Detekcia dronov mikrofónom: Joanneum Research pasívne načúva vzdušnému priestoru

Typické bzučanie dronu ľudské ucho sotva postrehne – mikrofónové pole ho naopak zachytí presne. Na tom stavia detekcia dronov v Joanneum Research: výskumníci vyvíjajú systémy, ktoré vzdušnému priestoru „načúvajú“ bez toho, aby samy vysielali akékoľvek signály. Umelá inteligencia (AI) učí technológiu rozlišovať zvukové vzory, aby sa nepovolené lietajúce objekty spoľahlivo odhalili.

Už niekoľko týždňov sa z viacerých európskych krajín čoraz častejšie hlásia neznáme drony. Najmä severná a východná Európa zaznamenali incidenty, pri ktorých sa musel dočasne uzavrieť vzdušný priestor a lety odkloniť. Odkiaľ mnohé z týchto lietadiel pochádzajú, zostáva nejasné; v niektorých prípadoch sa predpokladá súvislosť s prieskumnými alebo rušivými operáciami.

Čím viac takých incidentov pribúda, tým jasnejšie je, ako veľa závisí od spoľahlivého a včasného odhalenia bezpilotných lietajúcich objektov. Výskumná skupina Intelligent Acoustic Solutions v Joanneum Research má dlhoročné skúsenosti s akustickou detekciou dronov – metódou, ktorá má oproti iným detekčným technológiám viacero výhod.

Vedúci projektu Martin Blass opisuje rozdiel: „Na rozdiel od aktívnych systémov, ako je radar, funguje akustická metóda pasívne – sama nevysiela žiadne signály, a preto zostáva neodhalená. Vďaka tomu je mimoriadne cenná v scenároch kritických z hľadiska bezpečnosti“. Vývoj sa v súčasnosti sústreďuje na pologuľové 3D mikrofónové polia, ktoré dokážu drony presne lokalizovať aj vo výške. O neustále zlepšovanie systému sa stará AI: modely trénované na akustických signatúrach rôznych typov dronov spoľahlivo rozpoznávajú charakteristické zvukové vzory – aj pri silnom hluku pozadia.

„Mikrofónové polia zaznamenávajú zdroje zvuku z rôznych smerov a z rozdielov v časoch šírenia signálov možno určiť polohu dronu.“ Takto to vysvetľuje Franz Graf, ktorý vedie výskumnú skupinu a vynašiel takzvané „tunelové uši“ (akustická detekcia nehôd v tuneloch – AKUT).

„Na rozdiel od aktívnych systémov, ako je radar, funguje akustická metóda pasívne – sama nevysiela žiadne signály, a preto zostáva neodhalená. Vďaka tomu je mimoriadne cenná v scenároch kritických z hľadiska bezpečnosti.“
Vedúci projektu Martin Blass

Detekcia dronov s rozmiestnenými senzorovými uzlami: projekt UAS-Check Point

Po prvých dlhodobých úspechoch nasleduje ďalší vývojový krok: v decembri 2025 sa začína projekt UAS-Check Point. Plánované sú rozmiestnené multimodálne senzorové uzly, ktoré sa ako takzvané kontrolné body montujú na budovy, stožiare alebo vozidlá a fungujú energeticky autonómne na batérie. Každý uzol obsahuje moduly pre audio, video, globálny navigačný satelitný systém (GNSS) a Remote ID, ako aj výpočtovú jednotku (edge computing). Bezpilotné lietajúce objekty v takzvanom U-space tak možno overovať viacerými senzormi.

Výhody tohto prístupu prehľadne:

• Plošné sledovanie: vďaka rozmiestneným senzorom možno pohyby dronov zachytávať na veľkej ploche a sledovať na dlhších vzdialenostiach.
• Odolnosť: keďže decentralizované systémy sú energeticky autonómne, nezávisia od centrálnej infraštruktúry a fungujú aj pri výpadku elektrických a komunikačných sietí.
• Taktická bezpečnosť: akustické senzory pracujú pasívne, sú malé a ľahko sa maskujú – potenciálni útočníci ich preto nedokážu odhaliť.

Na projekte UAS-Check Point sa podieľajú AIT Austrian Institute of Technology, Airlabs Austria, Frequentis AG a Austro Control, ako aj výrobcovia dronov Twins GmbH a Flightec GmbH. Financovanie poskytuje rakúska agentúra na podporu výskumu (FFG) v rámci programu Take Off 2024.

Základom všetkých týchto vývojov je know-how Joanneum Research v akustickom spracovaní signálov a analýze založenej na AI. „Spájame fyzikálne porozumenie s inteligenciou založenou na dátach“, zdôrazňuje Blass. „Takto vytvárame systémy, ktoré nielen počujú, ale aj rozumejú tomu, čo počujú.“