Rilevamento droni con i microfoni: Joanneum Research ascolta lo spazio aereo in modo passivo

Il ronzio tipico di un drone è appena percepibile dall’orecchio umano – un array di microfoni, invece, lo cattura con precisione. Su questo si basa il rilevamento droni di Joanneum Research: i ricercatori sviluppano sistemi che «ascoltano» lo spazio aereo senza emettere a loro volta alcun segnale. L’intelligenza artificiale (IA) insegna alla tecnologia a distinguere i modelli sonori, così che gli oggetti volanti non autorizzati vengano rilevati in modo affidabile.

Da diverse settimane da vari Paesi europei arrivano sempre più segnalazioni di droni sconosciuti. Soprattutto il Nord e l’Est Europa hanno registrato episodi in cui lo spazio aereo ha dovuto essere chiuso temporaneamente e i voli dirottati. Da dove provengano molti di questi velivoli resta poco chiaro; in alcuni casi si sospetta un legame con operazioni di ricognizione o di disturbo.

Più episodi di questo tipo si verificano, più diventa chiaro quanto dipenda da un rilevamento affidabile e precoce degli oggetti volanti unmanned. Presso Joanneum Research, il gruppo di ricerca Intelligent Acoustic Solutions vanta un’esperienza pluriennale nel rilevamento acustico dei droni – un metodo che presenta diversi vantaggi rispetto ad altre tecnologie di rilevamento.

Il responsabile del progetto Martin Blass descrive la differenza: «A differenza dei sistemi attivi come il radar, il metodo acustico funziona in modo passivo – non emette segnali propri e quindi non viene rilevato. Questo lo rende particolarmente prezioso negli scenari critici per la sicurezza». Lo sviluppo si concentra attualmente su array di microfoni 3D emisferici in grado di localizzare con precisione i droni anche in quota. L’IA fa sì che il sistema migliori continuamente: addestrati con le firme acustiche di diversi tipi di droni, i modelli riconoscono in modo affidabile i modelli sonori caratteristici – anche in presenza di forte rumore di fondo.

«Gli array di microfoni registrano sorgenti sonore da direzioni diverse e dalle differenze nei tempi di propagazione dei segnali si può determinare la posizione di un drone.» Così lo spiega Franz Graf, che dirige il gruppo di ricerca e ha inventato le cosiddette «orecchie del tunnel» (rilevamento acustico degli incidenti in galleria – AKUT).

«A differenza dei sistemi attivi come il radar, il metodo acustico funziona in modo passivo – non emette segnali propri e quindi non viene rilevato. Questo lo rende particolarmente prezioso negli scenari critici per la sicurezza.»
Il responsabile del progetto Martin Blass

Rilevamento droni con nodi sensore distribuiti: il progetto UAS-Check Point

Ai primi successi di lungo periodo segue il prossimo passo di sviluppo: nel dicembre 2025 parte il progetto UAS-Check Point. Sono previsti nodi sensore distribuiti e multimodali, montati come cosiddetti checkpoint su edifici, pali o veicoli e alimentati a batteria in modo energeticamente autonomo. Ogni nodo contiene moduli per audio, video, sistema globale di navigazione satellitare (GNSS) e Remote ID, oltre a un’unità di elaborazione (edge computing). In questo modo gli oggetti volanti unmanned nel cosiddetto U-space possono essere verificati con più sensori.

I vantaggi di questo approccio a colpo d’occhio:

• Sorveglianza su vasta area: grazie ai sensori distribuiti, i movimenti dei droni possono essere rilevati su un’ampia superficie e seguiti su distanze maggiori.
• Robustezza: poiché i sistemi decentrati sono energeticamente autonomi, non dipendono da infrastrutture centrali e funzionano anche quando le reti elettriche e di comunicazione cadono.
• Sicurezza tattica: i sensori acustici funzionano in modo passivo, sono piccoli e facili da mimetizzare – i potenziali aggressori non possono quindi individuarli.

Al progetto UAS-Check Point partecipano l’AIT Austrian Institute of Technology, Airlabs Austria, Frequentis AG e Austro Control, oltre ai produttori di droni Twins GmbH e Flightec GmbH. Il finanziamento proviene dall’Agenzia austriaca per la promozione della ricerca (FFG), assegnato nell’ambito del programma Take Off 2024.

La base di tutti questi sviluppi è il know-how di Joanneum Research nell’elaborazione dei segnali acustici e nell’analisi basata sull’IA. «Uniamo la comprensione fisica all’intelligenza basata sui dati», sottolinea Blass. «È così che creiamo sistemi che non solo sentono, ma capiscono anche ciò che sentono.»