SkySafe​社、​オープン​ソース​SDR​で​商用​ド​ローン​の​脅威​に​対抗​する

SkySafe社​最高​技術​責任​者​(CTO)、​Scott Torborg氏

 

ユーザ​事例​の​ハイライト

 

  • SkySafe​社​は、​NI​の​SDR​製品​を​使用​し、​ド​ローン​防衛​ソリューション​を​迅速​かつ​低​コスト​で​提供​しま​した。
  • 新た​な​ド​ローン​の​脅威​が​発生​した​場合、​SkySafe​社​は​NI SDR​の​オープン​ソース​ソフトウェア​ツール​チェーン​に​基​づ​い​た​新しい​アルゴリズム​を​迅速​に​試作​し、​実装​でき​ます。
  • USRP X310 SDR​の​SWaP(Size, Weight and Power)​により、​モバイル​性​が​高​く、​実装​し​やすい​ド​ローン​防衛​ソリューション​が​実現​しま​した。

「ナショナル​イン​ス​ツル​メンツ​の​Ettus Research USRP X310​は、​オープン​性​と​未処理​RF​および​DSP​の​機能​を​備え​て​おり、​急速​な​進化​を​遂げる​ド​ローン​の​脅威​に​対抗​する​ため​の​ニーズ​に​応える、​唯一​の​市販​の​SDR​です。」

—​SkySafe​社​CTO、​Scott Torborg氏

課題

高性能​かつ​低​コスト​の​ワイヤレス​制御​ド​ローン​が​登場​した​こと​で、​悪意のある行為者が混乱を招くような運用を容易に実行に移せるようになった。​先頃、​ヨーロッパ​の​報道​機関​が​報​じ​た​よう​に、​空港​へ​の​ド​ローン​侵入​も​その​一例​で​ある。​この​よう​な​安全​上の​問題​を​受け​て、​高性能​化​によって​急速​に​進化​し、​これまでに​ない​ほど​頻繁​に​脅威​を​もたらす​よう​に​な​っ​た​ド​ローン​に対して、​防衛システムの必要性が叫ばれるようになった。

ソリューション

SkySafe​社​は、​オープン​で​柔軟​な​Ettus Research USRP X310​上​で​最先端​の​ソフトウェア​無線​(SDR)​ベース​の​機能​を​開発​する​こと​で、​増大​する​低​コスト​ド​ローン​の​脅威​に​対抗​した。​NI​の​USRP​ソフトウェア​無線​デバイス​で​迅速​な​試作​および​実装​が​できる​よう​に​な​っ​た​こと​で、​業界​最高​レベル​の​機能​を​スピーディ​に​現場​に​提供​し、​政府​に対して​コスト​の​大幅​な​削減​を​実現​した。

技術​関連​ニュース​で​ド​ローン​の​記事​を​見かけ​ない​日​は​ほとんど​ありま​せん。​Amazon​が​配達​に​ド​ローン​を​使用​する​こと​を​検討​中​で​ある​とか、​自動化​さ​れ​た​ド​ローン​で​オリンピック​の​スノーボーダー​を​追​い​かけ​た​素晴らしい​空​撮​動画​が​公開​さ​れる​など、​商用​ド​ローン​は​一般​的​に​なり​つつ​あり​ます。​ド​ローン​の​出現​は、​スポーツ​放送​や、​野生動物​保護​の​調査​など、​幅広い​方面​で​役​立​って​い​ます。​高度​な​インテリジェント​ソフトウェア​を​備え​た​こと​で、​より​安価​で​使い​や​すく​なり、​様々​な​操作​が​可能​に​なり​ま​した。​画期的​な​技術​が​いつも​そう​で​ある​よう​に、​ド​ローン​の​運用​も、​良​から​ぬ​目的​で​利用​しよう​と​する​悪意​の​ある​行為​者​を​引き​付け​て​しまう​こと​が​あり​ます。​無人​の​商用​ド​ローン​が​好​ま​しく​ない​偵察​の​ため​に​使用​さ​れ​たり、​先頃​英国​で​起​きた​事件​の​よう​に、​領空​の​混乱​を​招​い​たり​する​こと​さえ​報告​さ​れる​よう​に​な​って​き​ま​した。

 

幸い​な​ことに、​ド​ローン​防衛​システム​を​開発​し​て、​これらの​悪意​の​ある​行為​者​に​対抗​しよう​と​する​人​は​たくさん​い​ます。​ほとんど​の​ド​ローン​防衛​システム​は、​技術​を​駆使​し​て、​脅威​を​検出​し、​排除​し​ます。​これらの​システム​では​アクティブ​型​と​パッシブ​型​の​両方​の​レーダ​を​使用​し、​多く​は​光学​検証​を​利用​し​ます。​対応​策​は​様々​で、​非破壊​的​な​通信​傍受​や​GPS​電波​妨害、​弾薬​や​高​出力​レーダ​など​の​破壊​的​な​防衛​手段​といった​もの​が​あり​ます。

 

 

ド​ローン​防衛​システム​技術​の​主​な​課題

インテリジェント​な​商用​ド​ローン​が​毎年​新た​に​登場​し、​より​高度​な​コマンド​&​コントロール​(C2)​や、​高性能​な​ナ​ビ​ゲ​ー​ション​システム​が​実現​し​てい​ます。​今日​では、​ド​ローン​に​アクティブ​な​物体​回避​機能​や​自律​モード​が​装備​さ​れ​て​いる​こと​は​珍​しく​ありま​せん。​ド​ローン​が​直接​操縦​の​制御​を​受け​てい​ない​とき​は、​C2​対策​が​難​しく​なり​ます。​そのため、​スプーフィング​または​ジャミング​の​いずれ​か​を​使用​し​て​GPS​を​妨害​または​拒否​する​の​が​一般​的​です。​アクティブ​な​リモート​操縦​機能​を​持つ​ド​ローン​では、​基本​的​な​アナログ​変調​から、​暗号​化​さ​れ​た​コマンド​を​使用​する​安全​性​の​高い​デジタル​リンク​まで、​様々​な​通信​方式​が​使用​さ​れ​ます。​従来​の​高​出力​ジャミング​技術​を​検討​さ​れる​こと​が​多い​かも​し​れ​ま​せん​が、 それ​は​友軍​に​大きな​混乱​を​生​じ​さ​せ​たり、​ステ​ルス​操作​を​危険​に​さらす​可能性​も​あり​ます。​多く​の​国​で、​規制​上の​支障​に​対処​する​必要​が​ある​こと​は​言う​まで​も​ありま​せん。​広範囲​にわたる​C2​の​妨害​方法​に​対処​できる​よう​に​単一​の​防衛​システム​を​適応​させる​の​は​重要​な​課題​です。

 

まず、​技術進歩に後れをとらずに、​新しい​脅威​に対する​対策​を​迅速​に​実行​する​に​は​どう​す​れ​ば​よい​で​しょう​か。​従来​の​米国​防​総省​(DoD)​の​長い​プログラム​開発​サイクル​では​適応​でき​ない​こと​が​あっ​た​ため、​多く​の​システム​が、​迅速​な​開発​が​可能​な​商用​オフザシェルフ​技術​に​移行​しま​した。​そうすれば、​システム​設計​者​が​ハードウェア​の​実装​では​なく​脅威​へ​の​対策​に​専念​できる​から​です。

 

次​は、​モビリティ​の​問題​です。​基地​の​保護​も​重要​ですが、​軍事​オペレータ​は​遠隔​地​に​ある​車両​に対して​効果​的​な​対抗​ソリューション​を​講じる​必要​が​あり​ます。​多く​の​場合、​カメラ​と​革新​的​な​妨害​手段​を​搭載​した、​大規模​レーダ​システム​を​収容​できる​よう​な​贅沢​な​機能​は、​車両​に​備​わ​って​いま​せん。​モバイル​システム​は、​ステ​ルス​性​と​ミッション​で​の​長い​運用​年数​を​維持​する​必要​が​ある​ため、​SWaP​を​必要​と​する​こと​が​多く​あり​ます。​試作​から​実装​まで​対応​し、​SWaP​と​無線​の​性能​基準​を​満たす​こと​が​できる​プラットフォーム​を​選択​する​こと​が​重要​です。

 

 

 

SkySafe​社​の​ド​ローン​防衛​ソリューション

SkySafe​社​は​米国​を​拠点​と​し、​世界​クラス​の​非破壊​的​ド​ローン​防衛​および​空域​統制​ソリューション​を​提供​する​という​ミッション​を​掲​げた​革新​的​な​企業​です。​高度​な​無線​技術​と​脅威​の​徹底​解析​によって、​軍事、​公共​の​安全、​および​商用​の​お客様​に対して​包括​的​な​空域​認識​および​統制​ソリューション​を​提供​し​ます。​SkySafe​ソリューション​は、​一般​的​な​多く​の​脅威​で​ある​C2​および​ナ​ビ​ゲ​ー​ション​システム​を​妨害​する、​非破壊​的​な​対策​を​採用​し​てい​ます。​また、​SkySafe​ソフトウェア​は、​ナビゲーション​の​ダウン​リンク​レポート​を​傍受​し、​ド​ローン​の​位置​を​受動​的​に​リアルタイム​で​オペレータ​に​表示​する​こと​が​可能​です。​規制​領域​は​進化​し​て​おり、​SkySafe​では、​軍用​の​ド​ローン​防衛​アプリケーション​に​焦点​を​当て、​DoD​契約​に​基​づ​い​た​ソリューション​を​提供​し​てい​ます。

 

 

 

技術​の​進歩​と​SWaP​の​課題​の​両方​に​対処​する​ため、​SkySafe​社​は​NI​の​商用​SDR​技術​を​使​って​システム​を​構築​しま​した。​NI​の​SDR​と​オープン​ソース​ソフトウェア​を​組み合わせる​こと​で、​新しい​アルゴリズム​を​簡単​に​実装​できる​よう​に​なり、​進化​する​脅威​に​迅速​に​対処​でき​ます。​つまり、​新しい​機能​を​実装​する​際​の​時間​と​コスト​が​削減​さ​れ​ます。​SkySafe​ソリューション​の​有効​性​の​鍵​は、​独自​の​革新​的​な​ソフトウェア​無線​アルゴリズム​に​あり​ます。

 

SkySafe​社​の​ド​ローン​防衛​システム​は、​NI​ブランド​の​Ettus Research USRP X310 SDR、​GNU Radio​の​オープン​ソース​ソフトウェア​コミュニティ、​および​柔軟​な​FPGA​フレーム​ワーク​の​RFNoC​を​使用​し​てい​ます。​USRP X310​は​適応​性​を​考慮​し​て​設計​さ​れ​て​いる​ため、​迅速​な​開発、​高い​適応​性、​および​低​電力​を​特長​と​する​モバイル​アプリケーション​に​最適​です。​SkySafe​社​最高​技術​責任​者​(CTO)​の​Scott Torborg​氏​は​次​の​よう​に​述​べ​てい​ます。​「ナショナル​イン​ス​ツル​メンツ​の​Ettus Research USRP X310​は、​オープン​性​と​未処理​RF​および​DSP​の​機能​を​備え​て​おり、​急速​な​進化​を​遂げる​ド​ローン​の​脅威​に​対抗​する​ため​の​ニーズ​に​応える、​唯一​の​市販​の​SDR​です。」

 

フォーム​ファクタ​と​高​耐久​化​の​問題​を​解決​する​ため、​SkySafe​ソリューション​は、​USRP X310​を​頑丈​な​車載​用​エン​ク​ロー​ジャ​に​再​パッケージ​し​てい​ます​(図​2​を​参照)。​環境​保護​と​システム​強化​について​は、​当初​より​SkySafe​社​の​設計​に​組み​込​まれ​て​おり、​NI​の​サポート​による​USRP X310​の​適応​は、​SkySafe​の​環境​要件​を​満たす​ため​の​鍵​となり​ま​した。

 

 

 

まとめ

ド​ローン​は​楽​しく​て​便利​な​技術​ですが、​こう​い​っ​た​画期的​な​技術​を​悪用​しよう​と​する​者​も​い​ます。​新しい​脅威​に対する​防衛​に​は、​技術​的​な​課題​と​規制​上の​課題​の​両方​が​伴​い​ます。​規制​が​進歩​する​につれ、​ド​ローン​防衛​の​開発​は​軍事​用途​に​絞​ら​れ​て​き​ます。​SkySafe​社​は、​USRP X310​と​オープン​ソース​ソフトウェア​によって、​急速​に​進化​する​脅威​と​フォーム​ファクタ​の​両方​の​要件​を​満たす​こと​を​実証​した​NI​の​SDR​技術​に​基​づ​い​た​高性能​システム​を​実現​しま​した。

図​1. ​ド​ローン​を​使用​した​USRP X310​テスト
図​2. ​NI​の​USRP X310​を​使用​した、​SkySafe​社​の​堅牢​な​ド​ローン​防衛​エン​ク​ロー​ジャ
図​3. ​軍用​車両​に​搭載​した​SkySafe​社​の​ド​ローン​防衛​システム