最近，包括亞馬遜、阿里巴巴和多米諾在內(nèi)的一些知名公司一直在測(cè)試無人機(jī)的使用，以向世界各地的客戶運(yùn)送包裹或食物。一些城市規(guī)劃者現(xiàn)在已經(jīng)開始在他們的智慧城市設(shè)計(jì)中考慮無人機(jī)，例如通過合并所謂的無人機(jī)飛行區(qū)和無人機(jī)高速公路。
然而，無人機(jī)的廣泛應(yīng)用帶來了一些安全風(fēng)險(xiǎn)。因此，他們的行為動(dòng)態(tài)和機(jī)動(dòng)性應(yīng)該得到充分的監(jiān)控，以便發(fā)現(xiàn)并及時(shí)應(yīng)對(duì)入侵者、流氓無人機(jī)和惡意無人機(jī)。
執(zhí)行這項(xiàng)研究的研究人員之一馬蒂亞斯·布魯斯特告訴TechXplore：“未來幾年，數(shù)千架無人機(jī)將升空，完成食品和包裹運(yùn)送、監(jiān)視和維護(hù)等各種服務(wù)。”現(xiàn)在，許多城市正致力于建立指定的無人機(jī)飛行區(qū)。然而，大量無人機(jī)的部署帶來了風(fēng)險(xiǎn)和安全問題，特別是由于無人機(jī)的速度、靈活性和自主性。我們的研究重點(diǎn)是無人機(jī)防御系統(tǒng)如何快速、自主地對(duì)付進(jìn)入飛行區(qū)的惡意無人機(jī)，并采取適當(dāng)?shù)膽?yīng)對(duì)措施。”
布魯斯特解釋說：“我們開發(fā)了一種模塊化的局部算法，在每架無人機(jī)上運(yùn)行，使其能夠根據(jù)相鄰無人機(jī)的狀態(tài)自主做出正確的決策，形成所謂的無人機(jī)‘智能群’。”在最初部署和檢測(cè)到入侵者后，防御無 人機(jī)形成一個(gè)自組織網(wǎng)絡(luò)，并通過本地封裝算法將入侵者與其環(huán)境隔離，從而將入侵者護(hù)送出飛行區(qū)。”
研究人員開發(fā)了一種新的自動(dòng)平衡聚類過程，確保無人機(jī)群以有效的隊(duì)形排列，攔截和捕獲流氓無人機(jī)。一旦被捕獲，蜂群就能安全護(hù)送惡意車輛離開飛行區(qū)域。
布魯斯特說：“最具挑戰(zhàn)性的任務(wù)是開發(fā)一種不需要全系統(tǒng)一致意見就可以運(yùn)行的本地算法。”此外，我們需要確保每架無人機(jī)都能在正確的時(shí)機(jī)進(jìn)入正確的防御演習(xí)階段。我們采用模塊化設(shè)計(jì)解決了這個(gè)問題，為捕獲和護(hù)送編隊(duì)創(chuàng)建了平衡的群范圍攔截結(jié)構(gòu)。”
研究人員采用了完全本地化的方法，采用了包括五個(gè)階段的模塊化設(shè)計(jì)：部署，聚類，編隊(duì)，追逐和護(hù)航。使用原型無人機(jī)模擬器進(jìn)行的測(cè)試表明，該系統(tǒng)是可行的，可以抵抗通信損失，并且性能始終如一。
將來，由Brust和他的同事設(shè)計(jì)的創(chuàng)新防御系統(tǒng)將有助于在無人機(jī)被廣泛采用時(shí)提高其安全性。成功完成了初步評(píng)估和模擬后，研究人員將在現(xiàn)實(shí)世界中測(cè)試其防御系統(tǒng)。
布拉斯特說：“在算法開發(fā)和驗(yàn)證研究之后，我們現(xiàn)在正在將無人機(jī)防御系統(tǒng)部署在實(shí)際無人機(jī)上進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試。”
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