Netværksbaserede UAV -forsvarssværme for at forsvare sig mod ondsindede droner

Et team af forskere ved University of Luxembourg har udviklet et nyt gennemførligt og effektivt forsvarssystem for ubemandede luftfartøjer (UAV). Deres system, skitseret i et papir, der på forhånd blev offentliggjort på arXiv, består af en forsvars-UAV-sværm, der selv kan organisere sin forsvarsformation, når den opdager en ubuden gæst, jagter den ondsindede UAV som en netværkssværm.

For nylig, en række kendte virksomheder, herunder Amazon, Alibaba og Domino's, har testet brugen af ​​UAV'er, almindeligvis kendt som droner, at levere pakker eller mad til mennesker rundt om i verden. Flere byplanlæggere er nu begyndt at overveje droner i deres design til smarte byer, for eksempel ved at inkorporere såkaldte UAV-flyzoner og UAV-motorveje.

Imidlertid, den udbredte indførelse af droner udgør en række sikkerhedsrisici. Deres adfærdsdynamik og mobilitet bør derfor overvåges tilstrækkeligt, for at opdage og straks reagere på ubudne gæster useriøse droner, og ondsindede UAV'er.

"I løbet af de næste år, tusinder af droner vil ramme himlen for at opfylde alle former for tjenester såsom mad og pakkelevering, overvågning og vedligeholdelse, "Matthias Brust, en af ​​forskerne, der gennemførte undersøgelsen, fortalte Tech Xplore. "Nu, mange byer arbejder på at etablere udpegede droneflyzoner. Imidlertid, implementeringen af ​​et stort antal droner har risici og sikkerhedsproblemer, især på grund af hastigheden, fleksibilitet og autonomi for droner. Vores forskning fokuserer på spørgsmålet om, hvordan et drone -forsvarssystem kan handle hurtigt og autonomt mod grove eller ondsindede droner, der kommer ind i flyzone, og træffe passende modforanstaltninger. "

For at løse de sikkerhedsproblemer, der er forbundet med UAV'er, Brust og hans kolleger udviklede et nyt forsvarssystem, der kan opfange og ledsage ondsindede eller useriøse droner uden for flyzone. Deres system består af en sværm af UAV'er, der automatisk kan organisere dens forsvarsdannelse, når de opdager en ubuden gæst, jagter den og neutraliserer truslen.

"Vi udviklede en modulær og lokal algoritme, som kører på hver drone for at sætte den i stand til selvstændigt at træffe den rigtige beslutning baseret på tilstanden hos sine nabodroner-danne en såkaldt 'intelligent sværm' af droner, "Brust forklaret." Efter første implementering og påvisning af en ubuden gæst, forsvarsdronerne danner et selvorganiseret netværk og opsnapper ubudne gæster ved at isolere det gennem en lokal indkapslingsalgoritme fra sit miljø for at eskortere det ud af flyzone. "

Forskerne udviklede en ny auto-afbalanceret klynge proces, som sikrer, at UAV -sværmen arrangerer sig selv i en effektiv formation til at opfange og fange useriøse droner. Når det er fanget, sværmen kan derefter sikkert eskortere det ondsindede køretøj uden for flyzone.

"Den mest udfordrende opgave var at udvikle en lokal algoritme, der ikke kræver en systemdækkende konsensus for at fungere, "Sagde Brust." Derudover, vi havde brug for at sikre, at hver drone er i stand til at skifte til den korrekte fase af forsvarsmanøvrene i det rigtige øjeblik. Vi tog fat på dette problem med et modulært design, der skaber afbalancerede sværmdækkende aflytningsstrukturer til fangst og eskortering. "

Forskerne vedtog en fuldt lokaliseret tilgang, ved hjælp af et modulært design, der består af fem faser:implementering, klynger, dannelse, jage, og ledsage. Test ved hjælp af en prototype UAV -simulator afslørede, at systemet er muligt, modstandsdygtig over for kommunikationstab, og fungerer konsekvent godt.

"I modsætning til centraliserede tilgange, lokale tilgange er især interessante til praktiske anvendelser, "Brust sagde." Den foreslåede tilgang er også meget skalerbar, hvilket gør den til en meget interessant kandidat til en lang række applikationer. "

I fremtiden, det innovative forsvarssystem, som Brust og hans kolleger har udtænkt, kan bidrage til at forbedre UAV'ernes sikkerhed, når de når udbredt vedtagelse. Efter at have gennemført de første evalueringer og simuleringer, forskerne er ved at teste deres forsvarssystem i den virkelige verden.

"Efter den algoritmiske udvikling og valideringsundersøgelsen, vi er nu i gang med at implementere droneforsvarssystemet på rigtige droner til felttest, "Sagde Brust.

© 2018 Tech Xplore