最近，包括亞馬遜，阿里巴巴和多米諾在內的眾多知名公司一直在測試無人機（通常稱為無人機）的使用，以向世界各地的人們提供包裹或食品。一些城市規劃者現在開始考慮將無人機用于智能城市的設計，例如通過合并所謂的無人機飛行區和無人機高速公路。然而，無人機的廣泛采用帶來了許多安全風險。因此，應充分監控他們的行為動態和移動性，以便檢測并迅速響應入侵者，流氓無人機和惡意無人機。

“未來幾年，成千上萬的無人機將迎來天空，以實現食品和包裹遞送，監控和維護等各種服務，”進行這項研究的研究人員之一Matthias Brust告訴Tech Xplore。“現在，許多城市正在努力建立指定的無人機飛行區。然而，大量無人機的部署伴隨著風險和安全問題，特別是因為無人機的速度，靈活性和自主性。我們的研究側重于這個問題無人機防御系統如何快速自主地對付進入飛行區的粗糙或惡意無人機，并采取適當的對策。“ 為了解決與無人機相關的安全問題，Brust和他的同事開發了一種新的防御系統，可以攔截和護送飛行區外的惡意或無賴無人機。他們的系統由一群無人機組成，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。

“我們開發了一種模塊化和局部算法，它運行在每個無人機上，使其能夠根據其相鄰無人機的狀態自主做出正確的決定 - 形成一個所謂的”智能蜂群“無人機，”Brust解釋道。“在初步部署和檢測入侵者后，防御無人機構成了一個自組織網絡，并通過本地封裝算法將其與環境隔離，以便將其從飛行區護送，從而攔截入侵者。”

研究人員開發了一種新的自動平衡聚類過程，確保無人機群體以有效的形式排列，以攔截和捕獲流氓無人機。一旦捕獲，群組就可以安全地護送飛行區外的惡意車輛。“最具挑戰性的任務是開發一種不需要全系統共識才能運行的本地算法，”Brust說。“此外，我們需要確保每架無人機能夠在適當的時刻切換到正確的防御機動階段。我們采用模塊化設計解決了這個問題，為捕捉和護航編隊創造了平衡的全群攔截結構“。研究人員采用完全本地化的方法，采用模塊化設計，包括五個階段：部署，聚類，編隊，追逐和護送。使用原型UAV模擬器的測試表明，該系統是可行的，可以抵抗通信損失，并且始終如一地運行良好。

“與集中式方法相比，本地方法對于實際應用特別有意義，”Brust說。“所提議的方法也具有高度可擴展性，這使其成為各種應用程序的一個非常有趣的候選者。” 將來，Brust及其同事設計的創新防御系統有助于提高無人機的安全性，因為它們得到了廣泛采用。在成功完成初步評估和模擬后，研究人員即將在現實世界中測試他們的防御系統。

“在算法開發和驗證研究之后，我們現在正在將無人機防御系統部署在真正的無人機上進行現場測試，”Brust說。