在市中心专门拦截并击落敌方无人机

Published 31 Jan.2023 11:51(KST)

KAIST研究团队开发应对集群无人机的电磁波攻击技术

[亚洲经济记者 Kim Bongsu] 韩国本土研究团队开发出一种可在城市环境中利用电磁波使无人机失效的反无人机技术。

反无人机技术。示意图。与正文报道无直接关联。

韩国科学技术院（KAIST）31日表示，电气与电子工程系教授 Kim Yongdae 研究团队开发出一项反无人机技术，可在城市中使用的窄带电磁波远程注入无人机电路，使其立即失效。

近期，各国政府为防止在机场和国家重要设施利用无人机实施恐怖袭击，正在构建多种反无人机系统。通过使无人机坠落或按预定方向加以控制的反无人机技术，可以利用无人机存在的多种安全漏洞来实现。乌克兰—俄罗斯战争正成为检验反无人机技术的试验场。

以往采用宽带电磁波的反无人机技术，会对周边电子、电气设备造成损害，难以在城市中使用。而利用带宽极窄的窄带电磁波的反无人机技术，其效果又局限于特定机型的无人机。

研究团队发现，各无人机制造商的控制单元板对电磁波注入的敏感度存在差异，并分析了按制造商分别收集的、可将敏感度最大化的频率。由此证明，即使注入带宽极窄的窄带电磁波，也能够在远距离立即使无人机失效。

KAIST开发的城市集群无人机失能技术的攻击原理：通信信道畸变会严重扭曲IMU的全部传感器数据，这些数据又会导致姿态控制和旋翼指令严重发散，使无人机坠落。图片由KAIST提供

此次技术的特点在于，以如此窄的带宽向特定频率注入电磁波时，与既有反无人机技术不同，对周边电子设备的影响可被降至最低，因此可在城市环境中应用。不仅如此，在使用相同控制单元板的无人机发动集群攻击时，还可以同时令这些无人机坠落。也就是说，当使用A机型的100架敌方无人机与使用B机型的100架友方无人机同时飞行时，该技术被评价为能够在完全不影响友方无人机的情况下，击落全部100架敌方无人机。

用于驱动无人机的惯性测量装置（IMU）会将各种传感器数值传递给控制单元板。控制单元板将这些传感器数值应用于控制算法，计算下一步无人机的动作，即旋翼转速和无人机姿态。本研究的核心理念在于，只要干扰该惯性测量装置与控制单元板之间的通信，就无法接收到正确的传感器数值，此时将无法对下一步无人机进行控制。作为干扰这一路径通信的技术手段，研究团队选择了针对具有电磁干扰（EMI）漏洞的控制单元板实施电磁波注入。通过实验发现，同一类型的控制单元板对相同频率的电磁波具有敏感性。利用这一点，在注入窄带电磁波时，不仅不会对周边电子设备产生影响，还可以有效应对集群无人机攻击。

早在2015年，研究团队就曾开发出一项技术，通过向包含在惯性测量装置中的平衡传感器——陀螺仪（Gyroscope）注入声音，使无人机坠落。其原理类似于人类的耳蜗（准确说是半规管）出现问题时难以保持平衡。

本次研究的原理则类似于：不是让耳蜗本身出现问题，而是暂时阻断从耳蜗通向大脑的神经网络，人类同样难以保持平衡。研究团队利用室内电磁波屏蔽设施，确认了可以在10米距离上，使处于悬停飞行状态的无人机立即坠落；并通过仿真确认，在10米以上距离同样可行。