I ricercatori reverse-engineering dei sistemi visivi delle efemere per rilevare i droni

Un team di ricercatori dell’Università del Sud Australia ha reverse-engineering dei sistemi visivi delle efemere per rilevare i droni da quasi quattro chilometri di distanza. Gli esperti di sistemi autonomi dell’università hanno lavorato insieme ad altri della Flinders University e della società di difesa Midspar Systems.

50% Migliore Rilevamento

I trial che hanno utilizzato tecniche di elaborazione del segnale bio-ispirate hanno dimostrato tassi di rilevamento fino al 50% migliori rispetto ai metodi esistenti.

Secondo il team, questi nuovi risultati potrebbero aiutare a contrastare la minaccia dei droni che trasportano ordigni esplosivi. La ricerca arriva proprio mentre questi droni vengono utilizzati in Ucraina.

Il lavoro è stato pubblicato sulla Rivista della Società Acustica d’America.

Secondo il professore dell’Università del Sud Australia Anthony Finn, i sistemi visivi delle efemere sono stati mappati in precedenza per migliorare le rilevazioni basate su telecamere. Tuttavia, la nuova ricerca è la prima volta che la bio-visione viene applicata ai dati acustici.

“L’elaborazione bio-visione ha dimostrato di aumentare notevolmente il raggio di rilevamento dei droni sia nei dati visivi che infrarossi. Tuttavia, abbiamo ora dimostrato che possiamo rilevare chiari e nitidi segnali acustici dei droni, compresi quelli molto piccoli e silenziosi, utilizzando un algoritmo basato sul sistema visivo dell’efemera”, afferma il prof. Finn.

Le efemere hanno abilità visive e di tracciamento superiori che sono state modellate con successo per rilevare i droni in paesaggi complessi e oscuri. Ciò potrebbe riguardare scopi militari o civili.

“I droni non autorizzati rappresentano minacce distinctive per gli aeroporti, le persone e le basi militari. È quindi sempre più critico per noi essere in grado di rilevare le posizioni specifiche dei droni a lunghe distanze, utilizzando tecniche che possano rilevare anche i segnali più deboli. I nostri trial utilizzando gli algoritmi basati sull’efemera mostrano che possiamo farlo”, afferma il prof. Finn.

Aumento dell’uso di aerei autonomi

Il dottor Russell Brinkworth, che è professore associato di sistemi autonomi alla Flinders University, afferma che i regolatori dell’aviazione, le autorità di sicurezza e il pubblico in generale trarrebbero grande beneficio da questa tecnologia. Ciò è particolarmente vero considerando che è sempre più importante monitorare il grande numero di aerei autonomi in uso.

“Abbiamo visto i droni entrare nello spazio aereo dove atterrano e decollano gli aerei di linea negli ultimi anni, quindi sviluppare la capacità di monitorare i piccoli droni quando sono attivi vicino ai nostri aeroporti o nei nostri cieli potrebbe essere estremamente benefico per migliorare la sicurezza”, afferma il dottor Brinkworth.

“L’impatto dei UAV nella guerra moderna sta diventando sempre più evidente durante la guerra in Ucraina, quindi mantenere il controllo sulla loro posizione è nell’interesse nazionale. La nostra ricerca mira ad estendere notevolmente il raggio di rilevamento man mano che l’uso dei droni aumenta nello spazio civile e militare.”

L’elaborazione bio-ispirata ha migliorato i ranghi di rilevamento tra il 30 e il 49% rispetto alle tecniche tradizionali, a seconda del tipo di drone e delle condizioni.

Per rilevare l’acustica dei droni a distanze brevi o medie, i ricercatori osservano specifici modelli e segnali generali. Tuttavia, a distanze più lunghe, il segnale è più debole e entrambe le tecniche sono meno efficaci.

Secondo i ricercatori, ci sono condizioni simili nel mondo naturale. Ad esempio, le efemere hanno sistemi visivi potenti che possono catturare segnali visivi in regioni rumorose e buie.

“Abbiamo lavorato sull’ipotesi che gli stessi processi che consentono di vedere piccoli bersagli visivi tra il rumore visivo potessero essere riutilizzati per estrarre segnali acustici a basso volume dai droni sepolti nel rumore”, afferma il dottor Brinkworth.

I ricercatori hanno convertito i segnali acustici in “immagini” bidimensionali e hanno utilizzato il percorso neurale del cervello dell’efemera per migliorare e sopprimere i segnali non correlati e il rumore. Ciò ha aumentato il raggio di rilevamento per i suoni che volevano rilevare.

La ricerca innovativa è stata finanziata dal Fondo per le tecnologie di prossima generazione del Dipartimento della Difesa in Australia, che sostiene in parte le soluzioni per affrontare l’uso di droni come arma.