FFI har utviklet en sverm med angrepsdroner

Norge ligger lang fremme innen droneforskning. FFI har fått militære overvåkingsdroner og angrepsdroner til å samarbeide.

Dronesvermen Valkyrie tar av under Arctic Warrior Experiment 2023. Foto: Espen Hofoss

En overvåkingsdrone svever i lufta. Rundt den sirkler fire angrepsdroner.

I en kampvogn flere kilometer unna sitter en operatør. På kontrollstasjonen ser han det samme som overvåkingsdronen: et kjøretøy med fiendtlige styrker. 

Operatøren velger kjøretøyet som mål, armerer tre angrepsdroner og trykker på den røde knappen. 

Angrepsdronene styrer seg selv. De synkroniserer seg for å treffe samtidig fra ulike retninger. Få sekunder etter smeller dronene inn i målet i 100 kilometer i timen og detonerer.

Norge ligger lang fremme innen droneforskning. FFI har fått militære overvåkingsdroner og angrepsdroner til å samarbeide. I fjor høst ble svermen vist fram under teknologieksperiment LandX. 

Store framskritt

Siste utvikling i FFIs dronesverm Valkyrie ble i fjor høst vist fram under teknologieksperiment LandX. 

– Det siste året har det skjedd enormt mye, sier forskningsleder Rikke Amilde Seehuus.

FFI har jobbet i flere år med å utvikle svermen. De første årene jobbet de mest med autonomien - å få dronene i svermen til å fly, kommunisere og samarbeide. Så ble svermen videreutviklet for å drive med overvåking og målutvelgelse

Vinteren 2024 overtok Hæren en sverm med slike overvåkingsdroner for å teste ut disse operativt. Som en del av samarbeidet hold FFI brukerkurs for operatører i Forsvaret.  Svermen ble blant annet brukt under Nordic response og Arctic strike i mars 2024.

Jobber med å utvide systemet

I 2022 begynte forskerne å jobbe med en interceptordrone (avskjæringsdrone), som kunne heime og krasje inn i fiendtlige droner. Tanken var at det er billigere og enklere å stoppe en drone med en smartdrone, enn med ammunisjon.

Det er denne avskjæringsdronen som nå er videreutviklet til å jobbe i team med overvåkingsdronene som en angrepssverm. Operatøren styrer overvåkingsdronen. Angrepsdronene følger etter autonomt.

– Dette har vært en «bottom up» prosess fra forskningsmiljøet. Vi jobber med samarbeidende autonomi, altså hvordan kan farkoster kan jobbe sammen. Det å overføre mål fra overvåking til angrep er en sentral del av arbeidet, forklarer Seehuus. 

– Det er dyrt å putte overvåkingsutstyr og sensorer i angrepsdroner som uansett skal krasjes og ødelegges. Angrepsdroner og overvåkingsdroner har også helt forskjellige flyegenskaper for hver sin rolle. Vi tenkte det kunne være en god ide om en overvåkingsdrone fløy sammen med angrepsdronene.  Da spiller vi på de to systemenes styrker og svakheter, sier Seehuus. 

Neste steg vil være å teste grensene for systemet.

– Det finnes mange muligheter her, sier Seehus.

4X0A4673.jpg
Overvåkingsdroner og angrepsdroner fra FFIs sverm Valkyrie.

Økt rekkevidde og utholdenhet

Foreløpig er både overvåkingsdronene og angrepsdronene såkalte kvadrokoptere, med fire horisontale propeller som framdrift. 
Men droneforskerne har nå også begynt å jobbe med å putte sine algoritmer og programvare inn i en drone med faste vinger (fixed wing drone) som også kan ta av og lande vertikalt.

Droner med vinger vil gi svermen betydelig større rekkevidde og mer flytid.

– Det finnes mange muligheter her. Vi ved FFI kommer til å fortsette å videreutvikle prototypesystemer og kjerneteknologier som gjør at disse dronene kan samarbeide og brukes i militære anvendelser med enda mer smart funksjonalitet, sier Seehus. 

– Den siste milen i maratonløpet er å gjøre dette til et operativt system som soldatene i de operative avdelingene kan ha med seg. Dette er en viktig jobb. Alle som har løpt maraton vet at den siste milen ikke skal undervurderes.

Skal videreutvikle svermen

Forsvarets forskningsinstitutt (FFI) har inngått en lisensavtale med det norske teknologiselskapet Six Robotics for videreutvikling og kommersialisering av dronesvermen Valkyrie. Gjennom dette samarbeidet vil Six Robotics investere betydelige ressurser i å videreutvikle systemet og tilføre nødvendig kompetanse for kommersialisering.

– Vakyrie er en avansert teknologi for autonom styring av dronesvermer, med potensial til å løse komplekse oppgaver i krevende operasjoner. Samarbeidet med Six Robotics vil sørge for at denne teknologien videreutvikles til å møte praktiske og operasjonelle behov, sier Andre Pettersen, forskningsdirektør ved FFI.

Som en kommersiell partner vil Six Robotics rette innsatsen mot å gjøre Valkyrie til en operativ kapasitet, med fokus på skalerbarhet og robusthet. Gjennom et industrielt perspektiv og tett samarbeid med sluttbrukere vil selskapet bidra til å utvikle løsninger som kan anvendes i krevende scenarier.

Framtidens landkrig

Dronedemonstrasjonen var en del av FFIs arrangement LandX.
Her jobber en rekke ulike forskningsprosjekter fra FFI intenst med utvikling i halvannen uke, før de demonstrerer hva de har gjort for spesielt inviterte gjester fra forsvar og industri.

Fellesnevneren er ny teknologi for framtidens landstrid. 

FFI samarbeider tett med morgendagens kampenhet, Hæren og utvalgte industripartnere om arrangementet. Det er levert mye teknologi fra LandX-aktiviteter til Forsvaret de siste årene.

Det er levert mye teknologi fra LandX-aktiviteter til Forsvaret de siste årene.
Forskningsdirektør André Pettersen leder FFIs arbeid med innovasjon og industriutvikling. Han mener Forsvaret trenger flere innovasjonsaktiviteter som LandX.  

– Vi må ha struktur, kontinuitet og tilstrekkelig med ressurser i denne typen utviklingsarbeid. Vi trenger mer av Morgendagens kampenhet og flere innovasjonsaktiviteter hvor vi i sektoren jobber sammen om å utvikle og teste ny teknologi. Vi har oppskriften for å lykkes, vi må bare gjøre mer av det! sier Pettersen.

Et ubemannet kjøretøy og en CV90 panservogn foran FFIs arena for teknologisk eksperimentering. Høst. Grø himmel. Røde bygninger i bakgrunnen.
Ubemannede enheter og situasjonsforståelse var nøkkelord under LandX 2024.

Her er noe av det FFI viste frem på demonstrasjonsdagen under LandX 2024;

Droneradar på våpenstasjon

Her har FFI jobbet sammen med Kongsberg Discovery Seatex med å utvikle en droneradar. Nå skal droneradaren integreres med Kongsbergs fjernstyrte våpenstasjon for å kunne engasjere droner på en kostnadseffektiv måte. Under LandX var våpenstasjon med droneradar plassert på et ubemannet kjøretøy.

Fordelen med radar er at den den er meget god på å finne droner og at den overvåker et stort område kontinuerlig. I tillegg har våpenstasjonen termisk kamera og daglyskamera. All informasjon blir fusjonert til ett situasjonsbilde for operatøren.

Når operatøren har valgt et mål, i dette tilfellet en drone, skal våpenstasjonen klare å følge målet til tross for rekyl når det skytes. For å få til det må vi har tett integrering mellom sensorer, radar og våpensystem. LandX var første test av denne integrasjonen.

Ubemannede kjøretøyer

FFI jobber med hvordan ubemannede kjøretøyer (UGV) kan samarbeide med bemannede vogner som CV90. Det er en rekke praktiske og tekniske problemer som må løses før ubemannede kjøretøyer kan brukes i kamp.

Helt autonome kjøretøyer er ikke modne nok for manøverenheter i kamp. Per i dag passer de best til logistikk og transport. Skal de brukes taktisk, må de kjøres i terreng. FFI ser derfor på hvordan menneskelige operatører best kan fjernoperere UGVer.

Problemet er at vanlige fjernstyringsmekanismer ofte har et dårlig kamerabilde når du skal styre UGVen. Det er vanskelig å se hvor du kan kjøre UGVen uten å sette deg fast. Dessuten krever det mye nettverkskapasitet for å overføre video fra UGV til kontrollstasjonen.
Derfor har forskerne laget en ny kontrollstasjon der UGVen kjører i et statisk kart over område - under LandX et 3D-kart som ble generert av droner. Dette kartet suppleres med lidardata som UGVen selv henter inn. Lidar er en sensor som måler avstand til objekter i omgivelsene). Disse dataene tolkes om til et «farbarhetskart». Områder som er uegnet for kjøring, blir visualisert i kartet.

SivLandX24OrangeMesh.png
Data fra en lidar viser soldaten som styrer UGVen hvor det går an å kjøre. Ligg unna røde områder.

Sensorfusjon

Situasjonsforståelse er et nøkkelord i moderne krigføring. LandX har siden starten tatt for seg hvordan vi kan mate informasjon fra ulike sensorer inn i ot oversiktlig bilde. 

FFI har utviklet «Fjernsyn» - et system for å dele sensordata. 

Under LandX24 ble følgende sensorer brukt.

  • Akustiske sensorer. Gode til å oppdage droner.
  • Skuddeteksjon, basert på mobiltelefoner.
  • Elinor: en FFI-utviklet sensor som detekterer og klassifiserer radar og radio.
  • Ubemannet kjøretøy med våpenstasjon. Våpenstasjonen har både radar, daglyskamera og infrarødt kamera.
  • Pan-tilt-zoom kamera for å zoome inn på objekter av interesse.
  • Biologisk sensor. En hund med vest, kamera og kommunikasjonsutstyr, fjernstyrt av hundefører.
  • FFIs dronesverm med kamera.
  • Diverse daglyskameraer og termiske kameraer.
  • Radar.
4X0A4622.jpg
Hærens nye «biologiske sensor», med kamera og kontakt med operatør via hjelmen.