Met laserbundels kunnen drones uit de lucht worden gehaald, maar mensen zijn niet snel genoeg om die lasers te richten en af te vuren. AI biedt hulp.

 

Drones spelen bij oorlogsvoering een steeds grotere rol. Vandaar dat er ook steeds meer wordt nagedacht over manieren om vijandige drones onschadelijk te maken.

Eén veelbelovende techniek om militaire drones uit de lucht te schieten, is met lasers. Deze zijn snel te richten en leveren geen rondvliegende resten van zichzelf op – alleen die van de verwoeste drone.

De lichtbundel uit een laser warmt een oppervlak van het vijandige object razendsnel op. Het is mogelijk die lichtbundel zo krachtig te maken dat dit een explosie, of in ieder geval het defect van het voer- of vaartuig tot gevolg heeft. Fabrikanten van wapens onderzoeken dit al langer.

Handmatig richten onbegonnen werk

Het richten van een krachtige laserbundel op aanvallende drones is echter geen mensenwerk. Drones zijn zo snel en wendbaar dat handmatig de laser richten onbegonnen werk is. Daarnaast zijn drones nu zo goedkoop geworden dat ze eenvoudig tot zwermen te combineren zijn. Voor een mens is er ondoenlijk om die met laserbundels één voor één uit de lucht te knallen. Daarvoor is de hoop gevestigd op computers, met kunstmatige intelligentie (AI) voor de beeldherkenning.

Drone wordt herkend

Wetenschappers in de Verenigde Staten laten nu zien hoe dat in zijn werk zou kunnen gaan. Ze delen daarvoor het klusje op in twee delen. Eerst moet op een of andere manier de drone in de lucht worden herkend; wat is het voor type drone, en hoe groot is-ie? En het belangrijkste: waar zitten zijn kwetsbare onderdelen?

De tweede stap is om de laserstraal lang genoeg op die zwakke plek te richten om het doelwit te vernietigen of in ieder geval uit te schakelen. Dit is een lastige klus, die in de loop der tijd bovendien nóg lastiger wordt omdat nieuwere autonome drones steeds sneller en wendbaarder zullen worden.

Onderzoekers van de Naval Postgraduate School houden een model van een Reaper-drone in een lichtbundel. Dit simuleert hoe een laserwapensysteem een ver weg vliegende drone aanvalt. Foto: Javier Chagoya.

Beter presteren dan een mens

Het Amerikaanse Air Force Research Laboratory (AFRL) werkt nu aan een nieuw volgsysteem voor drones, in samenwerking met een aantal defensiebedrijven. Het lasersysteem moet beter presteren dan een mens een laser zou kunnen richten. Eén van de uitdagingen daarbij is het meenemen van de atmosferische vervormingen waar een lichtbundel over lange afstanden last van heeft, en die ervoor kunnen zorgen dat een laserstraal zijn doel mist.

Model van Reaper-drone

De onderzoekers 3D-printten een model van een Reaper-drone en gebruikten dat om hun AI-model te trainen. Ze scanden het dronemodel met infrarood licht en radar om zo te simuleren hoe een drone op ware grootte eruit zou zien door een telescoop, vanuit verschillende hoeken en vanaf verschillende afstanden.

Dit leverde tweehonderdduizend beelden op om het AI-model mee te trainen op het herkennen van het type drone en de hoek waaronder deze in beeld was. Ook werd het AI-model getraind om de zwakke plek van de drone te identificeren en daarop de laserbundel te richten. De radarbeelden hielpen daarbij om de koers en afstand van de drone te bepalen.

Praktijktesten

Binnenkort volgen praktijktesten met radar en het optisch volgen van echte doelen met een semiautonoom systeem, waarbij een menselijke operator in de gaten houdt of het volgsysteem zijn werk goed doet. Met lasers zal dan niet worden geschoten. ‘We hoeven niet met een laser te schieten om te testen hoe het automatische richtsysteem presteert’, zegt een betrokken wetenschapper tegen NewAtlas. ‘Daar hebben we andere projecten voor.’

 

Openingsbeeld: Een zwerm aanvalsdrones tijdens een militaire oefening. Foto: Depositphotos