Detekce dronů mikrofonem: Joanneum Research pasivně naslouchá vzdušnému prostoru

Typické bzučení dronu lidské ucho téměř nevnímá – mikrofonové pole ho naopak zachytí přesně. Na tom stojí detekce dronů v Joanneum Research: výzkumníci vyvíjejí systémy, které vzdušnému prostoru „naslouchají“, aniž by samy vysílaly jakékoli signály. Umělá inteligence (AI) učí techniku rozlišovat zvukové vzory, aby byly neoprávněné létající objekty spolehlivě odhaleny.

Už několik týdnů přicházejí z řady evropských zemí stále častější hlášení o neznámých dronech. Zejména severní a východní Evropa zaznamenala incidenty, kvůli nimž musel být vzdušný prostor dočasně uzavřen a lety odkloněny. Odkud mnohé z těchto strojů pocházejí, zůstává nejasné; v některých případech se předpokládá souvislost s průzkumnými nebo rušivými operacemi.

Čím více takových incidentů nastává, tím jasnější je, jak mnoho závisí na spolehlivé a včasné detekci bezpilotních létajících objektů. V Joanneum Research má výzkumná skupina Intelligent Acoustic Solutions dlouholeté zkušenosti s akustickou detekcí dronů – metodou, která má oproti jiným detekčním technologiím několik výhod.

Vedoucí projektu Martin Blass popisuje rozdíl: „Na rozdíl od aktivních systémů, jako je radar, funguje akustická metoda pasivně – sama nevysílá žádné signály, a proto zůstává neodhalena. Díky tomu je zvlášť cenná v bezpečnostně kritických scénářích“. Vývoj se nyní soustředí na polokulová 3D mikrofonová pole, která dokážou drony přesně lokalizovat i ve výšce. AI zajišťuje, že se systém neustále zlepšuje: modely trénované na akustických signaturách různých typů dronů spolehlivě rozpoznávají charakteristické zvukové vzory – i uprostřed silného hluku pozadí.

„Mikrofonová pole zaznamenávají zdroje zvuku z různých směrů a z rozdílů v době šíření signálů lze určit polohu dronu.“ Tak to vysvětluje Franz Graf, který vede výzkumnou skupinu a vynalezl takzvané „tunelové uši“ (akustická detekce nehod v tunelech – AKUT).

„Na rozdíl od aktivních systémů, jako je radar, funguje akustická metoda pasivně – sama nevysílá žádné signály, a proto zůstává neodhalena. Díky tomu je zvlášť cenná v bezpečnostně kritických scénářích.“
Vedoucí projektu Martin Blass

Detekce dronů s rozmístěnými senzorovými uzly: projekt UAS-Check Point

Po prvních dlouhodobých úspěších následuje další vývojový krok: v prosinci 2025 startuje projekt UAS-Check Point. Plánovány jsou rozmístěné multimodální senzorové uzly, které se jako takzvané checkpointy montují na budovy, stožáry nebo vozidla a pracují energeticky soběstačně na baterie. Každý uzel obsahuje moduly pro audio, video, globální navigační satelitní systém (GNSS) a Remote ID a také výpočetní jednotku (edge computing). Bezpilotní létající objekty v takzvaném U-space tak lze ověřovat více senzory.

Výhody tohoto přístupu přehledně:

• Plošné sledování: díky rozmístěným senzorům lze pohyby dronů zachytit na velké ploše a sledovat je na delší vzdálenosti.
• Odolnost: protože jsou decentralizované systémy energeticky soběstačné, nezávisejí na centrální infrastruktuře a fungují i při výpadku elektrických a komunikačních sítí.
• Taktická bezpečnost: akustické senzory pracují pasivně, jsou malé a snadno se maskují – potenciální útočníci je proto nemohou odhalit.

Na projektu UAS-Check Point se podílejí AIT Austrian Institute of Technology, Airlabs Austria, Frequentis AG a Austro Control a také výrobci dronů Twins GmbH a Flightec GmbH. Financování zajišťuje rakouská agentura pro podporu výzkumu (FFG) v rámci programu Take Off 2024.

Základem všech těchto vývojových kroků je know-how Joanneum Research v akustickém zpracování signálů a analýze založené na AI. „Spojujeme fyzikální porozumění s inteligencí založenou na datech“, zdůrazňuje Blass. „Tak vytváříme systémy, které nejen slyší, ale také rozumějí tomu, co slyší.“