这家公司正试图保护拥挤的活动免受无人机袭击

DroneShield已在德克萨斯州和马萨诸塞州部署,并向乌克兰供应了设备。以下是这项复杂技术的工作原理。
这辆澳大利亚车辆上装有远程无人机传感器。DroneShield

4月,当运动员们聚集在德克萨斯州参加一年一度的铁人三项比赛时,他们却在反无人机公司DroneShield的传感器扫描天空,寻找可能被用于恶意目的的任何异常无人机。该合同于5月5日宣布,包括地面雷达和射频传感器,以及识别和跟踪无人机的软件。该公司现已成为高调活动中人群密集场合的常客,它是一种应对尤其现代威胁的现代工具。

“我们在大约七年前创立了这家公司,当时我们预见到无人机将构成一种威胁,” DroneShield首席执行官Oleg Vornik说。“当时还不那么明显。人们问我们,‘嗯,无人机可能只能飞到50米,撞到最近的树就完了。所以你为什么要对用于邪恶目的的无人机做些什么呢?’”

公司假设无人机技术会在随后的几年里得到改进,并开始研究如何探测小型、爱好者级别的无人机——那种可能被故意飞入人群造成伤害的无人机。DroneShield的第一个探测工具是声学传感器,旨在拾取无人机引擎特有的嗡嗡声,以区别于其他环境噪音,然后向使用该传感器的人提供有关发现的无人机类型的信息。

“我们在波士顿马拉松赛上进行了部署——波士顿警方在几年前恐怖袭击事件后要求我们这样做,”Vornik说。那次部署是针对2015年波士顿马拉松赛,此后DroneShield一直在该赛事的安保中扮演着重要角色。波士顿对为一目的而建的技术被用于另一目的(作为武器)的可能性尤为敏感——因为2013年波士顿马拉松爆炸案是由高压锅炸弹引起的。

在近期德克萨斯州铁人三项比赛等活动中,DroneShield的功能基本相同:扫描天空寻找无人机的迹象,然后利用该探测技术在发现无人机或无人机操作员时定位它们。

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一旦探测到无人机,如何阻止它就成了任务中更棘手的部分,因为在大多数国家,击落无人机的权力属于执法部门。为了让政府客户能够不用子弹就停下无人机,DroneShield制造了一个枪形干扰器,其外形像步枪,风格类似于《最终幻想》中的武器。(现代版本现在看起来像《光环》或1980年代由Claremont创作的《X战警》漫画中的武器。)

在寻找无人机方面,DroneShield系统使用一系列传感器,其中包括一些对于区分飞行器和飞行动物特别有用的传感器。

“我们转向了基于射频的探测。雷达可以被认为是天空中的运动探测,它曾将无人机与鸟类混淆,尤其是固定翼无人机与鸟类,”Vornik说。射频探测除了不会将鸟类误认为无人机外,还有一个额外的优势,它是一种监听工具,被动地接收其他设备发出的信号,而不是像雷达那样,发送信号进行探测。虽然这对于监测体育赛事来说不那么重要,但DroneShield也将其产品推销给军队,因为暴露传感器的位置可能会致命。

为了识别无人机,DroneShield对无人机的特征进行了AI训练,例如摄像机上看到的运动模式或传输的无线电信号,然后寻找最接近观测特征的匹配项。DroneShield采用各种形式的探测技术,从可穿戴传感器到独立的哨塔。哨塔可以包含提供被动射频探测、雷达和摄像头的传感器,以发现和识别无人机,甚至可以安装干扰器。

这些传感器在不同范围内工作,创建重叠的区域,在可见和可跟踪的范围具有不同程度的清晰度。

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虽然DroneShield的大部分产品都针对在安全空域中探测和跟踪商用无人机,但它发现这些工具在军事上具有实际价值。这包括在战场环境中的应用,例如乌克兰。

“我们已经向乌克兰供应了产品,并且目前正在讨论希望能供应更多,”Vornik说,他没有具体说明向乌克兰出售了哪些产品。该公司2022年4月的一份投资者演示文稿指出,已完成了向乌克兰的首次销售,并在现场获得了积极反馈。“我们发现有趣的是,我们的产品在该环境中似乎表现良好。我们非常好奇结果会如何。看来俄罗斯人至少为其部分无人机使用了西方现成的商用部件,尤其是在像Orlan-10无人机这样的产品上,这在新闻中得到了相当多的宣传。”

Orlan-10是一种小型无人机,用作炮兵侦察和侦察,它使用了许多民用产品的通用部件。由于这些部件在爱好者领域很熟悉,因此DroneShield的AI对它们很熟悉,而纯俄罗斯制造的部件可能就不那么熟悉了。

“我们的产品曾被西方军队部署在叙利亚,那是我们第一次在这种情况下部署,”Vornik说。“反响很好。”部署包括DroneGun干扰器以及其他系统。

虽然DroneShield愿意谈论其系统的用例,但关于实际无人机击落的细节却较少透露,部分原因是出于对使用DroneGun或其他产品的军事或警察机构的义务。

DroneShield只是日益增长的反无人机领域的几家公司之一。2022年,商用无人机在战场上能够产生致命效果(这在十年前更具理论性),并且可能在其他地方以同样的方式被使用,这一点已经很清楚。弄清楚如何在不干扰其他通信或违法的情况下,在无人机被用于造成伤害之前探测、跟踪和阻止它们,是一个难题,DroneShield已经花了多年时间试图解决这个问题。

 

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Kelsey D. Atherton

科技领域特约撰稿人

Kelsey D. Atherton 是一名军事技术记者,自 2013 年起为《大众科学》供稿。他报道无人机器人和其他无人机、通信系统、核企业以及用于规划、发动和缓解战争的技术。


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