de carga útil máxima de 4000 kg (43). Este sistema tiene una velocidad máxima remolcado de 80km/h. Aunque vehículos como el BMR (con los que trabaja la infantería ligera) puedan llegar a los 96km/h (44), esa velocidad se da en 27 carretera, no siendo importante la posible pérdida de velocidad máxima al llevar un THeMIS remolcado El sistema es capaz de trabajar manteniendo un bajo nivel de sonido producido, permitiendo mantener la ocultación de las tropas de a pie. El sistema de propulsión por cadenas permite superar una gran variedad de obstáculos, aunque no llega a los superables por un combatiente que se mueve a pie. Por esto sería interesante para un futuro la integración de una propulsión por patas como la de los robots de Boston Dynamics. Las mejoras deseadas son incrementar la capacidad logística y aumentar la potencia de fuego, por lo que se propone el uso del THeMIS Cargo para aumentar la capacidad logística y las diferentes variaciones de armamento acoplables en el sistema, priorizando el uso de uno u otro dependiendo del tipo de misión. En este caso, el THeMIS Cargo ya fue probado en Mali en 2019 dando buenos resultados, permitiendo aumentar los suministros llevados por las patrullas y aligerando el peso del combatiente, permitiendo reducir su fatiga. -Infantería mecanizada y acorazada La dificultad de escoger un único sistema para las unidades de Infantería mecanizada radica en si se le da prioridad al elemento de combate a pie o a los vehículos. El combatiente a pie cuenta con las necesidades de las unidades ligeras, pero el uso de los vehículos le da nuevas capacidades y necesidades. Del análisis se ha extraído la necesidad logística y de una defensa aérea. Dado que la necesidad logística la dan los vehículos y la necesidad de una defensa aérea, aunque tanto el vehículo como el elemento de combate a pie la necesitan es más propia de los vehículos, se le va a dar prioridad a dar apoyo a los vehículos con los AWS, ya que esos mismos vehículos ya sirven para apoyar al elemento de combate a pie. Las necesidades y consideraciones similares para las unidades mecanizadas (priorizando vehículos) y acorazadas hacen que el mismo sistema les sea útil y óptimo. Para ello, se considera que el AWS más apropiado es el Type-X Combat, con la configuración de carga para aumentar la capacidad logística de la unidad y con armamento antiaéreo para dar ese apoyo. Respecto a las necesidades de movilidad, el TOA tiene una velocidad máxima de 60km/h, el VCI Pizarro de 72km/h y el CC Leopardo 2E de 70km/h (45) mientras que el Type-X Combat tiene una velocidad máxima de 80 km/h. Por lo que cumple con la necesidad de la movilidad. -Función de combate logística Aunque no se trate de una unidad específica de Infantería, la logística se ha visto como una necesidad esencial y sigue siendo una de las vulnerabilidades. Por ello se ha considerado necesario incluir una propuesta de uso que se adapte al movimiento de los trenes logísticos. Para este caso, la mejora propuesta es la integración del AGR Autonomy Kit en los camiones logísticos de los que ya dispone el Ejército. El hecho de que sea un kit acoplable a los sistemas ya disponibles reduce la dificultad de la integración y estos sistemas facilitarían el movimiento de los trenes logísticos reduciendo también las bajas humanas derivadas de los ataques a estos. 34 35 Anexos Anexo 1: Type-X Combat 16 . Características técnicas Diseño modular que permite implementar en la base diferentes tipos de armamentos y sistemas para adaptarlo a la misión. Bajo sonido en funcionamiento. Diseñado buscando bajos costes en mantenimiento. 16 Fuente: https://milremrobotics.com/product/type-x-combat/ Motor: Hibrido Diesel Profundidad de vadeo: 150 cm Dimensiones: 600x290x220 cm Inclinación máxima: 45º Peso: 12000 kg Protección cinética: STANAG 4569 (L4) Velocidad máx. carretera: 80 km/h Protección artillería: STANAG 4569 (L4) Velocidad máx. tierra: 50km/h Protección minas: STANAG 4569 (L1) Velocidad máx. reverso: 50km/h Autonomía: 600km Carga máxima: 4100 kg Ilustración 13 Ejemplo de módulos implementables en el Type-X Combat Fuente: Milrem Robotics 36 Anexo 2: THeMIS 17 . Características técnicas Diseño modular que permite diferentes configuraciones para adaptarse a la misión. Bajo sonido en funcionamiento. Bajo centro de gravedad para lograr una mejor estabilidad. Configuraciones posibles: -Logística: Zona central equipada con diferentes modelos de anclaje que permiten llevar equipo para reducir la carga del combatiente. 17 Fuente: https://milremrobotics.com/defence/ Motor: Hibrido Diesel Profundidad de vadeo: 150 cm Dimensiones: 240x200x115 cm Inclinación máxima: 60º Peso: 1630 kg Pendiente lateral máx. 30º Velocidad máx. carretera: 20 km/h Fuerza empuje 21000 N Velocidad máx. tierra: 20 km/h Transportabilidad aérea STANAG 3542 Velocidad máx. reverso: 20 km/h Autonomía: 600km Carga máxima: 1200 kg Velocidad máxima remolcado: 80 km/h IP radio: 4W, personalizable MIMO Mesh Encriptación: AES256 Sensores: LiDARs Cámaras: IR (MIL-STD-810G), térmica, HDR Ilustración 14 THeMIS Cargo Fuente: Milrem Robotics 37 -Combate: Zona central equipada con armamento para ofrecer fuego de precisión, proporcionando apoyo a las tropas a pie. Se le pueden equipar ametralladoras ligeras y pesadas, lanzagranadas de 40mm, cañones de 30mm y misiles contra carro. - ISR: Equipado con una plataforma de transporte y despliegue para el KX-4 LE Titan UAV, un dron multirotor con 45m de autonomía.. -EOD: Equipado con el sensor de detección de explosivos GroundEye (la detección incluye los que no contienen metal) y un brazo para manipularlos. Ilustración 15 Ejemplos de diferentes tipos de armamento equipados sobre el THeMIS De izquierda a derecha: Ametralladora ligera y camilla para heridos, ametralladora pesada y lanza granadas de 40mm, ametralladora pesada y misil Javelin, cañón de 30mm. Fuente: Milrem Robotics Ilustración 16 THeMIS Observe Fuente: Milrem Robotics 38 Anexo 3: Análisis DAFO Infantería ligera Ilustración 17 THeMIS con GroundEye Fuente: Milrem Robotics 39 Matriz de resultados 40 41 42 Anexo 4: Análisis DAFO Infantería mecanizada 43 Matriz de resultados