O echipă de cercetători de la Universitatea Politehnică Northwestern din China „a abordat dintr-un alt unghi relația dronă-laser”

Indiferent de domeniul în care sunt utilizate, pe scară largă pentru agrement sau pentru aplicații specifice (militare, agricole, comerciale, industriale etc.), la care s-a dovedit că sunt de un real folos, dronele aeriene sau UAV (Unmanned Aerial Vehicle) au anumite limitări datorate timpului de zbor relativ scurt. Dacă acest inconvenient privind anduranța va fi depășit, posibilitățile aparatelor de zbor fără pilot vor fi îmbunătățite, aria de acoperire mărită, iar plaja de operațiuni efectuate cu drone va crește considerabil. Una dintre metodele eficiente de neutralizare a dronelor ostile sau interzise într-un perimetru definit, și anume utilizarea undelor laser, a ajuns să fie preocuparea unui grup de cercetători de la Universitatea Politehnică Northwestern (Northwestern Polytechnical University, cu inițialele NPU sau NWPU) din orașul Xi’an, capitala provinciei Shaanxi, China. Echipa „a abordat relația dronă-laser dintr-un alt unghi” (scmp.com). În multe țări, sunt construite sisteme laser ca arme anti-drone (C-UAS, Counter Unmanned Aircraft Systems), dar echipa universității din nord-vestul Chinei a găsit „modul de folosire a razelor laser de înaltă energie, nu pentru a distruge drone”, ci pentru a le menține în aer „tot timpul”. În articolul apărut pe site-ul scmp.com al publicației South China Morning Post și preluat de uasvision.com este prezentat un exemplu relevant pentru nevoia unor zboruri îndelungate. Echipa coordonată de profesorul Li Xuelong susține opinia că, „În unele misiuni care necesită timp, cum ar fi căutarea turiștilor surprinși în inundații, zborul fără întreruperi al dronelor va economisi mult timp prețios pentru salvare”. Universitatea NPU este o universitate națională publică de cercetare finanțată de Ministerul Industriei și Tehnologiei Informației din China și a fost listată, începând cu anul 2021, ca una dintre primele 450 de universități, atât în clasamentul academic al universităților la nivel global, cât și în Best Global University Ranking, clasament anual publicat de U.S. News & World Report. Soluția propusă de echipa profesorului Li Xuelong de la școala de inteligență artificială, optică și electronică a NPU este „un sistem care va folosi fasciculul laser pentru a alimenta drona condusă optic de la distanță (ODD, optics-driven drones) transformând energia luminii în electricitate”. Cercetătorii au considerat că, dacă o dronă este echipată cu un modul de conversie fotoelectrică, de transformare a energiei luminii în electricitate, un fascicul laser de înaltă energie ar putea nu numai să urmărească drona, ci și să o alimenteze fără fir de la distanță (scmp.com). Ei au declarat că într-un experiment recent au combinat cu succes procesul de încărcare autonomă cu tehnologia inteligentă de transmisie și procesare a semnalului. Au demonstrat în acest fel că potențialul de rezistență al dronelor poate fi nelimitat și că problema menținerii dronelor în aer pe perioade lungi de timp este ca și rezolvată. Îngrădirile sau deficiențele de până acum în utilizarea UAV, legate de anduranță, sunt sigur eliminate. În articolul din 8 ianuarie a.c. de pe site-ul publicației South China Morning Post scrie că, „potrivit cercetătorilor, prima provocare a fost urmărirea dronelor”. Echipa a dezvoltat „un algoritm de urmărire bazat pe elemente vizuale inteligente pentru a ține sub observație și a prezice cu precizie țintele ODD în timp ce zboară”. Raportul echipei profesorului Li Xuelong arată că algoritmul a avut o toleranță bună, a fost robust în diferite medii și a realizat poziționarea precisă a dronelor. Pentru creșterea distanței de transmitere a energiei fără fir a trebuit redusă atenuarea în atmosferă a fascicului laser. Soluția a fost o tehnică de modelare a fasciculului care poate ajusta în mod autonom intensitatea. Același raport arată că, „Ajustarea înseamnă că impacturile negative ale turbulenței aerului și ale modificărilor densității în atmosferă pot fi reduse, îmbunătățind eficacitatea și fiabilitatea livrării de energie cu laser pe distanțe lungi”. A fost adăugat și un algoritm de protecție pentru a corecta automat puterea laserului dacă în calea fasciculului este detectat un obstacol. Cele trei scenarii pentru efectuarea testelor au fost zborul de urmărire în interior, zbor în aer liber în timpul zilei și zbor în aer liber pe timp de noapte. „În toate cele trei situații drona a funcționat cu succes”. Testele cu un quadcopter (UAV cu patru propulsoare) de mici dimensiuni au demonstrat că sistemul „funcționează în interior cu luminile aprinse și stinse și în aer liber noaptea, drona atingând altitudini de aproximativ 10 m, sau 33 ft” (newatlas.com). Cu această tehnologie, în viitor, dronele mari vor putea fi transformate în „autobuze aeriene” pentru a construi o rețea de trafic, sau se va putea realiza „un satelit de altitudine joasă”. Deoarece sistemul și respectiv tehnologia pot avea potențiale utilizări în aplicații militare, echipa nu a dezvăluit alte amănunte, de exemplu detalii despre eficiența conversiei fotoelectrice. Conform părerii unor analiști, într-un context militar, încărcarea sol-aer autonomă fără fir ar putea mări avantajele și eficiența roiurilor de drone, cum este, de exemplu, „coordinated UAV swarm system”, prezentat în toamna lui 2020* de compania China Electronics Technology Group Corporation.

* În septembrie 2020 compania de stat chineză CETC a postat un videoclip cu lansarea unui baraj de 48 de drone de atac. Tehnologia „Swarm Drone” a fost folosită în sistemul creat de compania CETC „pentru a copleși apărarea inamicului”. În imaginile de la testul cu roiul „se pare că dronele purtau focoase puternic explozive capabile să distrugă tancuri și alte vehicule blindate”, conform articolului din octombrie 2020 de pe site-ul thedefensepost.com.