Cercetătorii inversează sistemele vizuale ale muștelor pentru a detecta dronele

O echipă de cercetători de la Universitatea din Australia de Sud a inversat sistemele vizuale ale muștelor pentru a detecta dronele de la o distanță de aproape patru kilometri. Experții în sisteme autonome de la universitate au lucrat alături de alți cercetători de la Universitatea Flinders și compania de apărare Midspar Systems.

Detectare cu 50% mai bună

Încercările care au utilizat tehnici de procesare a semnalelor inspirate de biologie au demonstrat rate de detectare cu până la 50% mai bune decât metodele existente.

Conform echipei, aceste noi descoperiri ar putea ajuta la combaterea amenințării dronele care transportă dispozitive explozive. Cercetarea vine exact în momentul în care aceste drone sunt utilizate în Ucraina.

Lucrarea a fost publicată în The Journal of Acoustical Society of America.

Conform profesorului Anthony Finn de la Universitatea din Australia de Sud, sistemele vizuale ale muștelor au fost cartografiate anterior pentru a îmbunătăți detectarea bazată pe camere. Cu toate acestea, noua cercetare este pentru prima dată când bio-viziunea a fost aplicată la date acustice.

“Procesarea bio-viziunii a demonstrat o creștere semnificativă a gamei de detectare a dronelor atât în date vizuale, cât și în date infraroșu. Cu toate acestea, am demonstrat acum că putem detecta semnături acustice clare și distincte ale dronelor, inclusiv cele mici și liniștite, utilizând un algoritm bazat pe sistemul vizual al muștelor”, spune prof. Finn.

Muștele au abilități vizuale și de urmărire superioare care au fost modelate cu succes pentru a detecta dronele în peisaje complexe și obscure. Acest lucru ar putea implica scopuri atât militare, cât și civile.

“Dronelor neautorizate reprezintă amenințări distincte pentru aeroporturi, indivizi și baze militare. Prin urmare, devine din ce în ce mai important pentru noi să putem detecta locațiile specifice ale dronelor la distanțe lungi, utilizând tehnici care pot detecta chiar și semnalele cele mai slabe. Încercările noastre utilizând algoritmii bazati pe muște arată că putem face acest lucru”, spune prof. Finn.

Crescând utilizarea avioanelor autonome

Dr. Russell Brinkworth, care este profesor asociat în sisteme autonome la Universitatea Flinders, spune că regulatorii aviației, autoritățile de siguranță și publicul larg ar beneficia foarte mult de această tehnologie. Acest lucru este valabil mai ales deoarece devine din ce în ce mai important să monitorizăm numărul mare de avioane autonome utilizate.

“Am asistat la intrarea dronelor în spațiul aerian în care avioanele comerciale aterizează și decolorează în ultimii ani, astfel încât dezvoltarea capacității de a monitoriza dronele mici atunci când sunt active în apropierea aeroporturilor noastre sau în cerul nostru ar putea fi extrem de benefică pentru îmbunătățirea siguranței”, spune dr. Brinkworth.

“Impactul UAV-urilor în războiul modern devine evident în timpul războiului din Ucraina, astfel încât menținerea sub control a locației lor este de fapt în interesul național. Cercetarea noastră urmărește să extindă semnificativ gama de detectare pe măsură ce utilizarea dronelor crește în spațiul civil și militar.”

Procesarea inspirată de biologie a îmbunătățit ratele de detectare cu 30-49% comparativ cu tehnicile tradiționale, în funcție de tipul de dronă și condiții.

Pentru a detecta acustica dronelor la distanțe scurte și medii, cercetătorii observă anumite modele și semnale generale. Cu toate acestea, la distanțe mai lungi, semnalul este mai slab, iar ambele tehnici sunt mai puțin eficiente.

Conform cercetătorilor, există condiții similare în lumea naturală. De exemplu, muștele au sisteme vizuale puternice care pot capta semnale vizuale în regiuni întunecate și zgomotoase.

“Am lucrat sub ipoteza că aceleași procese care permit vizualizarea țintelor vizuale mici printre zgomotul vizual ar putea fi reutilizate pentru a extrage semnături acustice de joasă intensitate de la drone îngropate în zgomot”, spune dr. Brinkworth.

Cercetătorii au transformat semnalele acustice în “imagini” bidimensionale și au utilizat calea neurală a creierului muștelor pentru a îmbunătăți și a suprima semnalele și zgomotul nerelevante. Acest lucru a crescut gama de detectare pentru sunetele pe care le-au dorit să le detecteze.

Cercetarea deosebită a fost finanțată de Fondul pentru Tehnologii de Nouă Generație al Departamentului Apărării din Australia, care sprijină parțial soluții pentru a aborda problema armelor drone.