Νέος Αλγόριθμος Αποτρέπει τα Drones να Συγκρούονται στον Αέρα (video)
Όταν πολλά drones εργάζονται μαζί στον ίδιο εναέριο χώρο, ίσως ψεκάζοντας φυτοφάρμακο πάνω από ένα χωράφι, υπάρχει κίνδυνος να συγκρουστεί το ένα με το άλλο. Για να βοηθήσουν στην αποφυγή αυτών των δαπανηρών συγκρούσεων, ερευνητές του MIT παρουσίασαν το 2020 ένα σύστημα που ονομάζεται “MADER”. Αυτός ο σχεδιασμός τροχιών πολλαπλών παραγόντων, επιτρέπει σε μια ομάδα drones να διαμορφώσει βέλτιστες τροχιές χωρίς σύγκρουση. Κάθε drone εκπέμπει την τροχιά του, ώστε τα άλλα drones στην περιοχή, να γνωρίζουν πού σχεδιάζει να πάει. Στη συνέχεια, εξετάζουν το καθένα τις τροχιές του άλλου και βελτιστοποιούν τις δικές τους για να διασφαλίσουν ότι δεν θα συγκρουστούν. Αλλά όταν η ομάδα δοκίμασε το σύστημα στην πράξη, διαπίστωσε ότι, εάν ένα drone δεν έχει ενημερωμένες πληροφορίες για τις τροχιές των συνεργατών του, μπορεί να επιλέξει κατά λάθος μια διαδρομή που οδηγεί σε σύγκρουση. Οι ερευνητές αναβάθμισαν το σύστημά τους και τώρα παρουσιάζουν το “Robust MADER”, έναν σχεδιαστή τροχιών πολλαπλών παραγόντων που δημιουργεί τροχιές χωρίς σύγκρουση ακόμα και όταν καθυστερούν οι επικοινωνίες μεταξύ των drones. «Το “MADER” δούλεψε εξαιρετικά στις προσομοιώσεις, αλλά δεν είχε δοκιμαστεί στην πράξη. Έτσι, φτιάξαμε μια ομάδα drones και αρχίσαμε να τα πετάμε. Τα drones πρέπει να επικοινωνούν μεταξύ τους για να μοιράζονται τροχιές, αλλά μόλις αρχίζουν να πετάνε, συνειδητοποιείτε πολύ γρήγορα ότι υπάρχουν πάντα καθυστερήσεις στην επικοινωνία που προκαλούν κάποιες αποτυχίες», λέει ο Kota Kondo, πτυχιούχος μηχανικός αεροναυπηγός. Ο αλγόριθμος ενσωματώνει ένα βήμα ελέγχου καθυστέρησης, κατά το οποίο ένα drone περιμένει ένα συγκεκριμένο χρονικό διάστημα πριν δεσμευτεί σε μια νέα βελτιστοποιημένη τροχιά. Εάν λάβει πρόσθετες πληροφορίες τροχιάς από άλλα drones κατά τη διάρκεια της περιόδου καθυστέρησης, ενδέχεται να εγκαταλείψει τη νέα τροχιά του και να ξεκινήσει ξανά τη διαδικασία βελτιστοποίησης. Όταν ο Kondo και οι συνεργάτες του δοκίμασαν το “Robust MADER”, τόσο σε προσομοιώσεις όσο και σε πειράματα πτήσης με πραγματικά drones, πέτυχε 100% στη δημιουργία τροχιών χωρίς σύγκρουση (βλέπε Εικόνα 1). Ενώ ο χρόνος ταξιδιού των drones ήταν λίγο πιο αργός από ότι θα ήταν με κάποιες άλλες προσεγγίσεις, καμία άλλη τεχνολογία δεν μπορούσε να εγγυηθεί την ασφάλεια. Τροχιές σχεδιασμού Το “MADER” είναι ένας ασύγχρονος, αποκεντρωμένος, σχεδιαστής τροχιών. Αυτό σημαίνει ότι κάθε drone διαμορφώνει τη δική του τροχιά και ότι, ενώ όλα τα άλλα drones πρέπει να συμφωνούν για κάθε νέα τροχιά, δεν χρειάζεται να συμφωνούν ταυτόχρονα. Αυτό καθιστά το “MADER” πιο επεκτάσιμο από άλλες προσεγγίσεις, καθώς θα ήταν πολύ δύσκολο για χιλιάδες drones να συμφωνήσουν σε μια τροχιά ταυτόχρονα. Λόγω της αποκεντρωμένης φύσης του, το σύστημα θα λειτουργούσε επίσης καλύτερα σε πραγματικά περιβάλλοντα πεδίου, όπου τα drones μπορούν να πετάξουν μακριά από έναν κεντρικό υπολογιστή. Με το “MADER”, κάθε drone βελτιστοποιεί μια νέα τροχιά χρησιμοποιώντας έναν αλγόριθμο που ενσωματώνει τις τροχιές που έχει λάβει από τα άλλα drones. Με τη συνεχή βελτιστοποίηση και μετάδοση των νέων τροχιών τους τα drones αποφεύγουν τις συγκρούσεις. Σε περιβάλλοντα πραγματικού κόσμου, τα σήματα συχνά καθυστερούν λόγω παρεμβολών από άλλες συσκευές ή περιβαλλοντικούς παράγοντες όπως ο καιρός. Λόγω αυτής της αναπόφευκτης καθυστέρησης, ένα drone ενδέχεται να δεσμευτεί ακούσια σε μια νέα τροχιά που το θέτει σε τροχιά σύγκρουσης. Το “Robust MADER” αποτρέπει τέτοιες συγκρούσεις επειδή κάθε σύστημα έχει δύο διαθέσιμες τροχιές. Διατηρεί μια τροχιά που γνωρίζει ότι είναι ασφαλής, την οποία έχει ήδη ελέγξει για πιθανές συγκρούσεις. Ενώ ακολουθεί αυτή την αρχική τροχιά, το drone βελτιστοποιεί μια νέα τροχιά, αλλά δεν δεσμεύεται στη νέα τροχιά μέχρι να ολοκληρώσει ένα βήμα ελέγχου καθυστέρησης. Κατά τη διάρκεια της περιόδου ελέγχου καθυστέρησης, το drone αναλώνει ένα σταθερό χρονικό διάστημα ελέγχοντας επανειλημμένα για επικοινωνίες από άλλα drones, για να δει εάν η νέα του τροχιά είναι ασφαλής. Εάν εντοπίσει μια πιθανή σύγκρουση, εγκαταλείπει τη νέα τροχιά και ξεκινά τη διαδικασία βελτιστοποίησης ξανά. Πτήση χωρίς σύγκρουση Οι ερευνητές δοκίμασαν τη νέα τους προσέγγιση εκτελώντας εκατοντάδες προσομοιώσεις στις οποίες εισήγαγαν τεχνητά καθυστερήσεις επικοινωνίας. Σε κάθε προσομοίωση, το Robust MADER ήταν 100 % επιτυχημένο στη δημιουργία τροχιών χωρίς σύγκρουση, ενώ όλες οι πορείες χωρίς παρέμβαση του λογισμικού MARDER προκάλεσαν ατυχήματα. Οι ερευνητές κατασκεύασαν επίσης έξι drones και δύο εναέρια εμπόδια και δοκίμασαν το “Robust MADER” σε ένα πραγματικό περιβάλλον (εσωτερικός χώρος) πτήσης πολλαπλών συστημάτων. Σχεδίαση τροχιών Δοκιμές με πτήσεις σε εσωτερικό χώρο Τα drones μπορούσαν να πετάξουν 3,4 μέτρα ανά δευτερόλεπτο με το “Robust MADER”, αν και είχαν ελαφρώς μεγαλύτερο μέσο χρόνο ταξιδιού από ορισμένες γραμμές βάσης. Αλλά καμία άλλη μέθοδος δεν ήταν τέλεια χωρίς σύγκρουση σε κάθε πείραμα. Στο μέλλον, ο Kondo και οι συνεργάτες του θέλουν να δοκιμάσουν το “Robust MADER” σε εξωτερικούς χώρους, όπου πολλά εμπόδια και είδη θορύβου μπορούν να επηρεάσουν τις επικοινωνίες. Θέλουν επίσης να εξοπλίσουν drones με οπτικούς αισθητήρες, ώστε να μπορούν να ανιχνεύουν άλλους παράγοντες ή εμπόδια, να προβλέψουν τις κινήσεις τους και να συμπεριλάβουν αυτές τις πληροφορίες σε βελτιστοποιήσεις τροχιάς. Πηγή: news.mit.edu
Ο Oδικός Χάρτης Ανάπτυξης UAV/UCAVs του Υπουργείου Άμυνας των ΗΠΑ: Ένα Μοντέλο για την Ελλάδα;
Ο σκοπός του οδικού χάρτη του Υπουργείου Άμυνας (Department of Defense, DOD) των ΗΠΑ, είναι να καθοδηγήσει και υποβοηθήσει τη διαδικασία σχεδιασμού, για την ανάπτυξη των στρατιωτικών μη επανδρωμένων αεροσκαφών (UA) την περίοδο 2005-2030. Προορίζεται να βοηθήσει τους υπεύθυνους λήψης αποφάσεων του Υπουργείου Άμυνας, στην ανάπτυξη μιας μακροπρόθεσμης στρατηγικής για την ανάπτυξη και την απόκτηση UA, άλλα και τις προσπάθειες σχεδιασμού, καθώς και για την καθοδήγηση της βιομηχανίας στην ανάπτυξη τεχνολογίας που σχετίζεται με το UA. Επιπλέον, ο οδικός χάρτης μπορεί να βοηθήσει άλλους κυβερνητικούς οργανισμούς των ΗΠΑ, να αξιοποιήσουν τις επενδύσεις του Υπουργείου Άμυνας στην τεχνολογία UA, καλύπτοντας τις ανάγκες και τις δυνατότητές τους. Ο οδικός χάρτης αντιμετωπίζει τα ακόλουθα βασικά ερωτήματα: Αυτός ο οδικός χάρτης προορίζεται να συμπληρώσει τις συνεχιζόμενες προσπάθειες της Υπηρεσίας, για τον επαναπροσδιορισμό των ρόλων και των αποστολών τους, για χειρισμό των απαιτήσεων & προκλήσεων του 21ου αιώνα. Οι Υπηρεσίες του DOD, βλέπουν τα UAS ως αναπόσπαστα στοιχεία της μελλοντικής τακτικής τους. UAS CAPABILITIES ROADMAP (Οδικός χάρτης δυνατοτήτων ) Ο σκοπός είναι να συσχετίσει τις προτεραιότητες που εκφράζονται από τον επιχειρησιακό διοικητή, με τις διαθέσιμες τεχνολογίες μέσα στα επόμενα 25 χρόνια. Στον οδικό χάρτη παρέχονται σχετικά χρονοδιαγράμματα για την πρόβλεψη μελλοντικών ικανοτήτων για την ικανοποίηση των επιχειρησιακών απαιτήσεων (Εικονα 1). UAS MISSIONS ROADMAP (Οδικός χάρτης υλοποίησης αποστολών) Τα μη επανδρωμένα αεροσκάφη περιοριζόταν ιστορικά σε αποστολές ISR (πληροφοριών, αναγνώρισης & επιτήρησης) όπως Firebee, Global Hawk και επιδρομών (DASH, Predator). Η αναγνώριση είναι πλέον μια καθιερωμένη τυπική αποστολή για το UAS, που συμπληρώνει επανδρωμένα αεροσκάφη σε αυτόν τον ρόλο. Τα διδάγματα που αντλήθηκαν από αυτές τις πλατφόρμες δείχνουν τον δρόμο προς τις έννοιες του του σχεδίου επιχειρήσεων (CONOPS), που σε κάποιο βαθμό, έχουν ήδη φέρει πλεονεκτήματα στις Υπηρεσίες και τους στρατιωτικούς διοικητές. Η πρώτη οικογένεια αποστολών (που φαίνεται στο πάνω μισό της Εικόνας 2) χρησιμοποιεί το UA ως αναμεταδότες (relay) επικοινωνίας, συλλογή πληροφοριών SIGINT, ανεφοδιασμό, αεροσκάφη θαλάσσιας περιπολίας και τελικά, αερομεταφορείς. Σχεδιαστικά, αυτοί οι ρόλοι μπορεί να χρησιμοποιούν μία κοινή πλατφόρμα ή διαφορετικές, αλλά πρέπει να παρέχουν σημαντικές χωρητικότητες ωφέλιμου φορτίου και διάρκεια πτήσης μεγαλύτερη από 24 ώρες. Η δεύτερη οικογένεια αποστολών (κάτω μισό της Εικόνας 2) για μελλοντικά UAV, αναφέρεται σε άφεση όπλων, ξεκινώντας από ηλεκτρονικό πόλεμο σε αποστολές αέρος-εδάφους, αέρος-αέρος σε πολύπλοκα σενάρια. Τα αεροσκάφη που δοκιμάζονται τώρα για το πρόγραμμα J-UCAS (Μη επανδρωμένο μαχητικό αεροσκάφος) είναι μόνο η αρχή. Η πρόοδος στην κατεύθυνση άφεσης και χρήσης οπλισμού, λόγω του μεγάλου αριθμού αποφάσεων σε σύντομο χρονικό διάστημα, εξαρτάται από ανάπτυξη αυξανόμενων επιπέδων αυτονομίας. Πηγή: US DoD Unmanned Aircraft Systems Roadmap 2005-2030
Προκλήσεις και Ευκαιρίες για την Ανάπτυξη της Βιομηχανίας Drones στην Ελλάδα
Με το άρθρο αυτό περιγράφουμε τις απόψεις μας για έναν σημαντικό τομέα της εγχώριας αεροπορικής βιομηχανίας, αυτό των Συστημάτων μη Επανδρωμένων Αεροσκαφών (ΣμηΕΑ). Tα αναφερόμενα στο άρθρο και οι προτάσεις που παραθέτουμε θα μπορούσαν να αποτελέσουν την βαση για ενα ολοκληρωμένο σχέδιο στο πλαίσιο εκπόνησης Εθνικής Στρατηγικής για τα ΣμηΕΑ. Πρόσφατα, το Υπουργείο Ψηφιακής Διακυβέρνησης, και ειδικότερα η Γενική Γραμματεία Τηλεπικοινωνιών και Ταχυδρομείων, εξέδωσε ένα ενδιαφέρον Request for Information (RFI) με σκοπό να συλλέξει πληροφορίες για την εκπόνηση Εθνικής Στρατηγικής για τα ΣμηΕΑ. Οι απόψεις μας καταγράφονται με βάση τις ερωτήσεις που εμπεριέχονται στο RFI, συνοδευόμενες από μια περίληψη των κύριων σημείων που θα θέλαμε να αναδείξουμε. Περίληψη Κύριων Σημείων Η υπάρχουσα κατάσταση: Η βιομηχανία των drones είναι ένας ταχέως αναπτυσσόμενος τομέας με τη δυνατότητα να μεταμορφώσει ένα ευρύ φάσμα βιομηχανιών και εφαρμογών, όπως οι υπηρεσίες παράδοσης εμπορευμάτων, η γεωργία, οι κατασκευές, η εθνική άμυνα, ακόμη και η αντιμετώπιση καταστάσεων έκτακτης ανάγκης. Με την ικανότητά να αυξάνει την αποτελεσματικότητα, να βελτιώνει την ασφάλεια, να αυξάνει την προσβασιμότητα και να προσφέρει εξοικονόμηση κόστους, η βιομηχανία των drones είναι έτοιμη για σημαντική ανάπτυξη και επέκταση τα επόμενα χρόνια. Ωστόσο, η χρήση drones εγκυμονεί διάφορους κινδύνους – απειλές της ασφάλειας πτήσεων αλλά και επί θεμάτων εθνικής ασφάλειας, καθώς και προκλήσεις που πρέπει να αντιμετωπιστούν προκειμένου να διασφαλιστεί η ασφαλής και υπεύθυνη ανάπτυξη αυτού του τομέα δραστηριότητας. Μερικοί από τους βασικούς κινδύνους περιλαμβάνουν ανησυχίες για το απόρρητο, κινδύνους ασφάλειας πολιτών και παρεμβολές με άλλους χρήστες του εναέριου χώρου. Προκειμένου να αντιμετωπιστούν αυτοί οι κίνδυνοι και να μεγιστοποιηθούν τα οφέλη της τεχνολογίας των drones, είναι απαραίτητο να αναπτυχθεί ένα ολοκληρωμένο κείμενο εθνικής στρατηγικής. Αρχές διαμόρφωσης εθνικής στρατηγικής: Το κείμενο εθνικής στρατηγικής θα πρέπει να περιλαμβάνει σαφείς κανονισμούς και κατευθυντήριες γραμμές για τις λειτουργίες των drones, όπως πρότυπα για το σχεδιασμό, την παραγωγή και τη συντήρηση των drones, καθώς και οδηγίες για την ασφαλή και υπεύθυνη χρήση τους σε διάφορες εφαρμογές. Επιπλέον, το κείμενο εθνικής στρατηγικής θα πρέπει να περιλαμβάνει προσπάθειες για την προώθηση της ανάπτυξης της βιομηχανίας drones μέσω συμπράξεων δημόσιου-ιδιωτικού τομέα, σχεδιασμό στρατηγικής έρευνας και ανάπτυξης, καθώς και προγραμμάτων εκπαίδευσης και κατάρτισης σχετικού εργατικού δυναμικού, όπως προγράμματα εκπαίδευσης και κατάρτισης χειριστών drones και ειδικών επεξεργασίας δεδομένων, για τη στήριξη της ανάπτυξης και της ανταγωνιστικότητας του κλάδου. Σε κάθε περίπτωση απαιτείται συντονισμός πέρα από τα καθ’ ύλην αρμόδια υπουργεία, με το υπουργείο Προστασίας του Πολίτη, με το Υπουργείο Κλιματικής Κρίσης και Πολιτικής Προστασίας, με το Υπουργείο Υποδομών και Μεταφορών αλλά και με το Υπουργείο Εθνικής Άμυνας, συνεκτιμώντας και λαμβάνοντας υπόψη τις επιχειρησιακές απαιτήσεις των εν λόγω φορέων καθώς και τα σχετικά σχέδια δράσης των drones για τις εφαρμογές που τους αφορούν. Το κείμενο εθνικής στρατηγικής θα πρέπει επίσης να εξετάζει την ανάγκη για διεθνείς συνεργασίες και συντονισμό, ιδίως σε τομείς όπως η εναρμόνιση των κανονισμών, η ανταλλαγή πληροφοριών και βέλτιστων πρακτικών και η προστασία της ιδιωτικής ζωής και της ασφάλειας. Η χρήση των drones είναι ένα παγκόσμιο ζήτημα και ένα κείμενο εθνικής στρατηγικής θα πρέπει να εξετάζει την ανάγκη για διεθνή συνεργασία και συντονισμό για να διασφαλιστεί ότι η βιομηχανία των drones στην Ελλάδα θα αναπτυχθεί με εξωστρεφή χαρακτήρα. Συμπερασματικά, ένα ολοκληρωμένο κείμενο εθνικής στρατηγικής είναι ζωτικής σημασίας για την ανάπτυξη της βιομηχανίας των drones και είναι απαραίτητο για να διασφαλιστεί ότι τα οφέλη της τεχνολογίας των drones θα μεγιστοποιηθούν, ελαχιστοποιώντας παράλληλα τους κινδύνους που συνδέονται με τη χρήση τους. Με τις δυνατότητές της να μεταμορφώσει ένα ευρύ φάσμα βιομηχανιών και εφαρμογών, η βιομηχανία των drones έχει τη δυνατότητα να προσφέρει σημαντικά οφέλη σε κοινότητες και οικονομίες σε όλο τον κόσμο. 1. Ποιες είναι οι βασικές προκλήσεις και ευκαιρίες που αντιμετωπίζει η βιομηχανία των drones στην Ελλάδα; Οι βασικές προκλήσεις που αντιμετωπίζει η βιομηχανία των drones στην Ελλάδα περιλαμβάνουν ρυθμιστικούς φραγμούς, έλλειψη υποδομών (αυξημένες απαιτήσεις διαχείρισης εναέριου χώρου, προκαθορισμένες περιοχές απογείωσης και προσγείωσης με παροχή ρεύματος για επίγειους σταθμούς ελέγχου), έλλειψη ειδικευμένου προσωπικού, περιορισμένες επενδύσεις έρευνας και ανάπτυξης (Ε&Α) και ζητήματα ιδιωτικότητας και ασφάλειας. Από την άλλη πλευρά, οι ευκαιρίες περιλαμβάνουν τη δυνατότητα για αυξημένη αποτελεσματικότητα σε διάφορους τομείς όπως η γεωργία, η παράδοση εμπορευμάτων και ιατροφαρμακευτικών υλικών σε νησιωτικές περιοχές, η αντιμετώπιση καταστάσεων έκτακτης ανάγκης, η επιθεώρηση και δημιουργία ψηφιακών διδύμων των δικτύων εθνικών υποδομών, καθώς και η δυνατότητα δημιουργίας θέσεων εργασίας και οικονομικής ανάπτυξης στη βιομηχανία των drones. 2. Ποιοι στόχοι και αντικειμενικοί σκοποί πρέπει να περιλαμβάνονται σε ένα κείμενο εθνικής στρατηγικής για τα drones; Ένα κείμενο εθνικής στρατηγικής για τα drones στην Ελλάδα θα μπορούσε να περιλαμβάνει τους ακόλουθους στόχους και αντικειμενικούς σκοπούς: Ανάπτυξη και εφαρμογή ενός ολοκληρωμένου ρυθμιστικού πλαισίου για τα μη επανδρωμένα αεροσκάφη (drones) που αντιμετωπίζει θέματα ασφάλειας, ιδιωτικότητας και ηθικών ζητημάτων. Προώθηση της ανάπτυξης υποδομών, όπως αποκλειστικούς διαδρόμους drones και εγκαταστάσεις προσγείωσης και φόρτισης για να υποστηρίζεται η ανάπτυξη των επιχειρήσεων της βιομηχανίας των drones. Υποστήριξη της ανάπτυξης ενός ισχυρού προγράμματος εκπαίδευσης και κατάρτισης για την ανάπτυξη ειδικευμένου εργατικού δυναμικού για τη βιομηχανία των drones. Ενθάρρυνση της έρευνας και της ανάπτυξης στην τεχνολογία και τις εφαρμογές των drones και υποστήριξη της καινοτομίας στη βιομηχανία των drones. Προώθηση της ανάπτυξης μιας ακμάζουσας βιομηχανίας drones προωθώντας τις επενδύσεις και την επιχειρηματικότητα και παρέχοντας πρόσβαση σε χρηματοδότηση και άλλους πόρους. Ενθάρρυνση της διεθνούς αλληλεπίδρασης και συνεργασίας, όπως συνεργασίες και εμπορικές συμφωνίες για την επέκταση της παγκόσμιας εμβέλειας της βιομηχανίας drones στην Ελλάδα. Εξισορρόπηση ανάμεσα στα πιθανά οφέλη και τους κινδύνους της τεχνολογίας των drones και λήψη μέτρων για τον μετριασμό τυχόν αρνητικών επιπτώσεων, όπως η ηχορύπανση, ανησυχίες για το απόρρητο και κίνδυνοι ασφάλειας. Συχνή αξιολόγηση και ενημέρωση του κειμένου εθνικής στρατηγικής για τα drones, ώστε να διασφαλίζεται ότι παραμένει σχετικό και αποτελεσματικό για την κάλυψη των εξελισσόμενων αναγκών της βιομηχανίας των drones. 3. Ποιά κανονιστικά πλαίσια και κατευθυντήριες γραμμές πρέπει να θεσπιστούν για την υποστήριξη της ασφαλούς και υπεύθυνης χρήσης των drones; Ρυθμιστικό πλαίσιο (regulations) σύμφωνο με την EASA, και τη διεθνή πρακτική από την Federal Aviation Administration (FAA) των ΗΠΑ. Σε αυτό θα πρέπει να συμπεριληφθεί τo Concept of Operations (CONOPS) for Drones της EASA. Επιπλέον, και δεδομένου ότι μεγάλο τμήμα της δραστηριότητας ανάπτυξης drones αφορά προϊόντα της αμυντικής
Με δεδομένη την απειλή καμικάζι drone: Πεδίο δόξης λαμπρό να αξιοποιηθούν οι εγχώριες δυνατότητες & τεχνολογίες
Μεγάλη συζήτηση έχει γίνει το τελευταίο διάστημα για την χρήση αλλά και τις δυνατότητες-συνδρομή των drone σε πρόσφατες συρράξεις & πολέμους. Ευρεία χρήση όλων των τύπων UAVs ή Drones έχει γίνει στον πόλεμο στην Ουκρανία. Αυτό όμως που χρήζει ιδιαίτερης προσοχής και μελέτης είναι η χρήση των λεγόμενων mini drones και ειδικά των καμικάζι drones. Χαρακτηριστικό παράδειγμα τα εξελιγμένα συστήματα Switchblade 600 & Phoenix Ghost που έστειλαν σε μεγάλες ποσότητες μάλιστα οι ΗΠΑ στην Ουκρανία με πολύ ικανοποιητικά αποτελέσματα. Την ίδια στιγμή δεν θα πρέπει να ξεχνάμε και τα αντίστοιχα mini drone της Τουρκίας όπως το Kargu 2 που έχει χρησιμοποιηθεί ευρέως (και κατά αμάχων) τουλάχιστον στην Λιβύη όπως έχει επισημανθεί σε σχετική έκθεση του ΟΗΕ. Ας δούμε για τι μιλάμε παρουσιάζοντας τις δυνατότητες των προαναφερθέντων drone. Αυτή είναι σε γενικές γραμμές η απειλή των mini drone. Μια απειλή που είναι υπαρκτή και είναι δίπλα μας με συστήματα που μπορούν να προσβάλλουν κρίσιμους & ευαίσθητους στόχους είτε από ξηράς είτε από πλοία σε αποστάσεις έως και 50 χιλιόμετρα. Αντιλαμβάνεστε τι σημαίνει αυτό για την χώρα μας και τι απειλή συνιστούν αυτού του είδους mini drone, τα οποία λόγου του πολύ μικρού RCS (ανακλαστική επιφάνεια), δεν αποκαλύπτονται από τα υπάρχοντα συμβατικά radar έρευνας. Τι δυνατότητες anti drone έχει η χώρα μας; Για την αντιμετώπιση των mini drone απαραίτητη προϋπόθεση είναι η αποκάλυψη τους, προκειμένου στην συνέχεια να προβείς σε αντίμετρα για την εξουδετέρωσή τους. Η ΕΑΒ από το 2018 είχε προτείνει ένα ολοκληρωμένο σύστημα anti-drone με επίκεντρο το radar “ΤΗΛΕΜΑΧΟΣ” και με συμμετοχή εταιρειών του χώρου με αισθητήρες (EO/IR & Jammers) και εμπειρίες σε συστήματα διοίκησης και ελέγχου (C2). Όμως καμία εταιρία παγκοσμίως δεν κατασκευάζει τα πάντα μόνη της. Συνεργάζεται με άλλους υποκατασκευαστές για την δημιουργία ολοκληρωμένων συστημάτων Σήμερα στην Ελλάδα υπάρχουν αρκετές και σοβαρές εταιρείες, κατασκευής ΕΟ αισθητήρων και κατάλληλου λογισμικού διοίκησης & ελέγχου (C2) και τεχνητής νοημοσύνης (AI). Στην εικόνα που ακολουθεί φαίνεται η αρχιτεκτονική του προτεινόμενου ολοκληρωμένου συστήματος anti-drone, με σημείο αναφοράς και επικεντρο το radar ΤΗΛΕΜΑΧΟΣ της ΕΑΒ. Θα ήταν παράλειψή μας να μην αναφερθούμε στο πρόγραμμα ΠΑΝΟΠΤΗΣ (Anti–Drone Σύστημα Ελληνικής Σχεδίασης εξελίσσεται και διατίθεται σε συνεργασία του ΕΚΕΤΑ με την Ελληνική Εταιρεία κατασκευής ΣΜΗΕΑ Spirit Αεροναυπηγικά Συστήματα ΑΕ -S.A.S Technology). Αντί επιλόγου απευθύνουμε στους καθ ύλην αρμόδιους μια σύσταση. Με δεδομένη την απειλή καμικάζι drone και έχοντας ελληνικό radar εντοπισμού, εγχώριους αισθητήρες-λογισμικό. Πεδίο δόξης λαμπρό να αξιοποιηθούν [Συντάκτης: Μπάμπης Παπασπύρος, Ταξίαρχος εν αποστρατεία Μηχανικός ΣΜΑ, πρώην Αντιπρόεδρος Ελληνικής Αεροπορικής Βιομηχανίας]
Τεχνολογίες και Τεχνικές Εντοπισμού και Αντιμετώπισης μη-Επανδρωμένων Αεροσκαφών
Η αγορά εμπορικών drone, πιο ορθά Μη Επανδρωμένα Αεροσκάφη (ΜΕΑ), αναπτύσσεται γρήγορα, καθιστώντας τα σε αρκετές περιπτώσεις ως απειλή για την ασφάλεια τόσο για εμπορικούς όσο και για στρατιωτικούς οργανισμούς. Σας θυμίζουμε την πριν από μερικά χρόνια επίθεση με drone στη Βενεζουέλα, την πρώτη πιθανή απόπειρα δολοφονίας κυβερνητικού ηγέτη. Τον Νοε. 2021 ένα μη επανδρωμένο αεροσκάφος με εκρηκτικά, με στόχο το σπίτι του ιρακινού πρωθυπουργού δεν κατάφερε να τον σκοτώσει. Το drone κατάφερε να χτυπήσει το σπίτι του Αλ-Καντίμι στην βαριά οχυρωμένη Πράσινη Ζώνη της Βαγδάτης, όπου στεγάζονται ξένες πρεσβείες και κυβερνητικά γραφεία. Τα τελευταία 5 χρόνια συχνές και με διαφορετικές τεχνικές και συστήματα drone είναι οι επιθέσεις στη Σαουδική Αραβία, η οποία έχει συγκροτήσει ειδική συμμαχική δύναμη κρούσης στην οποία συμμετέχει και ελληνική συστοιχία Patriot. Παρόμοια περιστατικά έχουν παρατηρηθεί τόσο στο Ισραήλ όσο και στην Ινδία Δεν υπάρχει αμφιβολία για την άνοδο στην ανάπτυξη της βιομηχανίας drone που σημειώθηκε τα τελευταία χρόνια. Το μέγεθος της αγοράς υπηρεσιών drone αναμένεται να αυξηθεί στα 63,6 δισεκατομμύρια $ έως το 2025 και η Insider Intelligence ανέφερε ότι, οι πωλήσεις drones για καταναλωτές έφτασαν τα 29 εκατομμύρια το 2021. Οι πωλήσεις καταναλωτικών drones των ΗΠΑ ξεπέρασαν τα 1,25 δισεκατομμύρια $ το 2020, σύμφωνα με την Statista. Η Goldman Sachs προβλέπει ότι το συνολικό μέγεθος της αγοράς drone θα είναι αξίας 100 δισεκατομμυρίων $—υποστηριζόμενο από αυτήν την αυξανόμενη ζήτηση για drones από τον εμπορικό και τον κυβερνητικό τομέα. Ενώ η ανάπτυξη εμπορικών ΜΕΑ αφορούσε κυρίως λήψη βίντεο και φωτογραφιών, οι δυνατότητές τους χρησιμοποιούνται πλέον στη γεωργία, επιτήρηση περιοχών, κατασκευές, μεταφορές και τα μέσα ενημέρωσης. Ωστόσο, εμπορικά μη επανδρωμένα αεροσκάφη, χρησιμοποιούνται με κατάλληλες τροποποιήσεις από τρομοκράτες ή παραστρατιωτικές ομάδες για φονικές επιθέσεις. Στην εικόνα 1 που ακολουθεί βλέπετε την ταξινόμηση-κατηγοριοποίηση των ΜΕΑ σύμφωνα με το ΝΑΤΟ Σε ότι αφορά τα στρατιωτικά ΜΕΑ τα τελευταία χρόνια, ήρθαν ξανά στο προσκήνιο και την επικαιρότητα, για τον ρόλο και την χρήση τους ως απαραίτητα “εργαλεία” στις στρατιωτικές επιχειρήσεις. Σε αυτό συνετέλεσε και η εμφάνιση του τουρκικού UAV Bayraktar TB2. Η χρήση του στη Συρία, Β. Ιράκ, Λιβύη, Ναγκόρνο Καραμπάχ και τώρα στον πόλεμο στην Ουκρανία, αύξησε σημαντικά τις πωλήσεις του στο εξωτερικό. Το Bayraktar TB2 έχει πωληθεί σε 12 χώρες. Σημαντική είναι και η απειλή των καμικάζι drone (killer drones) τα οποία λόγω του μικρού τους μεγέθους, της μικρής τους ανακλαστικής επιφάνειας (Radar Cross Section) και χαμηλού ύψους πτήσης, είναι δύσκολη έως αδύνατη η αποκάλυψή τους από τα υπάρχοντα συμβατικά radar ερεύνης (early warning radar). Τα υπόψη drone είναι εξοπλισμένα με κάμερα, GPS και φέρουν εκρηκτική γόμωση. Στις εικόνες που ακολουθούν (Εικόνα 2 και 3) φαίνεται το RCS των Bayraktar και mini drone τύπου Phantom DJ Λογικό λοιπόν είναι να απαιτείται μια ολοκληρωμένη και ολιστική ανίχνευση και αντιμετώπιση της απειλής των ΜΕΑ, που να περιλαμβάνει: Οι τεχνικές και συστήματα αντιμετώπισης ΜΕΑ πρέπει να καλύπτουν δυο απαιτήσεις: Εντοπισμός-Αποκάλυψη και Καταστολή Εντοπισμός-Αποκάλυψη Ανάλυση ραδιοσυχνοτήτων εκπομπής και εύρεση διόπτευσης/θέσης Τα drone ελέγχονται συνήθως με τηλεχειρισμό μέσω ραδιοζεύξης (radio link). Οι δέκτες ραδιοσυχνοτήτων μπορούν να αποκαλύψουν αυτές τις συγκεκριμένες εκπομπές, που στην ουσία πιστοποιούν την παρουσία ενός drone. Με κατάλληλη επεξεργασία και ύπαρξη βιβλιοθήκης απειλών, μπορεί να ταυτοποιηθεί ο τύπος του ΜΕΑ και ο κατασκευαστής του. Παράλληλα με χρήση κατάλληλων κεραιών είναι δυνατόν να να εντοπισθεί η κατεύθυνση ή και η θέση τόσο του ΜΕΑ όσο και του τηλεχειριστηρίου. Εάν το ΜΕΑ μεταδίδει βίντεο ή άλλα δεδομένα, οι δέκτες ραδιοσυχνοτήτων μπορούν επίσης να αποκαλύψουν αυτές τις εκπομπές. Κατάλληλες συσκευές αποδιαμόρφωσης/αποκωδικοποίησης του εκπεμπόμενου βίντεο, δίνουν την δυνατότητα απεικόνισης του περιεχομένου του βίντεο. Το πλεονέκτημα του δέκτη ραδιοσυχνοτήτων είναι ότι λαμβάνει τη σύνδεση του τηλεχειριστηρίου μόλις ενεργοποιηθεί το τηλεχειριστήριο. Σε αυτό το σημείο, το drone βρίσκεται ακόμα στο έδαφος. Η ειδοποίηση του προσωπικού ασφαλείας ακόμη και πριν την απογείωση του drone, είναι ένα πλεονέκτημα που μπορεί να προσφέρει μόνο ένας αισθητήρας ραδιοσυχνοτήτων. Οι αισθητήρες ραδιοσυχνοτήτων ανιχνεύουν τη σύνδεση του τηλεχειριστηρίου μόλις ενεργοποιηθεί και ειδοποιούν τους χειριστές έγκαιρα, προτού το drone γίνει απειλή. Οι αισθητήρες ραδιοσυχνοτήτων σαρώνουν συνεχώς τις σχετικές ζώνες συχνοτήτων που χρησιμοποιούνται από drones που διατίθενται στο εμπόριο. Οι ζώνες συχνοτήτων του τηλεχειριστηρίου των drones είναι 2,4 και 5,8 GHz, αλλά είναι δυνατές και άλλες ζώνες, όπως τα 433 MHz. Στις εικόνες που ακολουθούν (Εικόνα 4 και 5) απεικονίζονται οι περιοχές συχνοτήτων που χρησιμοποιούνται για εφαρμογές ΜΕΑ. Η απόσταση ανίχνευσης μιας τυπικής μονάδας τηλεχειρισμού με ισχύ εξόδου 100 mW είναι περίπου 1,5 km, ανάλογα με τον τύπο του drone, τη ζώνη συχνοτήτων που χρησιμοποιείται, την ισχύ μετάδοσης, το ύψος της κεραίας και άλλους παράγοντες. Ορισμένα drone χρησιμοποιούν τεχνολογία Wi-Fi, η οποία τους επιτρέπει να ελέγχονται μέσω smartphone ή tablet, αν και η εμβέλεια του τηλεχειριστηρίου είναι μειωμένη. Το κυριότερο μειονέκτημα αυτής της τεχνικής είναι ότι για να υπάρξει ραδιοεντοπισμός και αποκάλυψη των εκπομπών κατεύθυνσης των ΜΕΑ, απαιτείται οπτική επαφή μεταξύ δέκτη και τηλεχειριστηρίου, κάτι που δεν είναι δεδομένο ειδικά σε κατοικημένες περιοχές Επίσης σε περίπτωση αυτόνομης (μη ελεγχόμενης πτήσης από το έδαφος) αποστολής και με δεδομένη την μη εκπομπή ραδιοσυχνοτήτων, η ανωτέρω τεχνική καθίσταται άχρηστη. Εντοπισμός με Radar Το radar μπορεί να αποκαλύψει στόχους σε μεγάλες αποστάσεις και να προσδιορίσει τη θέση, την ταχύτητα και ενδεχομένως τον τύπο ΜΕΑ με κατάλληλες τεχνικές τεχνητής νοημοσύνης (AI). Το κύριο πλεονέκτημα είναι το μεγάλο εύρος τους, αλλά και αυτά χρειάζονται οπτική επαφή με τον στόχο. Για ΜΕΑ που δρουν αυτόνομα και δεν ελέγχονται μέσω ραδιοσυχνοτήτων, τα radar είναι ο κύριος αισθητήρας για την ανίχνευση και τον εντοπισμό τους. Το πλέον αποτελεσματικό radar είναι μια βελτίωση του ραντάρ FMCW που χρησιμοποιείται ευρέως μεταξύ άλλων εφαρμογών και για την ανίχνευση πτηνών στα αεροδρόμια. Με την εφαρμογή της ειδικής τεχνολογίας micro-Doppler και κατάλληλων αλγορίθμων λογισμικού και ΑΙ, το radar μπορεί να αναγνωρίζει τους περιστρεφόμενους έλικες στα drone. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα την ταυτοποίηση των drone αλλά και την διάκριση μεταξύ πτηνών και άλλων μικρών ιπτάμενων αντικειμένων. Ένα τέτοιο radar micro Doppler, που αποδεδειγμένα εντοπίζει μικρά drones σε χαμηλά ύψη, έχει κατασκευάσει εδώ και μια πενταετία η ΕΑΒ. Πρόκειται για το radar ΤΗΛΕΜΑΧΟΣ. Το radar αποκάλυψης θα πρέπει να καλύπτει ολόκληρο το οπτικό πεδίο 360 μοιρών σε αζιμούθιο με
Σχέδια Πτήσης για Μη Επανδρωμένα Αεροσκάφη: Τι προβλέπει ο ICAO
Ας δούμε τι προβλέπει η πλέον αρμόδια αρχή ICAO (Διεθνής Οργανισμός Πολιτικής Αεροπορίας), για τα μη επανδρωμένα αεροσκάφη (RPA) σχετικά με διεθνείς επιχειρήσεις με πτήσεις δι’ οργάνων (IFR). Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζουν οι προβλέψεις-διαδικασίες για την υποβολή σχεδίου πτήσης των RPA και την ειδική άδεια που απαιτείται να λάβουν πριν εισέλθουν σε εναέριο χώρο άλλου κράτους. “REMOTELY PILOTED AIRCRAFT SYSTEM (RPAS) CONCEPT OF OPERATIONS FOR INTERNATIONAL IFR OPERATIONS” 4.4.3 Σχέδια πτήσεων Όπως και στην περίπτωση των επανδρωμένων αεροσκαφών, πρέπει να υποβληθεί σχέδιο πτήσης για την πτήση ενός RPA (Remotely piloted aircraft) σύμφωνα με το Παράρτημα 2, Κεφάλαιο 3, ιδίως πριν από την πτήση πέρα από τα διεθνή σύνορα. Το σχέδιο πτήσης πρέπει να συμμορφώνεται με τις προϋποθέσεις του παραρτήματος 2, 3.3 και να περιέχει όλες τις σχετικές πληροφορίες που καθορίζονται στο Παράρτημα 2, 3.3.2. Κάθε κράτος στο οποίο πρόκειται να πραγματοποιηθεί η πτήση μπορεί να απαιτήσει πρόσθετες πληροφορίες σχετικά με η προγραμματισμένη λειτουργία του RPA… Κάθε κράτος στο οποίο πρόκειται να πραγματοποιηθεί η πτήση μπορεί να απαιτεί πρόσθετες πληροφορίες σχετικά με την προγραμματισμένη λειτουργία του RPA. 6.1 Όλα τα αεροσκάφη που πετούν εντός του εδαφικού εναέριου χώρου ενός κράτους πρέπει να συμμορφώνονται με τους κανονισμούς και τις διαδικασίες εναέριου χώρου αυτού του Κράτους. Τα κράτη γενικά διαμορφώνουν τους κανονισμούς και τις διαδικασίες τους σύμφωνα με τα SARP (Standards and Recommended Practices) του ICAO, διατηρώντας παράλληλα το δικαίωμα να υποβάλλουν διαφορές και να εφαρμόζουν τους δικούς τους κανόνες και διαδικασίες εντός του εδαφικού εναέριου χώρου τους. Σε αντίθεση με τα επανδρωμένα αεροσκάφη, οι χειριστές RPAS (Remotely piloted aircraft system) πρέπει να λάβουν ειδική άδεια προτού επιχειρήσουν στον εθνικό εναέριο χώρο ενός κράτους. Αυτή η εξουσιοδότηση μπορεί να περιλαμβάνει συγκεκριμένες άδειες ή περιορισμούς που πρέπει να τηρούνται.Παρόμοια είναι και η πρόβλεψη του εγχειριδίου “Easy Access Rules for Unmanned Aircraft Systems” της EASA, Sep. 2021, σχετικά με το θέμα της άδειας-εξουσιοδότησης που απαιτείται για να επιχειρήσει ένα RPA σε άλλη χώρα.