Самооборона дронов. По мере увеличения количества беспилотных летательных аппаратов им может потребоваться защитить себя.
Эффект Доплера поможет им сделать это.
Интернет-покупки облегчают процесс приобретения, но также привели к появлению вора нового типа: "пирата крыльца". Пираты крыльца обыскивают окрестности домов в поисках посылок, которые были привезены, когда домохозяин отсутствовал. Иногда они преследуют фургоны для доставки. Жители Нью-Йорка, например, теряют 90 000 посылок каждый день, из-за таких пиратов, согласно сообщению в New York Times .
Пиратство на крыльце - это проблема, которая может быть решена путем распространения беспилотников, доставляющих посылки. Поскольку каждая доставка беспилотника включает в себя отдельную поездку, а не необходимость вписываться в рейс, курьеру и клиенту будет легче договориться о том, когда дрон должен прибыть, чем о времени прибытия фургона. Однако Нирупам Рой и Накул Гарг, пара инженеров из Университета Мэриленда, обеспокоены тем, что поставки беспилотников открыты для другого вида пиратства - угона. Беспилотник в полете легко сбивается. Достаточно меткого камня, бейсбола, чтобы сбить его, позволяя утащить его полезную нагрузку. Не нужно, чтобы такие метатели камней имели денежные мотивы. Вандализм или раздражение самим присутствием дронов могут также спровоцировать выстрелы. Высоко летающие беспилотники, подобные тем, которые используются полицией для наблюдения, обычно будет вне зоны действия такой активности. Но дронам доставки придется лететь низко, по крайней мере, часть их путешествий. Поэтому, чтобы противостоять этому риску, пара предлагает создать легкий, маломощный механизм самообороны, который позволяет дрону почувствовать атаку достаточно быстро, чтобы уйти с ее пути.
Это далеко не так просто, как может показаться. Беспилотные летательные аппараты - это компактные машины, которые обладают достаточным зарядом батареи, вычислительной мощностью и грузоподъемностью, чтобы выполнять работу, для которой они предназначены. Добавление мер по обнаружению угроз, таких как тяжелые, энергоемкие радарные антенны или вращающиеся лидарные блоки, оптический эквивалент радара, в первую очередь уменьшит дальность. Однако доктор Рой и мистер Гарг считают, что они используют маломощную и легкую систему самообороны, подходящую для небольших беспилотников. Вместо того, чтобы использовать свет или радиоволны для обнаружения входящих угроз, он использует звуковые волны и эффект Доплера.
Эффект Доплера - это сдвиг частоты, слышимый как источник звука, приближающийся или отступающий. Это, например, причина, по которой высота полицейской сирены меняется, когда на улице проезжает патрульная машина. Чтобы воспользоваться этим, доктор Рой и мистер Гарг планируют оснастить дронов миниатюрными динамиками, подобными тем, которые есть в смартфонах. Они будут передавать ультразвуковой тон от дрона. Точно так же крошечные микрофоны будут затем прослушивать отражения от входящих объектов. Допплеровское смещение этих отражений, проходящее через небольшую обработку на борту (но намного меньшую, чем требуется для радара или лидара), дало бы угрозу и, таким образом, позволило бы дрону предпринять манёвр уклонения.
Чтобы проверить принцип того, что они называют своей системой защиты дронов DopplerDodge, доктор Рой и мистер Гарг создали статическую версию в своей лаборатории и бросали в нее объекты различных размеров и форм, как если бы это был дрон зависания. В настоящее время он может обнаруживать эти объекты на расстоянии до четырех метров. Это довольно близко, но все равно даст дрону одну десятую секунды уведомления о приближающейся ракете. Этого было бы достаточно, чтобы он ушел с траектории. Вскоре пройдут испытания реальных дронов, а затем, если все пойдет по плану, оба исследователя попытаются расширить радиус действия системы до 30 метров. ■
