トランスアプリ

DARPAの通常の調達プロセスでは、提案の選定に3～4ヶ月、契約交渉にさらに3～4ヶ月、その後同じベンダーと3～5年間取引を継続するという流れになります。これに対し、TransAppsプログラムは、スタートアップ企業を彷彿とさせる統合的かつ協調的な作業環境や、開発から実用化への迅速な移行など、民間企業のベストプラクティスを再現することを目指しました。

TransApps プログラムは、「戦闘員主導の調達」という考え方に基づいて、現在の戦闘員の要求に合わせてより迅速に能力を展開することを目指しました。^{[ 12 ]} TransApps は、能力の開発と展開における標準的な官僚的遅延を回避できる新しい調達モデルを確立しようとしました。この新しいビジネス モデルでは、新しいアプリケーションを迅速に展開するために、技術的および官僚的なハードルの両方を克服する必要がありました。^{[ 13 ]} 2012 年、当時 DARPA の国防科学局副局長であった前田氏は、「現在、アフガニスタンで進行中のプログラムで、安全で堅牢なAndroidハンドヘルド デバイスを使用しているユーザーが 3,000 ～ 4,000 人います。新しいアプリから新しいサーバー機能まで、3 ～ 4 か月ごとに新しい機能を展開しています。」と述べています。^{[ 14 ]}

TransAppsは、新たな調達モデルを追求しただけでなく、エンジニアをユーザーの環境に配置するという開発プロセスの転換も示しました。2012年、コンピュータ科学者を含むTransAppsチームは、ユーザーの要件を収集し、アプリケーションを開発およびテストするために、アフガニスタンで9か月間過ごしました。彼らはまた、開発を迅速化し、戦術ユーザーに機能を迅速に提供するために、米国のより大規模なTransAppsチームと連絡を取ることができました。^{[ 15 ]}

TransApps のパイロット活動では、開発プロセスの最後に機能を展開するのではなく、即座にフィードバックを収集し、どの要件が満たされたか、デバイスの技術的なバグ、およびユーザーからのフィードバックに基づいて次の開発サイクルのアイデアを迅速に特定しました。^{[ 16 ]} DARPA は、米国陸軍研究開発技術コマンドの通信電子センター (CERDEC)と協力して、現場でのサポートとミッション主導の開発を確保しました。^{[ 17 ]} TransApps を担当する DARPA プログラム マネージャーの Doran Michels は、2013 年 12 月のプレスリリースで次のように説明しました。「兵士がアプリケーションの開発を主導することで、動的なミッション要件に合わせてアプリがリアルタイムで進化できることを確認したかったのです。」^{[ 18 ]}

TransApp プログラムの授与から 1 年も経たないうちに、アフガニスタンの第 10 山岳師団第 3 旅団でAndroid OS を実行するモバイル デバイスをテストするパイロット プログラムが開始されました。セキュリティ テストに加えて、TransApps チームは 2011 年秋の中頃までに 12 のアプリケーションも開発しました。このパイロットの取り組みにより、接続された環境だけでなく、切断された環境でも機能するという要件が強化されました。^{[ 19 ]}開発プロセスは、「エッジまでワイヤレス」アプローチと見なすことができ、潜在的な戦術ユーザーと緊密に統合されています。これにより、さまざまな使用例で使いやすさと適用性を確保する機会が得られました。最初の要件は、高解像度のモバイル画像と、地理空間アプリケーションとのインタラクションとナビゲーションの追加方法に焦点を当てていました。これらの最初の要件が満たされると、ユーザーはすぐに追加機能を特定し、要求し始めました。多くの場合、ユーザーは当初の意図を超えた新しい使用例を特定し、モバイル デバイスの有用性を拡大しました。^{[ 20 ]}例えば、携帯端末は当初、詳細な地図を探索したり操作したりするための手段として登場しましたが、すぐに収集プラットフォームとしても使用できることが明らかになりました。^{[ 18 ]}

ユーザーコミュニティの関与は、2012年には既に運用上の影響を与えていた。ウォール・ストリート・ジャーナルの記事によると、「アフガニスタンのカンダハル近郊の村での戦闘中、ケビン・ペルティエ中尉はカスタムマップアプリケーションを搭載したタブレットコンピュータを使用して兵士の動きを指示した。カンダハル近郊の村に数千発の銃弾が飛び交う中、ペルティエ中尉はこのデバイスを使用して兵士の動きをより迅速に指示した。2日後、村は死傷者ゼロで制圧された。」このプロセスは、即時の運用支援に影響を与えただけでなく、能力を拡張するための基盤を築くのにも役立った。ユーザーからのフィードバックと開発努力の間の反復プロセスにより、小規模部隊でのアプリケーションから中隊、大隊、そして旅団レベルへの迅速なエスカレーションが可能になった。^{[ 21 ]}同様に、ティム・テレーズ少佐はTransAppsスマートフォンを使用してアフガニスタンでの作戦を計画し、これを「下車時の状況認識の大幅な改善」と呼んだ。^{[ 22 ]}

TransApps は Android プラットフォーム上での機能開発に注力しており、帯域幅が限られた環境や接続がない環境でも安全に動作する必要があることを強調しています。^{[ 23 ]} Android は、開発者がオペレーティングシステム用のセキュア カーネルを作成するために変更を加えることができるオープン アーキテクチャのため、iOS システムよりも選ばれました。^{[ 24 ]} DARPA は Android カーネルをカスタマイズし、スタックを強化し、データの整合性をチェックする機能を実装しました。スタックには、カスタム変更された Android オペレーティングシステムと Linux カーネルが含まれており、セキュリティ スタックには、保存データ、転送データ、認証、アプリの検証と制御の保護が含まれています。^{[ 18 ]}

商用の世界ではセキュリティはネットワーク上に存在するが、戦地では通信が不安定なため、TransApps はセキュリティが電話機自体に存在するように調整する必要があった。ミシェルズによれば、そのセキュリティは非常に堅牢で、「軍用 Android のログイン パスワードを解読するには、数 CPU 年かかるだろう」とのことだ。TransApps はまた、デバイスが既存の軍事インフラと統合できることも保証しなければならなかった。スマートフォンには、PRC-152、MPU4、Satcom など、使用される波形の特定のデータ制約を認識して機能できるソフトウェアが必要だった。^{[ 25 ]}これは、戦地ではデータ障害が頻繁に発生し、携帯端末は通信が途絶した場合に重要なデータを保持する必要があるため不可欠である。^{[ 26 ]} DARPA によると、セキュア システムは商用、Wi-Fi、セルラー ネットワークではなく、軍用無線機を使用している。^{[ 27 ]}

TransAppsは2012年にセキュリティへの重点を拡大し、Mobile Armourプログラムを含めた。2012年6月に授与されたMobile Armourコンポーネントは、戦場でスマートフォンとタブレット端末の両方を保護することを目的としている。^{[ 6 ]}同様に、ヴァンダービルト大学のISIS研究室は、チャット、ビデオ、テキスト、およびブルーフォースタッキングを保護するために、スマートフォンを軍用グレードの無線機に安全に接続する手段を実装した。^{[ 28 ]}

米国国立標準技術研究所（NIST）とジョージ・メイソン大学は協力して、アプリケーション テスト ソフトウェアで 20 万のアプリケーションを実行し、さまざまなアプリケーションのさまざまな技術的要件を評価しました。^{[ 29 ]} NIST の上級研究員である Tom Karygiannis 氏は、NIST の 2012 年のモバイル セキュリティガイドラインの策定に役立てるため、TransApps やその他の政府プログラムに取り組みました。^{[ 30 ]}さらに、NIST の調査結果はすべてセキュリティ関連ではなく、アプリケーションのカラー スキームがバッテリー寿命に与える影響などの問題にも対処しました。Jeff Voas 氏によると、「非常に赤い画面を持つアプリケーションがバッテリーを消耗し、電話が 16 時間の任務ではなく数時間しか持たないような任務に彼らを派遣することはできません。」^{[ 31 ]}このような動作環境のニュアンスは、複雑さを増し、携帯電話のセキュリティとハードウェアの革新を促進しました。たとえば、紛失または盗難されたデバイスから情報を取得できないことが不可欠でした。Invinceaは、アフガニスタンで3,000人の兵士を対象に、こうしたセキュリティ対策をテストするための助成金を受け取った。この取り組みの一環として、敵対者がデバイス上の情報を傍受できないようにするとともに、悪意のあるWebアプリが一見無害なサイトから隔離され、デバイスを乗っ取ることができるようにすることも目的としていた。^{[ 32 ]}

TransAppsは、複数の共謀アプリによるデータ漏洩を防ぐことに焦点を当てたFUSEプロジェクトを通じて、アプリ間セキュリティ層に取り組みました。FUSEアプリ分析ツールは、偽陰性なしにデータインテント呼び出しの過剰近似を計算するのに役立ちました。このプロジェクトでは、TransAppsプロジェクトの包括的な実現可能性調査の一環として、Javaバイトコードも評価しました。^{[ 33 ]}

DARPAは、プラットフォームの評価およびテスト戦略を設計および実装しました。これには、アプリケーションの機能、ソフトウェアとハ​​ードウェアの相互作用、およびオンラインアプリケーションマーケットプレイスが含まれます。^{[ 34 ]} NISTはまた、プラットフォーム統合、クライアントベースのアプリケーション、およびネットワーク技術の領域で機能回帰テストと定量的パフォーマンス テストを実施しました。^{[ 35 ]}

技術的な制約と機能要件を考慮すると、アプリのテストには、セキュリティ、機能、ハードウェアに関するさまざまなテストが必要でした。アプリのテストには、権限レベルの異なるさまざまなユーザー、さまざまなブラウザ、ナビゲーションと使用の容易さ、データ収集と GPS 精度を対象としたさまざまな追加テストが含まれていました。また、クライアントベースの機能のテストや、バグ、新機能、クラッシュに関するユーザー中心のテストも含まれていました。^{[ 36 ]}

TransApps は、NIST が安全な環境内でアプリのテスト ガイドラインを具体化するという、より大きな取り組みの一部となりました。Tom Karygiannis が指摘したように、NIST は政府向けに、モバイル アプリをデプロイする前にどのように検証およびテストするかについての自主的なガイドラインを作成しました。これは、許可か不許可か、赤信号か青信号のようなものではありませんが、何をテストすべきかのアイデアを提供します。そして、その環境においてそれが許容できるかどうかを判断するには、独自のセキュリティ アナリストが必要になります。^{[ 37 ]}

TransAppsは当初、アプリケーション開発の主要分野として、ブルーフォース追跡、音声認識、文化訓練、人的地形マッピング、ミッション計画、生体認証などを特定しました。^{[ 12 ]}当初の要件は、地理空間マッピング機能に重点を置いていました。たとえば、ヒートマップにより、兵士は任務前のブリーフィング中に、パトロール中に時間を費やした場所、最も頻繁に使用されたルート、およびどのエリアが十分にカバーされていないかを確認できました。^{[ 38 ]} TransHeatアプリは、アルゴリズムを使用して移動ルートを処理し、兵士が各ルートを移動する頻度を視覚的に表示します。これにより、兵士は代替ルートを選択することができ、行動の予測可能性が低くなり、待ち伏せ、IED、路肩爆弾を回避するのに役立ちます。^{[ 18 ]}また、さまざまなアプリケーションは、兵士が協力してデータを共有し、作戦を追跡し、任務の報告と再生を可能にすることに重点を置いています。^{[ 39 ]}国立公園局の要請により、TransApps は SMART Triage を開発しました。これは、救急隊員が負傷者の特徴を記録し、負傷と治療をログに記録できるアプリです。薬やその他の治療を注釈として書き込むことができる 3D マネキンが表示されます。

追加のアプリケーションは、捜索救助活動を支援します。捜索救助アプリケーション（SARApp）を使用すると、ユーザーは位置情報やタイムスタンプなどのデータを検索および収集して、報告や対応管理を容易にすることができます。これには、地図上に表示される写真、画像、音声録音などのさまざまなデータが含まれます。^{[ 40 ]}スマートフォンには、さまざまな言語の翻訳機能も含まれています。^{[ 41 ]}最後に、TransApps ハッカソンの 1 つで、兵士が毎日のトレーニングとカロリー摂取量を追跡できるようにするアプリが作成されました。GPX Fitness と呼ばれるこのアプリは、6 日以内に完全に機能し、3 人の開発者チームによって作成されました。^{[ 42 ]}要するに、これらのハンドヘルド デバイスは、地図、コラボレーション、収集、さらにはテキスト メッセージングなど、さまざまな機能を備えています。部隊の作戦将校は、「このデバイスは、任務中に携行する必要のある 4 つか 5 つの異なるものを置き換えることができると思います」と述べています。^{[ 43 ]}

プレゼンテーションをダウンロード（2014年9月3日アーカイブ、Wayback Machine）

DARPA長官のアラティ・プラバカール氏は、下院情報・新興脅威・能力小委員会 での証言の中で、TransAppsプラグインアーキテクチャフレームワークについて、「兵士の進化する要求に基づいて、新機能や機能強化を迅速に展開できる、新しいアジャイル開発プロセス、統合フレームワーク、カスタマイズされたテストサイクルを生み出す」と説明した。「兵士が新しいアプリを必要とする場合、すぐに、場合によっては翌日には入手できる。これは、彼らがこれまで行ってきた運用方法からの根本的な転換である。TransAppsエコシステムは、新旧の技術を橋渡しし、将来の技術が従来の無線機や情報システムとシームレスに連携できるようにする。市販の既製品（COTS）スマートフォンに、戦術コミュニティ向けに改良されたカスタムの多層セキュリティとアジャイル開発プロセスを搭載することで、TransAppsは拡張性と持続可能性のあるインフラストラクチャテンプレートを構築している。」^{[ 44 ]}このプラグインアーキテクチャフレームワークは、アプリケーションがシームレスに連携し、システム全体が既存の運用アーキテクチャに統合できるように設計されています。さらに、オープンなアプリケーションプログラミングインターフェース（API）は、サードパーティ製アプリが環境にプラグアンドプレイできることを強調しています。たとえば、アプリケーションの30%以上がサードパーティライブラリを含んでおり、その一部はリモートサーバーからコードをダウンロードして実行します。^{[ 45 ]}

DARPA のディレクターである Arati Prabhakar 博士は、最近まで兵士は現場でかなり原始的なマッピング機能に頼っていたと指摘しています。つまり、兵士は任務を遂行するために、主に紙の地図、手書きのメモや参考資料、音声無線送信に頼っていました。TransApps を使用すると、ユーザーは TransApps マッピング機能内で、新しい橋、特徴的な構造物、人口統計情報などの画像を更新できます。^{[ 46 ]}最新の高解像度画像は、接続されていない環境では不可欠です。収集日は、ユーザーの信頼を得るための非常に重要なメタデータになります。また、他の環境とは異なり、地図画像はストリーミングできず、SD カードにロードする必要があり、ロードできる画像の量が制限されます。

画像プロビジョニングプロセスを迅速化するために、TransAppsはタイルジェネレータを開発しました。これにより、ユーザーは一般的な画像フォーマットをビューアにロードして画像をトリミングでき、バッテリー寿命を延ばすためにユーザーの要求に基づいてのみCPUパワーを解放します。同様に、PanthrTilesはタイルの大規模なキャッシュを管理し、タイルジェネレータの出力に基づいて新しいタイルを組み込みます。今後のリリースでは、新しいOGC GeoPackage仕様をコンテナとして出力する機能も提供される予定です。^{[ 47 ]}

TransAppsは、地図機能を常に携帯端末に常駐するように設計しました。さまざまなインタラクティブ機能により、兵士はナビゲーションや任務計画の追跡、環境の特徴の追跡を行うことができます。地図画像セットは、特定の任務に合わせて簡単にカスタマイズできます。さらに、作戦地域で収集された情報は共有できるため、ユーザーが作成したデータが他の人にアクセスできないままになることはありません。^{[ 18 ]}任務計画ツールを使用すると、兵士はIEDなどの人工物、障害物、回避すべき既知のエリアの存在を確認できます。兵士はまた、周辺地域での過去の任務や攻撃の場所を確認することもできます。^{[ 39 ]}

DARPA TransApps プログラムは、モバイル デバイスに画像を提供するために、国家地理空間情報局(NGA) や海軍研究所(NRL) などの他の機関、および Digital Globe などの地理空間データ プロバイダーと幅広く協力してきました。Michels 氏は、「陸軍地理空間センター(AGC)、NGA、NRL などの組織とは現在、多くの優れた関係を築いており、これらの活発なパートナーシップがなければ成功しなかったでしょう」と述べています。^{[ 18 ]}これらのパートナーシップのおかげで、TransApps はモバイル アプリケーション用の標準画像フォーマットの普及に貢献し、NRL の GHub Sync などの他の機関のイノベーションを活用して配信しています。

TransApps は、商業レベルのイノベーションを公共部門にもたらすために、学術界、公共部門、民間部門に働きかけてきました。TransApps は、官民連携の一環として、人々とアイデアの相互交流から恩恵を受けています。^{[ 48 ]} これは TransApps チーム内でも、フィードバックを得るためにコミュニティに働きかけることによっても実現しました。その他の業界への働きかけには、さまざまなプレゼンテーションが含まれており、その一部を以下に示します。

• 防衛および国土安全保障のためのスマートフォンおよび携帯端末、ワシントンDC、2013年10月、Wayback Machineに2014年9月3日にアーカイブ済み。
• 3_Lack.ashx+&cd=87&hl=en&ct=clnk&gl=us戦術ユーザーのためのAndroidモバイルデバイスのセキュリティ対策、2012年4月;
• NISTモバイルデバイスセキュリティ技術交流会、2012年1月；
• 近日発売予定：ミッションコマンド、2014年6月；
• 国土インフラ基盤レベルデータワーキンググループ、2013年9月
• 指揮統制サミット、2011年7月；
• モバイルマルチメディア／画像処理、セキュリティおよびアプリケーション、2013年4月号；
• 国際テスト評価協会、年次会議、2013年（ 2014年9月3日にWayback Machineにアーカイブ済み）
• サイバーエンデバー：クラウドおよびセルラーネットワークにおける運用、海軍大学院、カリフォルニア州モントレー、2012年6月。

TransAppsに関連する発見やイノベーションに関する文献も増えつつあります。これらには以下が含まれます。

• Brian A. Weiss、Lisa Fronczek、Emile Morse、Zeid Kootbally、および Craig Schlenoff。2013年、「戦術用携帯端末で動作する Android 搭載軍事アプリケーションの性能評価」、会議録第 8755 巻、モバイル マルチメディア/画像処理、セキュリティ、およびアプリケーション 2013、Sos S. Agaian、Sabah A. Jassim、Eliza Y. Du、米国メリーランド州ボルチモア | 2013 年 4 月 29 日。
• DP Iracleous、A. Kollan、D. Rigas、2013、「スマートデバイスを使用した分散型軍事環境における協調センシング」、Recent Advances in Telecommunication and Circuit Design。
• Scott Scheff、Tristan Plank、John Wilson、Angelia Sebok。2013年。「情報理解の向上と認知負荷の軽減のための視覚化技術の開発」、Foundations on Augmented Cognition、Lecture Notes in Computer Science Volume 8027。
• Mary R. Schurgot、Jairo Estebany、Lloyd Greenwald、Yang Guoy、Mark Smithy、David Stott、Matteo Varvelloy、Limin Wangy。「モ​​バイル戦術ネットワークにおけるローカルコンテンツの発見と共有の提供」。2013年。軍事通信会議、MILCOM 2013-2013 IEEE。1506-11ページ。
• 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。SEIライン資金による探索的新規開始プロジェクトの結果。技術報告書。CMU/SEI-2012-TR-004。2013年。
• ジョナサン・ウィリアムズ。「モバイルデバイス向けデータ配信システム」、コンピュータサイエンス修士論文、ヴァンダービルト大学。2011年。
• A. Shah、An Kyoungho、A. Gokhale、J. White。「スマートフォンベースの分散リアルタイムおよび組み込みシステムのサービス稼働時間の最大化」、オブジェクト/コンポーネント/サービス指向リアルタイム分散コンピューティング（ISORC）、2011年第14回IEEE国際シンポジウム。

2 つのプロジェクト間のギャップは解消される可能性がある。米陸軍 RDECOM の指揮・電力・統合局長であるジョン・ウィリソン氏によると、陸軍は Nett Warrior プログラムと TransApps プログラムの間の橋渡しとなる取引を仲介した。Nett Warrior の取り組みは統合戦闘指揮プラットフォーム内の無線機に依存しているが、TransApps は安全な軍用無線機へのアクセスを備えた制約のないアーキテクチャと環境を維持している。同氏は、いずれ陸軍はどちらのプラットフォームを進めるかを決定するが、どちらか一方を選ぶシナリオではないかもしれないと述べている。^{[ 58 ]} 同様に、最近の研究が指摘しているように、モバイル技術の戦術的使用には包括的なアプローチが必要である。たとえば、TransApps を Last Tactical Mile (LG3) と統合し、真に「スマートフォン」体験を再現するために直接ネットワークアクセスを提供する必要がある。^{[ 59 ]}