Tutkijat kehittivät hoverfly-lajin visuaalisten järjestelmien avulla droonien havaitsemista

Etelä-Australian yliopiston tutkijaryhmä on kehittänyt hoverfly-lajin visuaalisten järjestelmien avulla droonien havaitsemista, joka mahdollistaa droonien havaitsemisen lähes neljän kilometrin etäisyydeltä. Yliopiston autonomisten järjestelmien asiantuntijat työskentelivät yhdessä Flindersin yliopiston ja puolustusyhtiö Midspar Systemsin kanssa.

50 % parempi havaitseminen

Kokeet, joissa käytettiin bio-inspiroituja signaali-prosessoritekniikoita, osoittivat jopa 50 % paremmat havaitsemisluokat verrattuna olemassa oleviin menetelmiin.

Tutkijaryhmän mukaan nämä uudet löydökset voivat auttaa taistelussa droonien uhkaa vastaan, jotka ovat varustettu räjähteillä. Tutkimus julkaistiin The Journal of Acoustical Society of America-julkaisussa

Etelä-Australian yliopiston autonomisten järjestelmien professori Anthony Finn kertoo, että hoverfly-lajin visuaaliset järjestelmät on aiemmin kartoitettu parantamaan kamerapohjaisia havaintoja. Uudessa tutkimuksessa bio-näkö on kuitenkin sovellettu ensimmäistä kertaa akustisiin tietoihin.

“Bio-näköprosessointi on osoittanut suuret parannukset droonien havaitsemisessa sekä visuaalisissa että infrapunatiedoissa. Olemme nyt osoittaneet, että voimme havaita selkeät ja terävät akustiset signaalit drooneista, myös hyvin pienistä ja hiljaisista, käyttäen algoritmia, joka perustuu hoverfly-lajin visuaaliseen järjestelmään”, prof. Finn sanoo.

Hoverfly-lajilla on erinomaiset visuaaliset ja seurantataidot, jotka on mallinnettu onnistuneesti droonien havaitsemiseksi monimutkaisissa ja hämärissä maisemissa. Tämä voi liittyä joko sotilaallisiin tai siviiliin tarkoituksiin.

“Luvattomat droonit muodostavat erityisiä uhkia lentokentille, yksilöille ja sotilastukikohtiin. On siis tärkeää, että voimme havaita droonien tarkat sijainnit pitkien etäisyyksien päässä käyttäen tekniikoita, jotka voivat havaita jopa heikoimmat signaalit. Kokeemme hoverfly-pohjaisilla algoritmeilla osoittavat, että voimme nyt tehdä tämän”, prof. Finn sanoo.

Droonien käytön lisääntyminen

Flindersin yliopiston autonomisten järjestelmien apulaisprofessori Russell Brinkworth sanoo, että ilmailuviranomaiset, turvallisuusviranomaiset ja laajempi yleisö hyötyvät tästä teknologiasta. Tämä on erityisen tärkeää, koska autonomisten lentokoneiden määrä on lisääntynyt.

“Olemme todistaneet droonien lentävän ilmatilassa, jossa kaupalliset lentokoneet laskeutuvat ja nousevat, viime vuosina, joten kehittääksemme kapasiteettia seurata näitä pieniä drooneja lähellä lentokenttiämme tai taivaallamme voisi olla erittäin hyödyllistä turvallisuuden parantamiseksi”, tohtori Brinkworth sanoo.

“Droonien vaikutus modernissa sodankäynnissä on myös näkyvissä Ukrainan sodassa, joten droonien sijainnin seuraaminen on kansallisen edun mukainen. Tutkimuksemme pyrkii pidentämään havaitsemis-etäisyyttä merkittävästi, kun droonien käyttö lisääntyy siviili- ja sotilasavaruudessa.”

Bio-inspiroitu prosessointi paransi havaitsemis-etäisyyttä 30-49 prosentilla verrattuna perinteisiin tekniikoihin, riippuen droonin tyypistä ja olosuhteista.

Tutkijat havaitsevat tiettyjä kuvioita ja yleisiä signaaleja lyhyen ja keskipitkän etäisyyden päässä. Pitemmät etäisyydet heikentävät signaalia, ja molemmat tekniikat ovat vähemmän tehokkaita.

Tutkijoiden mukaan vastaavia olosuhteita on luonnossa. Esimerkiksi hoverfly-lajilla on voimakkaat visuaaliset järjestelmät, jotka voivat havaita visuaalisia signaaleja meluisissa ja pimeissä alueissa.

“Toimimme oletuksella, että samat prosessit, jotka mahdollistavat pienten visuaalisten kohteiden näkemisen visuaalisessa hälinässä, voivat olla uudelleen käytössä akustisten signaaleiden erottamiseksi drooneista, jotka ovat hämärissä”, tohtori Brinkworth sanoo.

Tutkijat muuttivat akustiset signaalit kahden ulottuvuuden “kuviksi” ja käyttivät hoverfly-aivojen hermostorataa parantamaan ja tukahduttamaan epäolennaisia signaaleja ja melua. Tämä lisäsi havaitsemis-etäisyyttä halutuille äänille.

Murtava tutkimus rahoitettiin Australian puolustusministeriön seuraavan sukupolven teknologioiden rahastosta, joka osittain tukee ratkaisuja droonien aseistamisen torjumiseksi.