Detección de drones por el sonido: Joanneum Research presenta la matriz de micrófonos JR-IcoDome32

El objeto semiesférico del estand del instituto de Graz Joanneum Research en «DroneVation & Defence 2026» tiene un aspecto futurista. Pero, sobre todo, deja clara una cosa: el montaje no tiene absolutamente nada que ver con la forma y el tamaño de un posible producto final. Sirve para investigar la detección acústica avanzada de drones, es decir, la detección, localización y clasificación de drones mediante matrices de micrófonos e inteligencia artificial (IA).

En su estado actual, la semiesfera del JR-IcoDome32 tiene un diámetro de un metro. La matriz está equipada con 32 micrófonos omnidireccionales: 26 están montados en la semiesfera y 6 en la placa base.

Cómo funciona la detección acústica de drones

Mediante una formación de haces (beamforming) basada en GMM (modelo de mezcla gaussiana), el equipo estima en el rango de frecuencias de 300 a 2300 hercios la dirección de la que proceden varias fuentes sonoras (dirección de llegada, DOA). Dicho de forma sencilla, los micrófonos calibrados registran los tiempos de propagación del sonido, de los que puede deducirse la dirección de una fuente. Si las señales de los micrófonos se retardan de forma deliberada y se superponen, la matriz puede «orientarse» electrónicamente hacia direcciones concretas, lo que amplifica el sonido procedente de la dirección deseada.

Gracias a una tecnología rápida, esto ocurre más de diez veces por segundo, para hasta 1000 direcciones espaciales dentro de la banda de frecuencias mencionada. Los grupos de sonido detectados se modelan matemáticamente y se siguen a lo largo del tiempo. A continuación, las señales se extraen y se transmiten a una IA que las clasifica, por ejemplo como «ruido de multicóptero».

Alcances, límites y el futuro producto

No obstante, la acústica tiene sus límites. En terreno abierto, los pequeños drones de juguete pueden detectarse a entre 100 y 150 metros, y los cuadricópteros con cámara más grandes, a 300 metros como máximo. Para un dron grande de visión en primera persona (FPV), un hexacóptero o un octocóptero, el límite está en 500 a 600 metros. Los drones grandes con motor de combustión pueden detectarse a más de un kilómetro, según el modelo. Una ventaja es que el sistema funciona de forma completamente pasiva y, por tanto, no puede ser localizado. El producto final previsto no se parecerá en nada al sistema experimental actual.

Utilizará entonces micrófonos MEMS (sistemas microelectromecánicos) miniaturizados sobre una placa de circuito impreso, como los que se conocen, por ejemplo, de los teléfonos móviles.

En el funcionamiento práctico, la transmisión de señales debe requerir el menor ancho de banda posible. Por ello, los datos en bruto no se transmiten en continuo; todo el procesamiento de señales se ejecuta localmente en el sistema y solo se envían alarmas y avisos de eventos.

Está previsto tanto el uso fijo como el móvil. En pruebas móviles, el sistema experimental demostró su eficacia a velocidades de hasta 40 a 50 kilómetros por hora. En movimiento, sin embargo, el alcance se reduce hasta un tercio del valor en posición fija.

El sistema experimental requiere unos 100 vatios de potencia. El producto final, con micrófonos MEMS y una unidad de cálculo integrada, deberá necesitar menos de 50 vatios.