Arena CONCEPT.IO

A CONCEPT.IO é uma arena multi usuário / multi domínio [1] que permite a integração dos 6 diferentes domínios (terrestre/ naval/ aéreo/ espacial/ social/ cibernético) operados por diferentes interessados, com a capacidade de colocar artefatos virtuais autônomos ou controlados, e controlar/representar artefatos reais.

A proposta da CONCEPT.IO é a inovação aberta. Na CONCEPT.IO é possível conectar sistemas (em diferentes momentos do ciclo de vida) e possibilitar a simulação de táticas, técnicas e procedimentos, tanto do ecossistema militar quanto do ecossistema civil. Os interessados podem utilizar a arena para montarem suas regiões de interesse e visualizar/interagir com os elementos em simulação. 

A estruturação do elementos da cena em simulação podem ser configurados de maneira fixa, ou geradas através de variações do espaço de opções, podendo ainda terem suas métricas analisadas e propostos novos arranjos, assim como os sistemas a serem conectados podem vir de diferentes fontes como ferramentas de MBSE, hardware-in-the-loop e/ou outros softwares.

Haverão eventos específicos que a arena pode ser adaptada para um determinado mapa e realizar a simulação de um contexto operacional, no restante do tempo um mapa padrão será disponibilizado, atualizado em tempo real (1:1 do tempo) com condições e algumas entradas de dados reais do local do mapa.

Computacionamente, a arena é apenas um centralizador de uma simulação distribuída. Cada elemento, de cada domínio, é um nó da simulação que podem estar distribuído em uma máquina ou em diferentes máquinas.

Arquitetura Geral

A figura a seguir descreve os recursos da Arena CONCEPT.IO, estando divididos em 4 blocos: (i) Back-end da Arena e serviços – em verde; (ii) Front-end – em azul; (iii) Controle do Cenário – em vermelho e (iv) Usuários – em cinza.

As descrições dos elementos da Arena estão a seguir:

Sobre o MQTT

MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) é um protocolo de mensagens leve, baseado em publicação e assinatura, projetado para dispositivos com recursos limitados e redes de baixa largura de banda, alta latência ou “não confiáveis”. É amplamente utilizado em aplicações de Internet das Coisas (IoT), fornecendo comunicação eficiente entre sensores, atuadores e outros dispositivos.

Cliente MQTT

Qualquer aplicativo ou dispositivo que execute a biblioteca do cliente MQTT é um cliente MQTT. Por exemplo, um aplicativo de mensagens instantâneas que usa MQTT é um cliente, vários sensores que usam MQTT para relatar dados são um cliente e várias ferramentas de teste MQTT também são um cliente.

Broker MQTT

O Broker MQTT lida com solicitações de conexão, desconexão, assinatura e cancelamento de assinatura do cliente e mensagens de roteamento.

Publish–subscribe

O padrão publicar-assinar (publish-subscriber) difere do padrão cliente-servidor porque separa o cliente que envia mensagens (publicador – publisher) do cliente que recebe mensagens (assinante – subscriber). Publicadores e assinantes não precisam estabelecer uma conexão direta, pois o Broker MQTT é responsável por rotear e distribuir todas as mensagens.

Tópicos

O protocolo MQTT roteia mensagens com base em tópicos. O tópico distingue a hierarquia por barra “/”, que é semelhante aos caminhos de uma URL.

Guia inicial de MQTT: https://www.emqx.com/en/blog/the-easiest-guide-to-getting-started-with-mqtt

CONCEPT.IO – MQTT

A infraestrutura principal da Arena CONCEPT.IO se baseia no MQTT, preferencialmente todas as trocas de mensagens entre as entidades (virtuais/reais) devem ser realizadas através do Broker MQTT. O servidor contendo o Broker MQTT não armazena a evolução ou troca das mensagens e permite a troca de mensagem por qualquer tópico.

Tutoriais para conexão com o Broker da Arena CONCEPT.IO: tutorial

Na Arena CONCEPT.IO usamos a implementação do EMQX: https://www.emqx.com

Referencias

[1] NATO, Multi-Domain Operations in NATO – Explained, outubro de 2023, disponível em: https://www.act.nato.int/article/mdo-in-nato-explained/