Ερευνητές Αναστροφοποιούν το Οπτικό Σύστημα των Σφηκών για την Ανίχνευση Drone

Μια ομάδα ερευνητών στο Πανεπιστήμιο της Νότιας Αυστραλίας έχει αναστροφοποιήσει το οπτικό σύστημα των σφηκών για την ανίχνευση drone από απόσταση σχεδόν τεσσάρων χιλιομέτρων. Οι εμπειρογνώμονες των αυτόνομων συστημάτων στο πανεπιστήμιο συνεργάστηκαν με άλλους στο Πανεπιστήμιο Flinders και στην εταιρεία αμυντικών συστημάτων Midspar Systems.

50% Καλύτερη Ανίχνευση

Οι δοκιμές που χρησιμοποίησαν βιο-εισπρακτικές τεχνικές επεξεργασίας σήματος έδειξαν μέχρι 50% καλύτερες ποσοστιαίες ανίχνευσης από τις υπάρχουσες μεθόδους.

Σύμφωνα με την ομάδα, αυτά τα νέα ευρήματα θα μπορούσαν να βοηθήσουν στην καταπολέμηση της απειλής των drone που μεταφέρουν εκρηκτικά. Η έρευνα έγινε την ίδια στιγμή που αυτά τα drone χρησιμοποιούνται στην Ουκρανία.

Το έργο δημοσιεύθηκε στο Περιοδικό της Ακουστικής Εταιρείας της Αμερικής.

Σύμφωνα με τον Καθηγητή του Πανεπιστημίου της Νότιας Αυστραλίας, Ανθώνυ Φιν, το οπτικό σύστημα των σφηκών έχει χαρτογραφηθεί προηγουμένως για να βελτιωθεί η ανίχνευση με βάση την κάμερα. Ωστόσο, η νέα έρευνα είναι η πρώτη φορά που η βιο-όραση έχει εφαρμοστεί σε ακουστικά δεδομένα.

“Η επεξεργασία βιο-όρασης έχει δείξει ότι αυξάνει σημαντικά την εμβέλεια ανίχνευσης των drone και στα οπτικά και στα υπέρυθρα δεδομένα. Ωστόσο, τώρα έχουμε δείξει ότι μπορούμε να πιάσουμε σαφείς και καθαρές ακουστικές υπογραφές των drone, συμπεριλαμβανομένων πολύ μικρών και ήσυχων, χρησιμοποιώντας einen αλγόριθμο βασισμένο στο οπτικό σύστημα της σφήκας”, λέει ο Καθηγητής Φιν.

Οι σφήκες έχουν υπεροχή οπτικών και ικανοτήτων παρακολούθησης που έχουν μοντελοποιηθεί με επιτυχία για την ανίχνευση drone σε σύνθετα και απρόβλεπτα τοπία. Αυτό θα μπορούσε να αφορά είτε στρατιωτικούς είτε πολιτικούς σκοπούς.

“Τα μη εξουσιοδοτημένα drone αποτελούν ιδιαίτερες απειλές για τα αεροδρόμια, τα άτομα και τις στρατιωτικές βάσεις. Είναι λοιπόν όλο και πιο κρίσιμο για μας να μπορούμε να ανιχνεύουμε συγκεκριμένες τοποθεσίες των drone σε μεγάλες αποστάσεις, χρησιμοποιώντας τεχνικές που μπορούν να πιάσουν ακόμη και τα πιο αδύναμα σήματα. Οι δοκιμές μας χρησιμοποιώντας τους αλγόριθμους με βάση τη σφήκα δείχνουν ότι τώρα μπορούμε να το κάνουμε”, λέει ο Καθηγητής Φιν.

Αυξανόμενη Χρήση Αυτόνομων Αεροσκαφών

Ο Δρ Ράσελ Μπρίνκουορθ, ο οποίος είναι Αναπληρωτής Καθηγητής στα Αυτόνομα Συστήματα στο Πανεπιστήμιο Flinders, λέει ότι οι ρυθμιστές της αεροπορίας, οι αρχές ασφαλείας και το ευρύ κοινό θα ωφεληθούν πολύ από την τεχνολογία. Αυτό είναι ιδιαίτερα αλήθεια καθώς γίνεται όλο και πιο σημαντικό να παρακολουθούμε τον μεγάλο αριθμό των αυτόνομων αεροσκαφών που χρησιμοποιούνται.

“Έχουμε δει τα drone να εισέρχονται στο εναέριο χώρο όπου προσγειώνονται και απογειώνονται τα εμπορικά αεροπλάνα τα τελευταία χρόνια, οπότε η ανάπτυξη της ικανότητας να παρακολουθούμε τα μικρά drone όταν είναι ενεργά κοντά στα αεροδρόμιά μας ή στους ουρανούς μας θα μπορούσε να είναι εξαιρετικά ωφέλιμη για την ασφάλεια”, λέει ο Δρ Μπρίνκουορθ.

“Η επίδραση των UAVs στον σύγχρονο πόλεμο γίνεται επίσης εμφανής κατά τον πόλεμο στην Ουκρανία, οπότε η παρακολούθηση της τοποθεσίας τους είναι πραγματικά στο εθνικό συμφέρον. Η έρευνά μας στοχεύει να επεκτείνει την εμβέλεια ανίχνευσης σημαντικά καθώς η χρήση των drone αυξάνεται στον πολιτικό και στρατιωτικό χώρο.”

Η επεξεργασία με βάση τη βιο-όραση βελτίωσε την εμβέλεια ανίχνευσης μεταξύ 30 και 49 τοις εκατό όταν συγκρίνεται με τις παραδοσιακές τεχνικές, ανάλογα με τον τύπο του drone και τις συνθήκες.

Για να πιάσουν τα ακουστικά σήματα των drone σε μικρές έως μεσαίες αποστάσεις, οι ερευνητές παρατηρούν συγκεκριμένα μοτίβα και γενικά σήματα. Ωστόσο, οι μεγαλύτερες αποστάσεις σημαίνουν ότι το σήμα είναι πιο αδύνατο, και και οι δύο τεχνικές είναι λιγότερο αποτελεσματικές.

Σύμφωνα με τους ερευνητές, υπάρχουν παρόμοιες συνθήκες στη φύση. Για παράδειγμα, οι σφήκες έχουν ισχυρά οπτικά συστήματα που μπορούν να πιάσουν οπτικά σήματα σε θορυβώδεις, σκοτεινές περιοχές.

“Δούλεψαμε με την υπόθεση ότι οι ίδιες διαδικασίες που επιτρέπουν στα μικρά οπτικά στόχους να φαίνονται μεταξύ του οπτικού θορύβου θα μπορούσαν να αναπτύξουν την εξαγωγή χαμηλού όγκου ακουστικών υπογραφών από τα drone που είναι θαμμένα στον θόρυβο”, λέει ο Δρ Μπρίνκουορθ.

Οι ερευνητές μετέτρεψαν τα ακουστικά σήματα σε δύο διαστάσεων “εικόνες” και χρησιμοποίησαν τον νευρικό μονοπάτι της σφήκας για να βελτιώσουν και να καταστείλει μη σχετικά σήματα και θόρυβο. Αυτό αυξάνει την εμβέλεια ανίχνευσης για τα ήχους που ήθελαν να ανιχνεύσουν.

Η πρωτοποριακή έρευνα χρηματοδοτήθηκε από το Ταμείο Τεχνολογιών της Επόμενης Γενιάς του Υπουργείου Άμυνας στην Αυστραλία, το οποίο υποστηρίζει εν μέρει τις λύσεις για την αντιμετώπιση της όπλωσης των drone.