信頼性の高い無人アセットを 50 倍速で実現:Scientific Systems がシミュレーションでテストのボトルネックを突破する方法

概要

Scientific Systems (SSCI) は、多領域・有人・無人システム向けの AI 搭載ソフトウェア定義自律システムを開発します。海・陸・空・宇宙を跨ぐ展開可能なミッションクリティカル技術を、米軍および革新機関に提供しています。同社のエッジベース型「協調ミッション自律制御 (CMA) 」ソフトウェアは、妨害・混乱環境下においても、拡張性と回復力を備えた動的意思決定・航法・調整を実現します。
本社所在地
米国マサチューセッツ州バーリントン
設立年
1990年
従業員数
約100名 (2025年時点)

Scientific Systems がボストン事務所から車で移動可能な範囲内で実地試験を実施中

“戦場全体で協調システムを拡大し、そのテストコストが上昇するにつれ、デジタルテスト環境は実現手段から必須要件へと移行しつつあります”
Socrates Deligeorges
TECHNICAL DIRECTOR AND GROUP LEADER, ACTIVE PERCEPTION, Scientific Systems

目標

Scientific Systems の使命は、戦闘員に配備可能な無人アセットを提供することです。これにより、協調的な無人システムが複数の領域で断固たる行動を取れるようになります。この野心的な目標には、堅牢で信頼性が高く、大規模に検証されたAI駆動型ソフトウェアが求められます。

並行して、Scientific Systems は米軍の「手頃な大量配備」構想を支援します。これは、低コストで耐障害性に優れた無人システムを大量に配備し、協調運用によって敵を圧倒し侵略を阻止するという構想です。この構想の実現には、堅牢性と適応性を備えるだけでなく、配備前に徹底的に検証された無人アセットが不可欠です。

しかし、これらのシステムの開発には以下の制約があります:
  • データ取得のボトル ネック:実地試験の調整には1回あたり 6~12 か月を要し、数百万ドルの費用がかかるが、得られる有用なログは数十件に留まることが多い。
  • 最先端の認知・計画モデルには、多様な条件を網羅した数百万のラベル付き画像が必要である。
  • ハードウェアやソフトウェアの変更後にラベリング パイプラインを調整したりデータを再収集したりすると、プログラムスケジュールに 3~6 ヶ月の遅延が生じ、知見の獲得が遅れ、モデルの改善が停滞する。
シミュレーションはこれらの課題を解決し、チームが大規模なセンサーデータを合成的に生成し、稀なエッジケースを再現し、無人アセットを継続的に検証することを可能にします。

高度な合成波環境により、EO/IR、レーダー、マルチモーダルシステムにわたるセンサー開発と検証を実現。

アプローチ

Scientific Systems は重大な課題に直面していました:搭載カメラからの自動目標認識 (ATR) などのタスク向けに、極めて現実的なデータセットを生成・注釈付けることです。一般的な合成環境は忠実性に欠け、手動によるデータラベリングでは規模拡大と迅速な対応が不可能でした。各実地試験には最低限のデータ取得のために 2 週間の準備期間が必要で、イノベーションのペースとミッション保証の両方を制約しました。

「膨大なリソースを投入した試験が計画通りに進むことを願うのはストレスです」と、Scientific Systems の研究エンジニアである Ed Scott 氏は説明します。「Axion は、リスクを増大させることなく、実地試験前に迅速かつ実験的なアプローチを可能にする柔軟性を提供してくれます」

リソースを最も消費する野外活動のいくつかを高精度のデジタルテストに置き換えることで、Scientific Systems は実地試験の負担と不確実性の両方を軽減しました。エンジニアは実地試験のずっと前に、仮想環境で安全に新しいアルゴリズムや動作を探求できるようになりました。

シミュレーション主導の開発

Applied Intuition の Axion シミュレーションプラットフォームが画期的なブレイクスルーを提供しました。高精度の物理ベースレンダリングと自動アノテーション機能により、Axion は Scientific Systems に以下の実現を可能にしました:
  • 現実的で多様なセンサー データセットを迅速に生成—手動によるラベリングやアノテーションを排除。
  • 環境要因(照明、気象、センサー角度)を大規模に調整しながらデータ整合性を維持。
  • 外部シミュレーターデータとの統合:既存の飛行経路・船舶航路を Axion で再生し、新規の高価値データセットを生成。
  • 海軍艦艇の微細なセグメントを実現し、より精密な ATR 評価と堅牢なアルゴリズム訓練を可能に。
Axion を活用することで、従来は単一テストに丸一日を要した船舶設定が、仮想環境では数分で実行可能になります。Scientific Systems チームは、物理試験 1 回分の準備に要する労力で最大 20 回の仮想テスト実行を実現し、データ収集を飛躍的に拡大し、反復開発を加速させています。
“たった一つのテスト調整に丸一日を費やしたこともあります。その時間は、エンジニアがコードを書いて進捗を上げるために使えたはずの時間です”
Abraham Shultz
Research Engineer, Scientific Systems
Axion は、グラウンドトゥルース注釈付きの同一シーンの多様なバリエーションを生成する手間を省きます。

スピードと革新のための協業

生産性の飛躍は技術だけでなく、パートナーシップによって実現されました。Scientific Systems は Applied Intuition の導入専門家と緊密に連携し、以下の成果を上げました:
  • 技術的課題の特定と優先順位付けによる機能開発とシミュレーション ツールの推進
  • セグメンテーション モデルの改善加速と詳細な海軍艦艇部品モデリングのサポート
  • 内部ミッションのタイムラインに直結する新規要件への迅速な対応
Scientific Systems の海上ユースケースで活用されたシミュレーション機能の多くは、もともと路上自律走行プログラム向けに開発されたものです。共通インフラ上に構築されたAxion のシミュレーションエンジンは、陸上から海上へ迅速に適応可能であり、領域を超えた汎用性を実証するとともに、新たな仮想環境開発コストの削減を実現しました。

この緊密な連携により、米軍および現場のエンドユーザーが要求するイノベーションのペースと、開発・配備の足並みを揃えることが可能になりました。
Axion の無人水上艇自律航行向け高度シミュレーションは、Scientific Systems のようなパートナーとの緊密な連携を通じて洗練されています。

インパクト

開発期間の短縮

Axion の機能と迅速な共同開発の組み合わせにより、Scientific Systems は以下を実現しました:

  • データとテストのループを短縮し、ボトルネックを削減しながらスループットを大幅に増加
  • プロジェクト間でデジタル インフラを再利用し、新たなシステムやシナリオごとに特注のシミュレーション作業を回避

このテストスループットの向上により、Scientific Systems は認知・自律スタックのストレステストを従来の数分の1の時間とコストで実施可能となり、各シミュレーション実行ごとに「真実のファクトシート」を生成します。これによりモデル性能と検証への信頼性が強化されます。

信頼性の高い、任務遂行可能な自律性

Scientific Systems は、現実的で堅牢な合成データと迅速な反復サイクルを基盤に、協調型無人車両向けの高度な AI 駆動自律性を提供・検証可能となり、米国防顧客向けに信頼性の高い能力を確立しました。

「我々が求めるのは、堅牢でスワーム制御が可能、かつ適応性のあるシステムです」と、Scientific Systems のリサーチエンジニア、Abraham Shultz は述べています。「シミュレーションにより、こうした挙動をより迅速かつ低リスクで検証できるため、エンジニアは戦闘員にとって最も重要な能力構築に集中できる余裕が生まれます」

未来に向けた自律性の構築

拡張性のあるデジタルファーストのアプローチとオープン アーキテクチャによる協業を通じ、Scientific Systems は展開可能な自律型ソリューションの開発を先導し続け、全領域共同作戦を支援するとともに作戦環境を変革しています。

自動化とミッション対応自律技術が、いかに貴社の能力を加速させるかをご覧ください。

エンジニアリング チームと連絡を取り、Applied Intuition が迅速な開発を支援し、ミッションのニーズに合わせた信頼性の高いスケーラブルなテストインフラをいかに提供できるかを探求してください。
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