Дослідники реконструюють візуальні системи літаючих мух для виявлення дронів

Команда дослідників з Університету Південної Австралії переробила візуальні системи літаючих мух, щоб виявляти дрони на відстані майже чотирьох кілометрів. Експерти з автономних систем університету працювали разом з іншими в Університеті Фліндерса та оборонній компанії Midspar Systems. 

На 50% краще виявлення

Випробування, у яких використовувалися методи обробки сигналів, натхненні біологією, продемонстрували на 50% кращі показники виявлення, ніж існуючі методи. 

На думку команди, ці нові знахідки можуть допомогти в боротьбі із загрозою дронів, що несуть СВУ. Дослідження проводяться саме тоді, коли ці дрони почали використовувати в Україні. 

Твір опубліковано в Журнал акустичного товариства Америки.

За словами професора автономних систем UniSA Ентоні Фінна, візуальні системи літаючих мух вже були нанесені на карту для покращення виявлення на основі камер. Однак нове дослідження є першим випадком, коли біобачення було застосовано до акустичних даних.

«Було показано, що обробка біозору значно збільшує дальність виявлення дронів як у візуальних, так і в інфрачервоних даних. Однак тепер ми показали, що можемо вловлювати чіткі та виразні акустичні сигнатури дронів, включаючи дуже маленькі та тихі, використовуючи алгоритм, заснований на зоровій системі журчалки», — каже професор Фінн.

Літаючі мухи мають чудові навички зору та відстеження, які були успішно змодельовані для виявлення дронів у складних і незрозумілих ландшафтах. Це може стосуватися як військових, так і цивільних цілей. 

«Несанкціоновані дрони становлять особливу загрозу для аеропортів, окремих осіб і військових баз. Тому для нас стає все більш критично мати можливість виявляти конкретні місця розташування дронів на великій відстані, використовуючи методи, які можуть вловлювати навіть найслабші сигнали. Наші випробування з використанням алгоритмів, заснованих на ширянні мухи, показують, що тепер ми можемо це зробити», — говорить професор Фінн.

Збільшення використання автономних літаків

Доктор Рассел Брінкворт, який є доцентом автономних систем в Університеті Фліндерса, каже, що авіаційні регулятори, органи безпеки та широка громадськість отримали б велику користь від цієї технології. Це особливо вірно, оскільки моніторинг великої кількості автономних літаків, що використовуються, стає все більш важливим. 

«В останні роки ми спостерігали, як дрони потрапляли в повітряний простір, де злітають та приземляються комерційні авіакомпанії, тому розробка можливостей для фактичного моніторингу невеликих дронів, коли вони активні поблизу наших аеропортів або в нашому небі, може бути надзвичайно корисною для підвищення безпеки», — каже доктор Брінкворт. 

«Вплив БПЛА на сучасну війну також стає очевидним під час війни в Україні, тому тримати інформацію про їх розташування насправді відповідає національним інтересам. Наше дослідження спрямоване на те, щоб значно розширити дальність виявлення, оскільки використання безпілотників зростає в цивільному та військовому просторі».

Біологічна обробка покращила діапазон виявлення на 30-49 відсотків порівняно з традиційними методами, залежно від типу дрона та умов. 

Щоб вловити акустику дрона на коротких і середніх відстанях, дослідники спостерігають за певними моделями та загальними сигналами. Однак більші відстані означають, що сигнал слабший, і обидва методи менш ефективні. 

За словами дослідників, подібні умови існують і в природному світі. Наприклад, літаючі мухи мають потужні зорові системи, які можуть вловлювати візуальні сигнали в шумних, темно освітлених регіонах. 

«Ми працювали, виходячи з припущення, що ті самі процеси, які дозволяють побачити невеликі візуальні цілі серед візуального перешкоду, можна перерозгорнути, щоб отримати низьку гучність акустичних сигнатур від дронів, похованих у шумі», — каже доктор Брінкворт.

Дослідники перетворили акустичні сигнали в двовимірні «зображення», і вони використовували нейронні шляхи мозку мухи, щоб покращити та придушити непов’язані сигнали та шуми. Це збільшило діапазон виявлення звуків, які вони хотіли виявити. 

Революційне дослідження було профінансовано Фондом технологій наступного покоління Міністерства оборони Австралії, який частково підтримує рішення щодо створення зброї безпілотників.