澳大利亞研究人員首次對(duì)食蚜蠅的視覺系統(tǒng)進(jìn)行逆向工程，以從近四公里外檢測(cè)無人機(jī)的聲學(xué)特征。來自南澳大利亞大學(xué)(UniSA)、弗林德斯大學(xué)和國(guó)防公司MidsparSystems的自治系統(tǒng)專家表示，使用仿生信號(hào)處理技術(shù)進(jìn)行的試驗(yàn)表明，檢測(cè)率比現(xiàn)有方法高出50%。

聲學(xué)學(xué)會(huì)雜志報(bào)道了這一發(fā)現(xiàn)，該發(fā)現(xiàn)可能有助于應(yīng)對(duì)攜帶簡(jiǎn)易爆炸裝置的無人機(jī)(包括在烏克蘭)造成的日益嚴(yán)重的全球威脅。

UniSA自治系統(tǒng)教授AnthonyFinn表示，昆蟲視覺系統(tǒng)已經(jīng)被繪制了一段時(shí)間，以改進(jìn)基于相機(jī)的檢測(cè)，但這是生物視覺首次應(yīng)用于聲學(xué)數(shù)據(jù)。

“生物視覺處理已被證明可以極大地增加無人機(jī)在視覺和紅外數(shù)據(jù)中的檢測(cè)范圍。然而，我們現(xiàn)在已經(jīng)表明，我們可以使用無人機(jī)獲取清晰而清晰的聲學(xué)特征，包括非常小的和安靜的無人機(jī)?；趆overfly視覺系統(tǒng)的算法，”芬恩教授說。

hoverfly卓越的視覺和跟蹤技能已成功建模，用于在繁忙、復(fù)雜和晦澀的環(huán)境中探測(cè)無人機(jī)，用于民用和軍用目的。

“未經(jīng)授權(quán)的無人機(jī)對(duì)機(jī)場(chǎng)、個(gè)人和基地構(gòu)成了獨(dú)特的威脅。因此，我們能夠使用可以接收最微弱信號(hào)的技術(shù)，在遠(yuǎn)距離檢測(cè)無人機(jī)的特定位置變得越來越重要。我們的試驗(yàn)使用基于hoverfly的算法表明我們現(xiàn)在可以做到這一點(diǎn)，”芬恩教授說。

弗林德斯大學(xué)自主系統(tǒng)副教授RussellBrinkworth博士表示，能夠在更遠(yuǎn)的距離看到和聽到小型無人機(jī)的能力可能對(duì)航空監(jiān)管機(jī)構(gòu)、安全當(dāng)局和尋求監(jiān)控越來越多的自主飛機(jī)的廣大公眾大有裨益在敏感空域。

“近年來，我們目睹了無人機(jī)進(jìn)入商業(yè)航空公司起降的空域，因此，當(dāng)小型無人機(jī)在我們的機(jī)場(chǎng)附近或我們的天空中活動(dòng)時(shí)，開發(fā)實(shí)際監(jiān)控小型無人機(jī)的能力可能對(duì)提高安全性非常有益。

學(xué)分：南澳大利亞大學(xué)

“在烏克蘭戰(zhàn)爭(zhēng)期間，無人機(jī)在現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中的影響也越來越明顯，因此掌握它們的位置實(shí)際上符合國(guó)家利益。我們的研究旨在隨著無人機(jī)在民用領(lǐng)域的使用增加而大大擴(kuò)展探測(cè)范圍和空間。”

與傳統(tǒng)技術(shù)相比，仿生處理將探測(cè)范圍提高了30%到49%，具體取決于無人機(jī)的類型和條件。

研究人員尋找特定模式(窄帶)和/或一般信號(hào)(寬帶)以在短距離到中距離拾取無人機(jī)聲學(xué)，但在較長(zhǎng)距離處，信號(hào)較弱，兩種技術(shù)都難以獲得可靠的結(jié)果。

自然界中也存在類似的情況。研究人員說，黑暗區(qū)域非常嘈雜，但像食蚜蠅這樣的昆蟲具有非常強(qiáng)大的視覺系統(tǒng)，可以捕捉視覺信號(hào)。

“我們的工作假設(shè)是，可以重新部署允許在視覺雜波中看到小型視覺目標(biāo)的相同過程，以從埋在噪音中的無人機(jī)中提取低音量的聲學(xué)特征，”布林克沃思博士說。

通過將聲學(xué)信號(hào)轉(zhuǎn)換為二維“圖像”(稱為頻譜圖)，研究人員利用懸停蠅大腦的神經(jīng)通路來改善和抑制不相關(guān)的信號(hào)和噪聲，從而增加他們想要檢測(cè)的聲音的檢測(cè)范圍。

研究人員利用他們的圖像處理技能和傳感專業(yè)知識(shí)，取得了這一仿生聲學(xué)數(shù)據(jù)的突破。他們的努力可以支持解決無人機(jī)武器化的技術(shù)解決方案，無人機(jī)現(xiàn)在是現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)中最致命的武器之一，在阿富汗殺死或傷害了3,000多名敵方戰(zhàn)斗人員，并被部署在當(dāng)前的烏克蘭戰(zhàn)爭(zhēng)中。

“使用仿生視覺處理的無人機(jī)聲學(xué)檢測(cè)”已發(fā)表在聲學(xué)學(xué)會(huì)雜志上。