最近，包括亞馬遜，阿里巴巴和多米諾在內(nèi)的眾多知名公司一直在測試無人機(jī)（通常稱為無人機(jī)）的使用，以向世界各地的人們提供包裹或食品。一些城市規(guī)劃者現(xiàn)在開始考慮將無人機(jī)用于智能城市的設(shè)計(jì)，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)的廣泛采用帶來了許多安全風(fēng)險。因此，應(yīng)充分監(jiān)控他們的行為動態(tài)和移動性，以便檢測并迅速響應(yīng)入侵者，流氓無人機(jī)和惡意無人機(jī)。

“未來幾年，成千上萬的無人機(jī)將迎來天空，以實(shí)現(xiàn)食品和包裹遞送，監(jiān)控和維護(hù)等各種服務(wù)，”進(jìn)行這項(xiàng)研究的研究人員之一Matthias Brust告訴Tech Xplore?！艾F(xiàn)在，許多城市正在努力建立指定的無人機(jī)飛行區(qū)。然而，大量無人機(jī)的部署伴隨著風(fēng)險和安全問題，特別是因?yàn)闊o人機(jī)的速度，靈活性和自主性。我們的研究側(cè)重于這個問題無人機(jī)防御系統(tǒng)如何快速自主地對付進(jìn)入飛行區(qū)的粗糙或惡意無人機(jī)，并采取適當(dāng)?shù)膶Σ??！?為了解決與無人機(jī)相關(guān)的安全問題，Brust和他的同事開發(fā)了一種新的防御系統(tǒng)，可以攔截和護(hù)送飛行區(qū)外的惡意或無賴無人機(jī)。他們的系統(tǒng)由一群無人機(jī)組成，可以在探測到入侵者，追逐入侵者并中和威脅時自動組織其防御陣型。

“我們開發(fā)了一種模塊化和局部算法，它運(yùn)行在每個無人機(jī)上，使其能夠根據(jù)其相鄰無人機(jī)的狀態(tài)自主做出正確的決定 - 形成一個所謂的”智能蜂群“無人機(jī)，”Brust解釋道?！霸诔醪讲渴鸷蜋z測入侵者后，防御無人機(jī)構(gòu)成了一個自組織網(wǎng)絡(luò)，并通過本地封裝算法將其與環(huán)境隔離，以便將其從飛行區(qū)護(hù)送，從而攔截入侵者?！?/p>

研究人員開發(fā)了一種新的自動平衡聚類過程，確保無人機(jī)群體以有效的形式排列，以攔截和捕獲流氓無人機(jī)。一旦捕獲，群組就可以安全地護(hù)送飛行區(qū)外的惡意車輛。“最具挑戰(zhàn)性的任務(wù)是開發(fā)一種不需要全系統(tǒng)共識才能運(yùn)行的本地算法，”Brust說?！按送猓覀冃枰_保每架無人機(jī)能夠在適當(dāng)?shù)臅r刻切換到正確的防御機(jī)動階段。我們采用模塊化設(shè)計(jì)解決了這個問題，為捕捉和護(hù)航編隊(duì)創(chuàng)造了平衡的全群攔截結(jié)構(gòu)“。研究人員采用完全本地化的方法，采用模塊化設(shè)計(jì)，包括五個階段：部署，聚類，編隊(duì)，追逐和護(hù)送。使用原型UAV模擬器的測試表明，該系統(tǒng)是可行的，可以抵抗通信損失，并且始終如一地運(yùn)行良好。

“與集中式方法相比，本地方法對于實(shí)際應(yīng)用特別有意義，”Brust說。“所提議的方法也具有高度可擴(kuò)展性，這使其成為各種應(yīng)用程序的一個非常有趣的候選者?！?將來，Brust及其同事設(shè)計(jì)的創(chuàng)新防御系統(tǒng)有助于提高無人機(jī)的安全性，因?yàn)樗鼈兊玫搅藦V泛采用。在成功完成初步評估和模擬后，研究人員即將在現(xiàn)實(shí)世界中測試他們的防御系統(tǒng)。

“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)部署在真正的無人機(jī)上進(jìn)行現(xiàn)場測試，”Brust說。