Detectare drone prin sunet: Joanneum Research prezintă rețeaua de microfoane JR-IcoDome32

Obiectul semisferic de pe standul institutului Joanneum Research din Graz la „DroneVation & Defence 2026” arată futurist. Mai presus de toate, însă, el lămurește un lucru: configurația nu are absolut nicio legătură cu forma și dimensiunea unui eventual produs final. Ea servește cercetării în domeniul detectării acustice avansate a dronelor – adică detectarea, localizarea și clasificarea dronelor cu ajutorul unor rețele de microfoane și al inteligenței artificiale (IA).

În stadiul actual, semisfera JR-IcoDome32 are un diametru de un metru. Rețeaua este echipată cu 32 de microfoane omnidirecționale: 26 sunt montate pe semisferă, 6 pe placa de bază.

Cum funcționează detectarea acustică a dronelor

Cu ajutorul unui beamforming bazat pe GMM (Gaussian mixture model, model de amestec gaussian), dispozitivul estimează, în domeniul de frecvență 300–2.300 de herți, direcția din care vin mai multe surse sonore (direction of arrival, DOA). Simplificat, microfoanele calibrate înregistrează timpii de propagare ai sunetului, din care se poate deduce direcția unei surse. Dacă semnalele microfoanelor sunt întârziate în mod deliberat și suprapuse, rețeaua poate fi „orientată” electronic în anumite direcții, amplificând sunetul din direcția dorită.

Datorită tehnologiei rapide, acest lucru se întâmplă de peste zece ori pe secundă, pentru până la 1.000 de direcții spațiale în banda de frecvență menționată. Grupurile de sunete detectate sunt modelate matematic și urmărite în timp. Semnalele sunt apoi extrase și transmise unei inteligențe artificiale care le clasifică – de exemplu drept „zgomot de multicopter”.

Distanțe, limite și viitorul produs

Acustica are însă limitele ei. În teren deschis, dronele mici de jucărie pot fi detectate la 100–150 de metri, iar quadcopterele mai mari cu cameră la cel mult 300 de metri. Pentru o dronă mare cu vedere la persoana întâi (FPV), un hexacopter sau un octocopter, limita este de 500–600 de metri. Dronele mari cu motoare cu ardere internă pot fi detectate, în funcție de model, la peste un kilometru. Un avantaj este că sistemul funcționează complet pasiv și, prin urmare, nu poate fi localizat. Produsul final avut în vedere nu va semăna deloc cu sistemul experimental de astăzi.

El urmează să folosească microfoane MEMS (micro-electro-mechanical system, sistem microelectromecanic) miniaturizate pe o placă de circuit imprimat, așa cum sunt cunoscute, de exemplu, din telefoanele mobile.

În exploatarea practică, transmisia semnalelor ar trebui să necesite o lățime de bandă cât mai mică. Prin urmare, datele brute nu sunt transmise în flux; întreaga procesare a semnalelor are loc local, pe sistem, și sunt trimise doar alarme și mesaje despre evenimente.

Sunt prevăzute atât utilizarea staționară, cât și cea mobilă. În testele mobile, sistemul experimental s-a dovedit eficient la viteze de deplasare de până la 40–50 de kilometri pe oră. În mișcare, însă, distanța de detectare scade până la o treime din valoarea staționară.

Sistemul experimental necesită o putere de aproximativ 100 de wați. Produsul final, cu microfoane MEMS și unitate de calcul integrată, ar urma să aibă nevoie de mai puțin de 50 de wați.