Исследователи обратно проинженерили зрительные системы журчащих мух, чтобы обнаруживать беспилотники

Команда исследователей из Университета Южной Австралии обратно проинженерили зрительные системы журчащих мух, чтобы обнаруживать беспилотники на расстоянии почти четырех километров. Эксперты по автономным системам в университете работали вместе с другими исследователями из Университета Флиндерса и компании Midspar Systems.

На 50% лучше обнаружение

Испытания, которые использовали био-инспирированные методы обработки сигналов, продемонстрировали до 50% лучшие показатели обнаружения по сравнению с существующими методами.

По словам команды, эти новые результаты могут помочь бороться с угрозой беспилотников, несущих взрывные устройства. Исследование было проведено как раз в то время, когда такие беспилотники используются на Украине.

Работа была опубликована в Журнале Акустического Общества Америки.

По словам профессора Антони Финна, профессора автономных систем в Университете Южной Австралии, зрительные системы журчащих мух были ранее картографированы для улучшения обнаружения на основе камер. Однако это новое исследование является первым случаем, когда био-видение было применено к акустическим данным.

“Обработка био-видения показала значительное увеличение диапазона обнаружения беспилотников как в визуальных, так и в инфракрасных данных. Однако мы теперь показали, что можем обнаруживать четкие и ясные акустические сигнатуры беспилотников, включая очень маленькие и тихие, используя алгоритм, основанный на зрительной системе журчащих мух”, – говорит профессор Финн.

Журчащие мухи имеют превосходные зрительные и отслеживающие навыки, которые были успешно смоделированы для обнаружения беспилотников в сложных и неясных ландшафтах. Это может быть связано как с военными, так и с гражданскими целями.

“Несанкционированные беспилотники представляют собой особую угрозу для аэропортов, людей и военных баз. Поэтому становится все более критически важным для нас обнаруживать конкретные местоположения беспилотников на больших расстояниях, используя методы, которые могут обнаруживать даже самые слабые сигналы. Наши испытания, используя алгоритмы на основе журчащих мух, показывают, что мы теперь можем это сделать”, – говорит профессор Финн.

Увеличение использования автономных самолетов

Доктор Рассел Бринкворт, который является доцентом автономных систем в Университете Флиндерса, говорит, что авиационные регулирующие органы, органы безопасности и широкая общественность все сильно выиграют от этой технологии. Это особенно верно, поскольку становится все более важным контролировать большое количество автономных самолетов, которые используются.

“Мы стали свидетелями того, как беспилотники входят в воздушное пространство, где коммерческие авиакомпании приземляются и взлетают в последние годы, поэтому разработка возможности фактически контролировать небольшие беспилотники, когда они активны возле наших аэропортов или в наших небесах, может быть чрезвычайно полезной для повышения безопасности”, – говорит доктор Бринкворт.

“Влияние беспилотников в современной войне также становится все более очевидным во время войны на Украине, поэтому поддержание контроля над их местоположением фактически находится в национальных интересах. Наша исследовательская работа направлена на значительное увеличение диапазона обнаружения, поскольку использование беспилотников увеличивается в гражданском и военном пространстве.”

Био-инспирированная обработка улучшила диапазон обнаружения на 30-49% по сравнению с традиционными методами, в зависимости от типа беспилотника и условий.

Чтобы обнаружить акустику беспилотников на коротких и средних расстояниях, исследователи наблюдают за конкретными закономерностями и общими сигналами. Однако на больших расстояниях сигнал слабее, и оба метода менее эффективны.

По словам исследователей, в природном мире есть подобные условия. Например, журчащие мухи имеют мощные зрительные системы, которые могут захватывать визуальные сигналы в шумных, слабо освещенных регионах.

“Мы работали под предположением, что те же процессы, которые позволяют маленьким визуальным целям быть видимыми среди визуального мусора, могут быть переиспользованы для извлечения низкобюджетных акустических сигнатур беспилотников из шума”, – говорит доктор Бринкворт.

Исследователи преобразовали акустические сигналы в двумерные “изображения” и использовали нейронный путь мозга журчащей мухи, чтобы улучшить и подавить несвязанные сигналы и шум. Это увеличило диапазон обнаружения для звуков, которые они хотели обнаружить.

Прорывное исследование было финансировано Фондом следующего поколения технологий Министерства обороны Австралии, которое частично поддерживает решения по борьбе с оружием беспилотников.