Des chercheurs inversent les systèmes visuels des syrphes pour détecter les drones

Une équipe de chercheurs de l'Université d'Australie-Méridionale a rétro-conçu les systèmes visuels des syrphes pour détecter les drones à près de quatre kilomètres de distance. Les experts en systèmes autonomes de l'université ont travaillé aux côtés d'autres à l'Université Flinders et à la société de défense Midspar Systems. 

50 % de meilleure détection

Les essais qui ont utilisé des techniques de traitement du signal bio-inspirées ont démontré des taux de détection jusqu'à 50 % meilleurs que les méthodes existantes. 

Selon l'équipe, ces nouvelles découvertes pourraient aider à combattre la menace des drones porteurs d'EEI. La recherche intervient juste au moment où ces drones sont utilisés en Ukraine. 

L'ouvrage a été publié dans Le Journal de la Société Acoustique d'Amérique.

Selon le professeur UniSA de systèmes autonomes Anthony Finn, les systèmes visuels des syrphes ont déjà été cartographiés pour améliorer les détections par caméra. Cependant, la nouvelle recherche est la première fois que la bio-vision est appliquée aux données acoustiques.

« Il a été démontré que le traitement de la biovision augmente considérablement la portée de détection des drones, tant dans les données visuelles qu'infrarouges. Cependant, nous avons maintenant démontré que nous pouvons détecter des signatures acoustiques claires et nettes de drones, y compris de très petits drones silencieux, grâce à un algorithme basé sur le système visuel du syrphe », explique le professeur Finn.

Les syrphes ont des compétences visuelles et de suivi supérieures qui ont été modélisées avec succès pour détecter les drones dans des paysages complexes et obscurs. Il peut s'agir d'objectifs militaires ou civils. 

« Les drones non autorisés représentent des menaces particulières pour les aéroports, les individus et les bases militaires. Il devient donc de plus en plus critique pour nous de pouvoir détecter des emplacements spécifiques de drones à de longues distances, en utilisant des techniques capables de capter même les signaux les plus faibles. Nos essais utilisant les algorithmes basés sur le survol montrent que nous pouvons maintenant le faire », déclare le professeur Finn.

Augmentation de l'utilisation des aéronefs autonomes

Le Dr Russell Brinkworth, professeur agrégé en systèmes autonomes à l'Université Flinders, a déclaré que les régulateurs de l'aviation, les autorités de sécurité et le grand public bénéficieraient tous grandement de la technologie. Cela est d'autant plus vrai qu'il devient de plus en plus important de surveiller le grand nombre d'aéronefs autonomes utilisés. 

« Nous avons vu des drones pénétrer dans l'espace aérien où les compagnies aériennes commerciales atterrissent et décollent ces dernières années. Développer la capacité de surveiller réellement les petits drones lorsqu'ils sont actifs à proximité de nos aéroports ou dans notre ciel pourrait donc être extrêmement bénéfique pour améliorer la sécurité », déclare le Dr Brinkworth. 

"L'impact des drones dans la guerre moderne devient également évident pendant la guerre en Ukraine, donc garder le contrôle de leur emplacement est en fait dans l'intérêt national. Nos recherches visent à étendre considérablement la portée de détection à mesure que l'utilisation des drones augmente dans l'espace civil et militaire.

Le traitement bio-inspiré a amélioré les plages de détection de 30 à 49 % par rapport aux techniques traditionnelles, selon le type de drone et les conditions. 

Afin de capter l'acoustique des drones à des distances courtes à moyennes, les chercheurs observent des modèles spécifiques et des signaux généraux. Cependant, des distances plus longues signifient que le signal est plus faible et que les deux techniques sont moins efficaces. 

Selon les chercheurs, il existe des conditions similaires dans le monde naturel. Par exemple, les syrphes ont de puissants systèmes visuels capables de capturer des signaux visuels dans des régions bruyantes et sombres. 

"Nous avons travaillé en supposant que les mêmes processus qui permettent de voir de petites cibles visuelles parmi le fouillis visuel pourraient être redéployés pour extraire des signatures acoustiques à faible volume de drones enfouis dans le bruit", explique le Dr Brinkworth.

Les chercheurs ont converti les signaux acoustiques en «images» bidimensionnelles et ils ont utilisé la voie neuronale du cerveau du syrphe pour améliorer et supprimer les signaux et le bruit non liés. Cela a augmenté la plage de détection des sons qu'ils voulaient détecter. 

La recherche révolutionnaire a été financée par le Next Generation Technologies Fund du ministère de la Défense en Australie, qui soutient en partie des solutions pour lutter contre la militarisation des drones.