Investigadores reversan la ingeniería de los sistemas visuales de las moscas volantes para detectar drones

Un equipo de investigadores de la Universidad de Australia del Sur ha reversado la ingeniería de los sistemas visuales de las moscas volantes para detectar drones a casi cuatro kilómetros de distancia. Los expertos en sistemas autónomos de la universidad trabajaron junto con otros en la Universidad de Flinders y la empresa de defensa Midspar Systems.

50% Mejor Detección

Las pruebas que utilizaron técnicas de procesamiento de señales de inspiración biológica demostraron tasas de detección de hasta un 50% mejores que los métodos existentes.

Según el equipo, estos nuevos hallazgos podrían ayudar a combatir la amenaza de drones que transportan artefactos explosivos improvisados. La investigación se produce justo cuando estos drones se están utilizando en Ucrania.

El trabajo se publicó en La Revista de la Sociedad Acústica de América.

Según el profesor Anthony Finn de la Universidad de Australia del Sur, los sistemas visuales de las moscas volantes se han mapeado antes para mejorar las detecciones basadas en cámaras. Sin embargo, la nueva investigación es la primera vez que se aplica la visión biológica a datos acústicos.

“El procesamiento de visión biológica ha demostrado aumentar en gran medida el rango de detección de drones en datos visuales e infrarrojos. Sin embargo, ahora hemos demostrado que podemos detectar señalesítas acústicas claras y nítidas de drones, incluidos los muy pequeños y silenciosos, utilizando un algoritmo basado en el sistema visual de la mosca volante”, dice el profesor Finn.

Las moscas volantes tienen habilidades visuales y de seguimiento superiores que se han modelado con éxito para detectar drones en paisajes complejos y oscuros. Esto podría involucrar propósitos militares o civiles.

“Los drones no autorizados plantean amenazas distintas a los aeropuertos, las personas y las bases militares. Por lo tanto, es cada vez más crítico para nosotros poder detectar las ubicaciones específicas de los drones a largas distancias, utilizando técnicas que puedan detectar incluso las señales más débiles. Nuestras pruebas utilizando los algoritmos basados en las moscas volantes muestran que ahora podemos hacerlo”, dice el profesor Finn.

Aumento del Uso de Aeronaves Autónomas

El Dr. Russell Brinkworth, quien es profesor asociado de Sistemas Autónomos en la Universidad de Flinders, dice que los reguladores de la aviación, las autoridades de seguridad y el público en general se beneficiarían en gran medida de la tecnología. Esto es especialmente cierto a medida que se vuelve cada vez más importante monitorear el gran número de aeronaves autónomas que se utilizan.

“Hemos presenciado drones que entran en el espacio aéreo donde los aviones comerciales aterrizan y despegan en los últimos años, por lo que desarrollar la capacidad de monitorear realmente los pequeños drones cuando están activos cerca de nuestros aeropuertos o en nuestros cielos podría ser extremadamente beneficioso para mejorar la seguridad”, dice el Dr. Brinkworth.

“El impacto de los UAV en la guerra moderna también se está volviendo evidente durante la guerra en Ucrania, por lo que mantener el control de su ubicación es en realidad del interés nacional. Nuestra investigación apunta a extender el rango de detección considerablemente a medida que aumenta el uso de drones en el espacio civil y militar”.

El procesamiento de inspiración biológica mejoró los rangos de detección entre un 30 y un 49 por ciento en comparación con las técnicas tradicionales, dependiendo del tipo de dron y las condiciones.

Para detectar la acústica de los drones a distancias cortas y medias, los investigadores observan patrones y señales específicas. Sin embargo, a distancias más largas, la señal es más débil y ambas técnicas son menos efectivas.

Según los investigadores, existen condiciones similares en el mundo natural. Por ejemplo, las moscas volantes tienen sistemas visuales poderosos que pueden capturar señales visuales en regiones oscuras y ruidosas.

“Trabajamos bajo la suposición de que los mismos procesos que permiten ver objetivos visuales pequeños entre el desorden visual podrían ser redeployados para extraer señalesítas acústicas de baja volumen de los drones enterrados en el ruido”, dice el Dr. Brinkworth.

Los investigadores convirtieron las señales acústicas en “imágenes” bidimensionales y utilizaron la vía neural del cerebro de la mosca volante para mejorar y suprimir las señales no relacionadas y el ruido. Esto aumentó el rango de detección para los sonidos que querían detectar.

La investigación de vanguardia fue financiada por el Fondo de Tecnologías de Nueva Generación del Departamento de Defensa de Australia, que apoya en parte las soluciones para abordar la weaponización de los drones.