Killer Drones: hoe we ze kunnen detecteren en onszelf kunnen verdedigen

Het is een volle zaal bij de Super Bowl van 2019 en 80.000 voetbalfans hebben zich verzameld in het Mercedes-Benz Stadion in Atlanta om de wedstrijd te bekijken. Het weer is glashelder, dus uiteraard is het schuifdak open. Terwijl de rustshow begint, rolt er een golf van opgewonden gebabbel door de menigte - een zwerm van een Tientallen drones zijn zojuist op dramatische wijze het stadion binnengevallen, direct boven de hoofdmusical handeling. Hoewel geen van de eerste geruchten over de rustshow melding maakte van een drone-element, maakt niemand zich zorgen. Na die gekke drone-show op de laatste Olympische Spelen lijken luchtshows zoals deze de gewoonste zaak van de wereld.

En ja hoor, de drones beginnen aan wat lijkt op een gechoreografeerde routine, waarbij elk van de twaalf drones in een perfect spaakachtig patroon richting de stoelen gaat. De enige aanwijzing dat er iets niet volgens plan verloopt, is de vluchtige maar zichtbaar geschrokken blik op het gezicht van de zanger. Maar ze is een professional en mist geen enkele beat.

Even later chaos. De drones, elk uitgerust met een klein maar krachtig explosief, zijn op enkele meters van de toeschouwers beneden tot ontploffing gebracht. Duizenden zitten nu roerloos op hun stoel, onderuitgezakt over wat er nog over is van de persoon naast hen. Duizenden anderen dwalen verdwaasd rond, terwijl degenen die het verst van de explosies verwijderd zijn, in paniek naar de uitgang rennen. Binnen een dag eist een bekende extremistische groepering de verantwoordelijkheid op voor de aanval, de dodelijkste op Amerikaans grondgebied sinds 11 september.

Echt gevaar of hype?

Laten we duidelijk zijn. Het bovenstaande scenario is niet langer iets voor Hollywood-spionagefilms. Onlangs heeft de inlichtingenfunctionaris van het DHS, David Glawe, vertelde CBS News dat wat hem het meest zorgen baart, “een bewapende drone is die de Super Bowl of zelfs het Witte Huis bedreigt.” FBI-directeur Christopher Wray heeft dat ook duidelijk gemaakt drones vormen een duidelijk en aanwezig gevaar, waarbij het Congres werd verteld dat, “gezien hun beschikbaarheid in de detailhandel, het gebrek aan geverifieerde identificatievereisten om aan te schaffen, het algemene gebruiksgemak en eerder gebruik in het buitenland zullen [drones] worden gebruikt om een ​​aanval in de Verenigde Staten op een kwetsbaar doelwit, zoals een massaal bijeenkomst."

De realiteit is dat iedereen met voldoende tijd, training en de nodige vaardigheden om bommen te maken een dergelijke aanval kan organiseren. Vorige maand haalde de Venezolaanse president Nicolás Maduro de krantenkoppen door gevaarlijk dicht bij het eerste staatshoofd te komen dat werd geschaad of gedood door drones met explosieven, toen hij voor een grote menigte in Caracas verscheen.

“In vijf minuten kun je een kant-en-klare drone met een gewicht van twintig kilo programmeren om acht kilometer naar een vliegtuig te vliegen bestemming, voer zijn activiteit uit en klaar”, vertelde Tim Bean, CEO van Fortem Technologies, aan Digital Trends. Fortem verkoopt drone-detectie- en saneringsproducten, waaronder de DroneHunter: een drone die is ontworpen om in de lucht uit te voeren en aanvallen op andere drones uit te schakelen.

Zal het in de toekomst nodig zijn om de lucht in de gaten te houden en in een mum van tijd dekking te zoeken voor een op handen zijnde aanval?

Bedrijven en professionals die in de drone-industrie werken, hebben, misschien niet verrassend, de neiging de risico's van drone-technologie te bagatelliseren. Het Chinese DJI is de wereldleider op het gebied van civiele drones. In 2017 werd het marktaandeel van het bedrijf geschat op 70 procent – ​​mijlenver vóór op de naaste concurrent. “Wat er in Venezuela is gebeurd, roept zorgen op en roept vragen op over wat er met drones gebeurt”, vertelde Adam Lisberg, directeur bedrijfscommunicatie van DJI voor Noord-Amerika, aan Digital Trends. Hoewel wordt aangenomen dat twee DJI Matrijs 600 drones waren gebruikt bij de aanval Over de Venezolaanse president wees Lisberg er snel op dat de overgrote meerderheid van het gebruik van drones veilig is, en suggereerde dat de angst van mensen voor drones zal vervagen naarmate deze apparaten gebruikelijker worden. "Er is veel hype omdat dit een nieuwe technologie is", zei Lisberg. “Heel veel mensen, als ze voor het eerst een drone zien, gaan ervan uit dat hij hen bespioneert, of gaan ervan uit dat hij gevaarlijk is.”

Joshua Ziering, medeoprichter van het commerciële droneplatform Kittyhawk, is het daarmee eens. “Het Maduro-incident betekent zeker een besef dat slechte actoren de mogelijkheid hebben om slechte dingen te doen met drones”, zei hij. “Ik zie echter veel meer hysterie dan daadwerkelijke reden tot bezorgdheid.”

Voorkomen van slechte besturing

DJI ziet slechte piloten als de grootste reden tot zorg. “De meeste mensen die drones [roekeloos] gebruiken, zijn waarschijnlijk onzorgvuldig, of hebben geen idee, en zijn niet crimineel,” zei Lisberg. Om dit probleem aan te pakken heeft DJI een drone-veiligheidsquiz aan zijn mobiele app toegevoegd, waardoor beginnende piloten alleen de meest rudimentaire vliegfuncties kunnen gebruiken totdat ze over voldoende kennis kunnen beschikken. De app wordt ook voortdurend bijgewerkt met geofencing-beperkingen: informatie over lokale no-fly-zones. Piloten krijgen waarschuwingen wanneer ze in de buurt van gevoelige gebieden zoals luchthavens vliegen, en de software zal actief voorkomen dat de drone binnen deze zones vliegt.

Ziering staat ook aan de kant van DJI’s overtuiging dat gevaarlijk drone-gebruik grotendeels het gevolg is van onwetendheid en niet van kwade bedoelingen. ‘Wat mij echt wakker houdt zijn niet de slechte acteurs,’ zei hij, ‘het is de tweede groep… de onwetende acteurs die dat misschien niet doen. kennen de regels en willen niemand kwaad doen, maar vanwege hun minachting om te begrijpen hoe dit allemaal werkt, hebben ze een zeer reële kans om iemand schade toe te brengen. Er zijn er veel meer dan slechte acteurs.”

Het begint met detectie

Of het nu een onwetende piloot is, of een individu of een groep die schade wil aanrichten, alle experts met wie we spraken zijn het erover eens: de eerste stap is het kunnen opmerken van een drone voordat deze grote schade aanricht. Stap twee is bepalen of het al dan niet een bedreiging vormt. De derde en laatste stap is het ondernemen van actie om de dreiging te neutraliseren.

Drones in de lucht vallen in twee categorieën: drones die actief worden bestuurd vanaf een afstandsbediening, en drones die een reeks voorgeprogrammeerde instructies volgen.

Van alle drones die op een bepaald moment in de lucht zijn, zullen de meeste in de eerste groep vallen. Ze worden op afstand bestuurd, zijn meestal goedaardig en worden bestuurd door (hopelijk) competente piloten. De drone-industrie werkt momenteel samen met de FAA, die het drone-gebruik in de Verenigde Staten reguleert, aan een raamwerk dat dit mogelijk maakt zou veiligheidstroepen en wetshandhavingsdiensten de mogelijkheid geven om deze drones te onderscheiden van degenen die mogelijk zouden kunnen zijn gevaren. Bekend als "externe ID”, het is als een kenteken voor drones, maar in plaats van simpelweg een fysieke ID op de drone zelf af te drukken, zendt elke drone zijn ID uit.

Een jaar geleden lanceerde DJI een systeem voor identificatie op afstand, dat de eerste poging was om dit kentekenconcept te realiseren. Aeroscoop, zoals het wordt genoemd, lokaliseert en monitort automatisch DJI-drones die overal binnen radiobereik vliegen. DJI beweert dat Aeroscope, wanneer uitgerust met een geschikte set antennes, de drones van het bedrijf tot 50 kilometer ver weg, en kan in slechts twee minuten informatie over deze drones verkrijgen seconden. Aeroscope kan worden besteld als vaste installatie, geschikt voor grote, permanente zones zoals arena's, energiecentrales, of luchthavens, of als mobiele eenheid op kofferbasis, voor kortetermijnevenementen zoals politieke bijeenkomsten, of buitenshuis concerten.

Het is een krachtig hulpmiddel, maar het is geen wondermiddel. Het fatale minpunt hier is dat Aeroscope alleen door DJI gebouwde drones detecteert. Dus hoe identificeren we niet-DJI-drones? Helaas hebben we geen goed systeem. Hoewel DJI probeert van zijn systeem voor externe ID een industriestandaard te maken, zijn zijn inspanningen niet met veel belangstelling ontvangen. “Andere fabrikanten willen die standaard niet overnemen omdat ze hun eigen standaard willen”, aldus Ziering.

Ogen en oren

Zelfs als Remote ID uiteindelijk een standaard wordt, hebben we nog steeds een manier nodig om drones te detecteren die dit niet uitzenden. In feite zijn dit vrijwel zeker de drones waar we de meeste aandacht aan moeten besteden. Het in San Francisco gevestigde DeDrone is een van de weinige bedrijven die drone-detectie- en surveillanceproducten hebben gemaakt die op deze taak zijn afgestemd.

Door gebruik te maken van dezelfde op radiofrequentie gebaseerde technieken als DJI's Aeroscope, gecombineerd met videocamera's met hoge resolutie, kan het DroneTracker-platform van DeDrone niet alleen de locatie van een drone en zijn piloot identificeren, maar er is ook een goede inschatting nodig van het soort drone dat hij heeft gevonden, wat een beveiligingsteam kan helpen bepalen het risico. Een drone ter grootte van een DJI Mavic Pro vormt een veel kleinere bedreiging dan een drone ter grootte van een FreeFly Alta8, een octocopter die een lading van 20 pond kan vervoeren. Het doel is volgens Pablo Estrada, vice-president marketing van DeDrone, om “intelligente beslissingen te nemen over wat er wat er in het luchtruim gebeurt en laat dit aan de gebruiker zien.” Van daaruit is het aan het beveiligingsteam om te beslissen wat hun volgende stappen zijn zou moeten zijn.

Radiofrequentiescannen alleen is niet voldoende. Veel drones kunnen worden ingesteld om een ​​vooraf ingestelde koers te volgen, waarbij alleen GPS wordt gebruikt om ze te begeleiden. ‘Dat heet vliegen op het waypoint,’ zei Bean. “Als je op een waypoint vliegt, zendt de drone geen radiofrequentie uit – geen RF, er is geen joystick, er valt niets te storen, er valt niets te onderscheppen. Het is gewoon luisteren naar de GPS.” Een drone die op een waypoint vliegt, vertegenwoordigt een zeer geloofwaardige dreiging. “Dit worden RF-dark drones genoemd,” zei Bean, “en ze zijn het gereedschap van mensen met kwade bedoelingen.”

Voor het detecteren van deze RF-dark drones is radar nodig. Het probleem is dat conventionele radar, zoals die wordt gebruikt op luchthavens of militaire installaties, gewoon niet is ontworpen voor drone-detectie. “Het is een topologische uitdaging,” zei Bean, “dus het kan niet door een gebouw heen kijken, en het kan de andere kant van een heuvel niet zien.” In een drukke, stedelijke omgeving is dit een ernstige beperking. Conventionele radarinstallaties zijn groot, duur en kunnen veel energie uitstoten, wat een gezondheidsrisico met zich meebrengt. “Als je ervoor gaat staan, zal het je doden.”

Fortem Technologies heeft zijn eigen gespecialiseerde radarmodule gemaakt, genaamd Getrouw beeld, specifiek voor het volgen van drones. Hij is klein genoeg om op een drone te worden gemonteerd, zodat hij zelfs als lucht-luchttracker kan worden gebruikt. Het is een systeem met een laag energieverbruik, en het is ook zo goedkoop dat een faciliteit als een stadion er genoeg van zou kunnen installeren om zichzelf een 360 graden zicht op het omringende luchtruim te geven. ‘Niemand vliegt onder onze radar,’ zei Bean.

Een drone neerhalen

Zodra een drone is gedetecteerd en als een bedreiging wordt beschouwd, is het tijd om te beslissen hoe ermee om te gaan.

Dit is waar het lastig wordt. Onder de huidige FAA-regels, zelfs wetshandhavingspersoneel kan niet legaal een drone neerschieten. “Het neerschieten van een drone heeft juridisch en technisch gezien dezelfde consequenties als het neerhalen van een vliegtuig of een Cessna”, zegt Jeffery Antonelli, een expert in dronewetgeving. vertelde Popular Mechanics.

Een recent exemplaar van 1.200 pagina's FAA-herautorisatiewetwil hier echter verandering in brengen en zou “het Department of Homeland Security en de FBI het recht geven om dat te doen”. drones opsporen en opsporen die zij een ‘geloofwaardige bedreiging’ achten voor een ‘gedekte faciliteit of asset’”, aldus NBC Nieuws.

Zelfs als het uiteindelijk legaal wordt voor de autoriteiten om dit te doen, is misschien wel de grootste reden om niet met een pistool op een drone te schieten, dat het gewoon niet zo eenvoudig is. Zelfs getrainde sluipschutters hebben onder gecontroleerde omstandigheden moeite om een ​​vliegende drone te raken. In een dichtbevolkte stedelijke omgeving kan een schot dat een drone mist, gemakkelijk een schot worden dat een omstander raakt.

Dit heeft bedrijven ertoe aangezet andere vormen van ‘kinetische’ reacties op ongewenste drones te ontwikkelen. Misschien heb je er wel eens video's van gezien getrainde adelaars drones uit de lucht grijpen, waarbij hun scherpe klauwen als grijphaken op het landingsgestel van de drone werken. Het is een spectaculaire vertoning van kunstvluchten met dieren, en als dit lukt, sleept de roofvogel de doeldrone naar een veilige locatie. Helaas er kan niet altijd op worden vertrouwd om het werk te doen.

Zogenaamde ‘netkanonnen’, zoals de SkyWall 100, zijn een niet-dodelijk alternatief voor jachtgeweren en geweren. Deze wapens vuren patronen af ​​met een snelheid tot 160 km/u, die vervolgens uitzetten in netten om de beoogde drone te omhullen. Eenmaal verstrikt valt de drone op de grond. Het bereik van het kanon is beperkt – meestal niet meer dan 100 meter – en herlaadt langzaam. Omdat een drone met een net zal vallen, kan het bovendien gevaarlijk zijn om een ​​netkanon boven mensenmassa's of andere gevoelige locaties te gebruiken.

Een andere oplossing is het monteren van een netkanon aan een drone. Fortem's DroneHunter, is een autonome, met radar uitgeruste drone, die bewapend is met een vastgebonden netkanon. Het is het luchtequivalent van ‘de goede kerel met een geweer’-verdediging. In het beste geval vangt een DroneHunter zijn doelwit op en sleept het naar een veilige afstand. Deze uitkomst is niet gegarandeerd. De DroneHunter is beperkt tot één schot per missie, waardoor nauwkeurigheid en precisie cruciaal zijn voor succes.

Een variatie op dit idee is de Drone Interceptor MP200 van Malou Tech, een vliegtuig met meerdere rotors dat tijdens het vliegen een groot net voortsleept. Het doel is om een ​​doeldrone in het net te laten verstrikken, maar de aerodynamische weerstand die door het net zelf wordt gecreëerd, maakt de MP200 veel minder manoeuvreerbaarder dan zijn prooi, en er bestaat altijd het risico dat het net aan een voorwerp blijft haken, waardoor de MP200 neerkomt in plaats van.

Zijn deze kinetische reacties betrouwbaar? Ziering heeft zijn twijfels. “Als je mij een drone geeft,” zei hij, “ben ik er relatief zeker van dat ik de meeste kinetische oplossingen heel gemakkelijk zou kunnen verslaan.”

Stoorzenders en hackers

Je hoeft niet per se fysiek geweld te gebruiken om een ​​drone uit te schakelen. Elektronische tegenmaatregelen kunnen vanaf een aanzienlijke afstand effectief zijn, en worden niet beperkt door de hoeveelheid munitie. “Momenteel is de meest effectieve techniek een soort radiofrequentie-stoorapparaat,” zei Estrada. Het vermoeden bestaat dat dit een dergelijk apparaat is werd gebruikt in Caracas om te voorkomen dat die drones hun doel bereiken.

Helaas zou het jammen van een locatie ter grootte van een stadion steevast veel meer hinderen dan alleen vijandige drones. Als dit soort storingen GPS- of andere luchtvaartsignalen zou verstoren, zou dit catastrofaal kunnen zijn.

Het is echter mogelijk om een ​​stoorsignaal op een specifiek doel te richten. DeDrone werkt momenteel samen met Battelle, de maker van de DroneDefender, een geweerachtige elektronische stoorzender die de GPS-ontvangst van een drone en de afstandsbediening van de piloot kan verstoren. Het gebruik van de DroneDefender tegen een drone is bijna alsof je een trekstraal gebruikt StarTrek, als die van Battelle is Youtube filmpjes zijn een nauwkeurige weergave. Ze laten soldaten zien die een drone veilig tot landen dwingen, door met een DroneDefender een constante kraal op de drone te houden. Het Australische bedrijf DroneShield maakt een soortgelijk apparaat, genaamd de DroneGun. Een van deze apparaten was waarschijnlijk het ‘anti-drone’-pistool gebruikt op de set van Game of Thrones, om te voorkomen dat spionnen foto's maken van de HBO-productie.

Iemand die gewapend is met de DroneDefender zou zijn prooi moeten kunnen zien en zich daarbinnen moeten bevinden 400 meter. Voor meerdere, gelijktijdige doelen zouden meerdere personeelsleden nodig zijn, gewapend met DroneDefenders, wat dat ook zou kunnen zijn op tijd op een geschikte reeks locaties worden ingezet om de drones te onderscheppen voordat ze hun bestemming bereiken bestemmingen. Dit maakt het tot een laatste verdedigingslinie – een verdedigingslinie die moeilijk te gebruiken is in het donker of onder omstandigheden die het zicht moeilijk maken.

In een ideale wereld zou wetshandhaving de controle over een bedreigende drone kunnen overnemen zonder de communicatie ervan te hoeven verstoren. Adam Lisberg betwijfelt of zoiets mogelijk is, tenminste met de drones van DJI. “Je kunt nooit iets uitsluiten in de technologische wapenwedloop,” zei hij, “maar we hebben nog nooit gehoord van een situatie waarin iemand echt de controle [over onze drones] zou kunnen overnemen. Onze drones zijn ontworpen om alleen te worden bestuurd door de persoon die de controller vasthoudt.”

Niettemin is dit soort commandovoering op afstand precies wat een bedrijf noemde Afdeling 13 beweert dat het kan. De ‘Mesmer’-technologie kan elke drone binnen het bereik van zijn antennes beluisteren en besturen. “Door zich aan te passen aan het protocol dat wordt gebruikt om een ​​drone te besturen”, zegt de website van het bedrijf, “voegt Mesmer berichten in die de drone vertellen een beperkt luchtruim verlaten, naar huis terugkeren of in een vooraf bepaalde veilige zone landen. Afdeling 13 zegt dat Mesmer ook kan opschalen adres zwermen met meerdere drones. Het Italiaanse bedrijf Finmeccanica beweert van wel Valken schild systeem kan doen hetzelfde. Het klinkt als een uitstekende oplossing, zij het met een potentieel beangstigende keerzijde, mocht de technologie ooit in handen vallen van de mensen waartegen we ons proberen te verdedigen. Het andere probleem met Mesmer is dat het niet effectief is tegen RF-dark drones. Omdat er geen afstandsbedieningssignalen naar deze drones worden gestuurd, is er niets waar Mesmer naar kan luisteren of zich aan kan aanpassen.

Vliegen als er gevaar dreigt

Zowel DeDrone als Fortem beweren dat hun respectievelijke technologieën succesvol zijn gebleken in het veld, maar geen van beide bedrijven was bereid concreet bewijs te leveren. Estrada wijst erop dat zijn bedrijf twee jaar op rij is gebruikt ter bescherming tegen drone-dreigingen tijdens het jaarlijkse World Economic Forum in Davos, Zwitserland. Toen we vroegen of DeDrone erin was geslaagd een drone-dreiging op de conferentie te detecteren en te helpen neutraliseren, weigerde Estrada commentaar te geven.

Tim Bean was eveneens terughoudend over de resultaten van Fortem. Hij beweerde dat hij niet het recht had om ons over zijn cliënten te vertellen, of om hun ervaringen te citeren. “Het wordt ingezet, het werkt, het doet waarvoor het is ontworpen”, zei hij.

De technologie om snode drones te detecteren, classificeren en neutraliseren bestaat. Het wordt al gebruikt om gevoelige installaties te beveiligen, zoals energiecentrales, grote sport- en entertainmentlocaties, luchthavens en overheidsgebouwen. Spraakmakende evenementen, zoals de inauguratie van de president, koninklijke bruiloften of zelfs de Olympische Spelen, zullen ook profiteren van een groter luchtruimbewustzijn en parate tegenmaatregelen.

Er bestaat zelfs enige hoop dat we ook grotere gebieden kunnen monitoren. DeDrone en AT&T werkten onlangs samen om drone-surveillance uit te breiden over gebieden zo groot als een stad, maar het betrouwbaar beschermen van een druk kruispunt in de stad, een schoolplein of zelfs een druk parkeerterrein in een winkelcentrum tegen een willekeurige drone-aanval zal waarschijnlijk moeilijk blijken.

Uiteindelijk zullen we misschien gewoon een wereld moeten accepteren waarin we de dreiging van een gevaarlijke drone toevoegen aan een toch al zorgwekkende lijst met onder meer massaschieters met magazijnen met grote capaciteit, bommenen mensen die bereid zijn er gebruik van te maken voertuigen als wapens.

Voorlopig zullen we moeten vertrouwen op wetgevers om ervoor te zorgen dat onze wettelijke kaders het juiste evenwicht vinden tussen het beschermen van de ongelooflijke kansen en innovaties die de drone-industrie creëert, en het beschermen van de levens die op het spel zullen staan ​​wanneer deze technologie onvermijdelijk wordt gebruikt om problemen te veroorzaken leed. Laten we hopen dat dit geen fantasie is.