Fliegenaugen gegen Drohnen

Anthony Finn, Professor für autonome Systeme an der University of South Australia, erklärt in einem Forschungsbeitrag, dass  visuellen Systeme von Insekten schon seit einiger Zeit kartiert werden, um kamerabasierte Erkennungsmethoden zu verbessern. Die Anwendung der gleichen Methode auf akustische Daten stellt jedoch eine große Innovation dar.

„Es hat sich gezeigt, dass die Bio-Vision-Verarbeitung die Erkennungsreichweite von Drohnen sowohl in visuellen als auch in Infrarotdaten deutlich erhöht. Wir haben jetzt jedoch gezeigt, dass wir mit einem Algorithmus, der auf dem visuellen System der Schwebfliege basiert, klare und deutliche akustische Signaturen von Drohnen, auch von sehr kleinen und leisen, erfassen können“, sagt Finn.

Zu den möglichen Anwendungen der Forschung gehören militärische und verteidigungspolitische Zwecke. Neben der University of South Australia und der Flinders University beteiligte sich auch das Verteidigungsunternehmen Midspar Systems an Versuchen mit biologisch inspirierten Signalverarbeitungstechniken. Derartige Techniken weisen nach Angaben der Forscher eine bis zu 50 % bessere Erkennungsrate auf als bestehende Methoden.

Die Schwebfliege, die über Pflanzen schweben kann, um Nektar zu sammeln, wurde aufgrund ihrer hervorragenden Seh- und Verfolgungsfähigkeiten ausgewählt. Dunkel beleuchtete Regionen sind visuell sehr verrauscht, aber Insekten wie die Schwebfliege können visuelle Signale mit bemerkenswerter Effizienz verarbeiten und erfassen. Die Übertragung derselben Verarbeitungstechnik auf die akustische Erkennung führte zu einer erheblichen Verbesserung der Erkennungsfähigkeiten, auch in lauten Umgebungen.

„Unerlaubte Drohnen stellen eine besondere Bedrohung für Flughäfen, Personen und Militärstützpunkte dar“, sagt Finn. „Es wird daher immer wichtiger, dass wir in der Lage sind, Drohnen auf weite Entfernungen zu orten, und zwar mit Techniken, die selbst schwächste Signale auffangen können. Unsere Versuche mit den auf Schwebfliegen basierenden Algorithmen zeigen, dass wir das jetzt können.“

Die Forscher suchten gezielt nach Mustern (schmalbandig) und/oder allgemeinen Signalen (breitbandig), um die Akustik von Drohnen auf kurze bis mittlere Entfernungen zu erfassen. Die neue bioinspirierte Verarbeitungstechnik verbesserte die Erfassungsreichweite um 30 bis 49 %.