Simulación de la fase de persecución. Crédito:Brust et al.
Un equipo de investigadores de la Universidad de Luxemburgo ha desarrollado un nuevo sistema de defensa viable y eficiente para vehículos aéreos no tripulados (UAV). Su sistema, descrito en un artículo publicado previamente en arXiv, Consiste en un enjambre de UAV de defensa que puede autoorganizar su formación de defensa cuando detecta un intruso, persiguiendo al UAV malicioso como un enjambre en red.
Recientemente, una serie de empresas de renombre, incluyendo Amazon, Alibaba y Domino's, han estado probando el uso de vehículos aéreos no tripulados, comúnmente conocidos como drones, para entregar paquetes o alimentos a personas de todo el mundo. Varios planificadores urbanos han comenzado a considerar drones en sus diseños para ciudades inteligentes, por ejemplo, incorporando las denominadas zonas de vuelo de UAV y autopistas de UAV.
Sin embargo, La adopción generalizada de drones plantea una serie de riesgos de seguridad. Por lo tanto, su dinámica de comportamiento y su movilidad deben controlarse adecuadamente. para detectar y responder rápidamente a los intrusos, drones pícaros, y UAV maliciosos.
"Durante los próximos años, miles de drones volarán por los cielos para cumplir con todo tipo de servicios como comida y entrega de paquetes, vigilancia y mantenimiento, "Matthias Brust, uno de los investigadores que realizó el estudio, le dijo a Tech Xplore. "Ahora, muchas ciudades están trabajando para establecer zonas designadas para vuelos de drones. Sin embargo, el despliegue de una gran cantidad de drones conlleva riesgos y problemas de seguridad, en particular debido a la velocidad, flexibilidad y autonomía de los drones. Nuestra investigación se centra en la cuestión de cómo un sistema de defensa de drones puede actuar de forma rápida y autónoma contra drones agresivos o maliciosos que ingresan a la zona de vuelo. y tomar las contramedidas adecuadas ".
Simulación de fase de formación. Crédito:Brust et al.
Para abordar los problemas de seguridad asociados con los UAV, Brust y sus colegas desarrollaron un nuevo sistema de defensa que puede interceptar y escoltar a drones maliciosos o deshonestos fuera de la zona de vuelo. Su sistema está compuesto por un enjambre de vehículos aéreos no tripulados que pueden organizar su formación de defensa automáticamente al detectar un intruso. persiguiéndolo y neutralizando la amenaza.
"Desarrollamos un algoritmo modular y local, que se ejecuta en cada dron para permitirle tomar la decisión correcta de forma autónoma en función del estado de sus drones vecinos, formando un llamado 'enjambre inteligente' de drones, "Brust explicó." Después del despliegue inicial y la detección de un intruso, los drones de defensa forman una red autoorganizada e interceptan al intruso aislándolo a través de un algoritmo de encapsulación local de su entorno para escoltarlo fuera de la zona de vuelo ".
Los investigadores desarrollaron un nuevo proceso de agrupamiento autoequilibrado, lo que asegura que el enjambre de UAV se disponga en una formación efectiva para interceptar y capturar drones deshonestos. Una vez capturado, el enjambre puede entonces escoltar con seguridad al vehículo malintencionado fuera de la zona de fuga.
"La tarea más desafiante fue desarrollar un algoritmo local que no requiera un consenso en todo el sistema para funcionar, "Brust dijo". Además, necesitábamos asegurarnos de que cada dron pueda cambiar a la fase correcta de las maniobras de defensa en el momento adecuado. Abordamos este problema con un diseño modular que crea estructuras de interceptación equilibradas en todo el enjambre para la formación de captura y escolta ".
Simulación de la fase de acompañamiento. Crédito:Brust et al.
Los investigadores adoptaron un enfoque completamente localizado, utilizando un diseño modular que consta de cinco fases:implementación, agrupamiento, formación, perseguir, y escolta. Las pruebas realizadas con un prototipo de simulador de UAV revelaron que el sistema es factible, resistente a las pérdidas de comunicación, y funciona consistentemente bien.
"A diferencia de los enfoques centralizados, Los enfoques locales son especialmente interesantes para aplicaciones prácticas, ", Dijo Brust." El enfoque propuesto también es altamente escalable, lo que lo convierte en un candidato muy interesante para una gran variedad de aplicaciones ".
En el futuro, el innovador sistema de defensa ideado por Brust y sus colegas podría ayudar a mejorar la seguridad de los UAV a medida que alcanzan una adopción generalizada. Habiendo completado con éxito evaluaciones y simulaciones iniciales, los investigadores están a punto de probar su sistema de defensa en el mundo real.
"Tras el desarrollo algorítmico y el estudio de validación, ahora estamos en el proceso de implementar el sistema de defensa de drones en drones reales para pruebas de campo, "Dijo Brust.
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