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Simulation

Der Bereich Simulation erforscht, entwickelt und erprobt modernste Simulations- und Informationstechnologie um die Schweizer Armee bei der Entwicklung und Überprüfung neuer Konzepte (Streitkräfteentwicklung), beim Identifizieren optimaler Vorgehensweisen vor einem Einsatz (Einsatzunterstützung) und beim Steigern der Trainingseffektivität (Ausbildung & Training) zu unterstützen. Damit ermöglichen wir ganzheitliche und robuste Entscheidungen, effektives Training sowie eine Minimierung von Risiko, Kosten und Umweltbelastung.

Unsere Kompetenzen

Icons der verschiedenen Kompetenzen von ORSA

Um unsere Kunden bestmöglich unterstützen zu können und den vielseitigen Heraus- forderungen gerecht zu werden, verfügen wir über vertiefte Kompetenzen in den nebenstehenden Disziplinen.


Unsere Projekte

Fähigkeitsorientierte Forschung

AI4Wargaming: Wargaming mittels künstlicher Intelligenz

Wargaming ist für die Schweizer Armee ein unverzichtbares und vielfältig einsetzbares Instrument, das viele Vorteile vereint. Wie jede Methode hat jedoch auch Wargaming gewisse Limitierungen. So sind Wargames getrieben durch die Entscheidungen der Spieler/innen. Jedes Spiel ist einzigartig und nicht reproduzierbar. Zudem ist die Anzahl Spiele, die durch menschliche Spieler/innen gespielt werden, stark limitiert. Dadurch sind statistische Aussagen über einen bestimmten Spielausgang nicht möglich. Nicht zuletzt ist der Ausgang eines Wargames, wie zum Beispiel bei einem Schachspiel, stark vom Können der Spieler/innen abhängig. Im Rahmen dieses Projekts entwickeln und testen wir Algorithmen der künstlichen Intelligenz um die bestehenden Limitierungen zu überwinden. Mittels Reinforcement Learning analysieren wir digitale Wargames vollautomatisch mit dem Ziel Entscheidungsträger/innen und Planer/innen zu unterstützen, neue Taktiken und Einsatzverfahren zu entwickeln und herauszufinden welche Kombination von militärischen Fähigkeiten gewinnbringend und welche Anforderungen für neu zu beschaffende Systeme kritisch sind.

AI4AirCombatTraining: Unterstützung des taktischen Flugtrainings mittels künstlicher Intelligenz

Militär-Luftwaffe Pilot in Hahn feuert eine Rakete auf feindliche Flugzeuge Luftkampf 3d render
© bbevren/iStock

Neuste Entwicklungen im Bereich der künstlichen Intelligenz und insbesondere Reinforcement Learning bieten neue Möglichkeiten in der Ausbildung und Training von Soldat/innen und Kommandanten. Im Rahmen dieses Projektes in Zusammenarbeit mit dem Dalle-Molle-Forschungsinstitut für Künstliche Intelligenz (IDSIA) untersuchen wir den Einsatz von Reinforcement Learning zur Steigerung der Effektivität beim taktischen Training von Kampfpilot/innen. Dabei entwickeln und testen wir intelligente Algorithmen, welche eine Vielzahl von gegnerischen Flugzeugen in Flugsimulatoren steuern können um die Auszubildenden optimal zu fordern (Red Teaming). Der Fokus bei diesem Projekt liegt auf der kollaborativen Zusammenarbeit von mehreren Systemen sowie der Erklärbarkeit erfolgreicher Taktiken.

Entscheidungsunterstützung

Entwicklung von Verwundbarkeitsmodellen

In Zusammenarbeit mit dem Testcenter von armasuisse W+T entwickeln wir Verwundbarkeitsmodelle von verschiedenen Systemen zugunsten des Heers und der Luftwaffe. Diese Modelle ermöglichen es, die Interaktion zwischen verschiedenen Typen von Effektoren (Raketen, Geschosse, etc.) und Zielen (Flug- und Landfahrzeuge, etc.) zu simulieren und dadurch genauestens zu analysieren. Mit Hilfe dieser Modelle können einerseits aufwändige und teure Tests zum Teil eingespart werden, andererseits ermöglicht deren Integration in Simulatoren eine realitätsnähere Ausbildung und effektiveres Training. 

Testcenter armasuisse W+T

Entwicklung ConOps Bodluv LAD

 Simulation der lokalen bodengestützten Luftverteidigung gegen Cruise-Missiles zum Schutz kritischer Infrastruktur im hochauflösenden Schweizer Gelände.
Simulation der lokalen bodengestützten Luftverteidigung gegen Cruise-Missiles zum Schutz kritischer Infrastruktur im hochauflösenden Schweizer Gelände.

Vorbereitend für die Beschaffung der neuen lokalen bodengestützten Luftverteidigung unterstützen wir die Schweizer Luftwaffe mittels Simulationen bei der Entwicklung neuer Einsatzkonzepte. Dabei simulieren wir verschiedenste Angriffs- und Verteidigungsstrategien im hochauflösenden Schweizer Gelände um sie bezüglich ihrer Effektivität beurteilen zu können. Simulationen von Sensorabdeckungen im Gelände, kritische Flugpfade von tieffliegenden Bedrohungen sowie Standortoptimierungen von Radarsystemen ermöglichen uns zudem erste kritische Grobanforderungen abzuleiten und die Risiken für die nachfolgende Beschaffung frühzeitig zu minimieren.

Innovation

SimCo-19: Der digitale Zwilling der Schweizer Bevölkerung im Kampf gegen Covid-19

Screenshot der Webapplikation SimCo-19. Prognose der Anzahl symptomatischen und asymptomatischen Infizierten, der Verstorbenen und der Genesenen pro Bezirk und Kanton.
Screenshot der Webapplikation SimCo-19. Prognose der Anzahl symptomatischen und asymptomatischen Infizierten, der Verstorbenen und der Genesenen pro Bezirk und Kanton.

SimCo-19 ist eine Applikation zur Entscheidungsunterstützung im Kampf gegen die Covid-19 Pandemie und basiert auf einem synthetischen Bevölkerungsmodell der Schweiz oder kurz digitaler Zwilling. Darin wird die Schweizer Bevölkerung gemäss ihrer Zusammensetzung, also Alter, Geschlecht, Wohnort etc. abgebildet, ohne jedoch auf spezifische Personen hinzuweisen. Statistisch betrachtet können keine Unterschiede zwischen den Echtdaten und diesen synthetischen Daten festgestellt werden. Der Vorteil dieser Methode liegt darin, dass das menschliche Verhalten einer grossen Menschengruppe kostengünstig und präzise simuliert werden kann. SimCo-19 hilft damit Krisenstäben, medizinische Engpässe frühzeitig zu erkennen und die Wirksamkeit verschiedener Gegenmassnahmen zu testen, bevor sie umgesetzt werden.

OPTIMA: Die Multi-Agenten Simulationsplattform der Schweizer Armee

Szenario Umgebung Basel in 3D
Szenario Umgebung Basel in 3D

OPTIMA ist eine konstruktive Multi-Agenten Simulationsplattform zur Unterstützung der Schweizer Armee bei der Streitkräfteentwicklung und der Einsatzunterstützung. OPTIMA ermöglicht die Überprüfung von aufwändigen Konzepten und Szenarien auf strategischer, operativer und taktischer Stufe unter einer Vielzahl von Rahmenbedingungen. Durch die hohe Performanz ermöglicht OPTIMA statistische Analysen und robuste Aussagen basierend auf einer sehr hohen Anzahl von Simulationsdurchläufen (Data Farming). Resultate und die daraus gewonnenen Erkenntnisse fliessen direkt in die fähigkeitsorientierte Streitkräfteentwicklung ein. OPTIMA basiert vollständig auf Open-Source-Software und wurde zusammen mit Forschungspartnern entwickelt. Entsprechend den Bedürfnissen der Schweizer Armee wird sie laufend weiterentwickelt.

SAoSat: Statistische Analyse des Schweizer Luftraums

Schweizer Karte mit aufgezeichneten Flugstrecken ziviler Luftfahrzeuge innerhalb des Schweizer Luftraums
Flugstrecken ziviler Luftfahrzeuge innerhalb des Schweizer Luftraums über einen bestimmten Zeitraum

In Zusammenarbeit mit der Militärluftfahrtbehörde (MAA) entwickeln wir eine Softwarelösung, welche es ermöglicht den Schweizerischen Luftraum bezüglich Dichte, Art und Verhalten des Luftverkehrs sowie zur Risikoerfassung von Beinahezusammenstössen statistisch zu analysieren. Die entwickelte Software unterstützt die MAA und das Bundesamt für Zivilluftfahrt (BAZL) bei der Zertifizierung und Integration des Aufklärungsdrohnensystems ADS15 in den Schweizer Luftraum. Zusätzlich ermöglicht sie die Entwicklung eines Algorithmus zur Kollisionsvermeidung, welcher für die vollständige Integration der ADS15 unabdingbar ist. Zukünftig soll SAoSat Risikountersuchungen relevanter Flugrouten und Operationen für beliebige zivile und militärischer Luftfahrzeuge ermöglichen.

Erprobung

HOLSIM: Das Testlabor für die Simulationsumgebung der Zukunft

Screenshot einer Simulationsanwendung: Soldaten, verschiedene Militärfahrzeuge sind zu sehen.

Die heutige Simulationslandschaft der Schweizer Armee besteht aus einer Vielzahl von hochspezifischen Systemen. Diese proprietären Anwendungen lassen sich weder vernetzen, noch können kosten- und zeitsparende Entwicklungssynergien genutzt werden. In diesem Projekt untersuchen wir im Auftrag des Kommando Ausbildung neuartige Simulationsanwendungen, welche eine zunehmende Vernetzung und einen hohen Grad an Flexibilität ermöglichen. All das ermöglicht die Simulation von vielfältigen, operationssphärenübergreifenden Szenarien, welche standortunabhängig über ein Netzwerk durchgeführt werden können. Diese neuartigen Simulationsumgebungen testen wir bezüglich ihrer Tauglichkeit hinsichtlich Streitkräfteentwicklung (CD&E), Einsatzunterstützung sowie Ausbildung und Training. Die gewonnenen Erkenntnisse fliessen direkt in das Simulationskonzept der Armee ein und ermöglichen eine Beurteilung dieser Technologien bereits in der Konzeptphase.



armasuisse Wissenschaft und Technologie Dr. Michael Rüegsegger
Stv. Leiter Fachbereich Forschungsmanagement und Operations Reserarch
Feuerwerkerstrasse 39
CH-3602 Thun
Tel.
+41 58 483 88 89

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