这种无人机可给树木安装传感器,监测森林环境和生态变化

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这种无人机可给树木安装传感器,监测森林环境和生态变化


帝国理工学院研究人员发明了一种无人机,可以在树木上安装传感器,监测森林的环境和生态变化。


用于森林监测的传感器已经用于跟踪温度、湿度和光照的变化,以及动物和昆虫在其栖息地中的活动。它们也有助于探测和监测森林火灾,并提供有关气候变化和其他人类活动如何影响自然世界的宝贵数据。


然而,在大而高的森林中放置这些传感器是很困难的,而且爬树来安置传感器也有其自身的风险。


现在,伦敦帝国理工学院空中机器人实验室的研究人员开发出了一种无人机,可以在森林等杂乱的环境中,将装有飞镖的传感器射向几米外的树木上。无人机还可以通过接触或栖息在树枝上放置传感器。


研究人员希望这些无人机将来能被用来建立传感器网络,以增加森林生态系统的数据,并追踪像亚马逊雨林这样难以导航的生物群落。


首席研究员、帝国航空部航空机器人实验室主任米尔科·科瓦茨教授说:“监测森林生态系统可能很困难,但我们的无人机可以部署整个传感器网络,以提高环境和生态数据的数量和精度。我喜欢把他们看作是人工森林居民,他们很快就会监视生态系统,并提供我们保护环境所需的数据。”


无人机配备有摄像头,帮助识别合适的目标,以及一种智能材料,加热后可以改变形状发射飞镖,然后飞镖会粘在树上。它们也可以像鸟儿一样栖息在树枝上,自己收集数据,充当移动传感器。


研究人员在瑞士联邦材料科学与技术实验室(EMPA)和帝国理工学院西尔伍德公园(Silwood Park)的树木上测试了他们的无人机。


这些无人机目前由人控制:研究人员使用控制单元,通过摄像机镜头观察选择目标树并射击飞镖。下一步是让无人机实现自主,这样研究人员就可以在没有人类指导的情况下测试它们在密集森林环境中的表现。


合著者、美国航空部的安德烈法希纳(AndréFarhina)说:“在无人机能够定期在森林中使用之前,还有很多挑战需要解决,比如在人类和自动化任务之间实现谨慎的平衡,以便它们能够安全使用,同时又能适应不可预测的环境。”


研究报告的合著者、航空部的萨鲁亚·哈马扎博士说:“我们的目标是引入新的设计和控制策略,使无人机能够在森林环境中有效地运行。利用智能机制和新的传感技术,我们可以取代车载计算,并创建节能和性能更好的平台。”


参考文献:Sensor Delivery in Forests with Aerial Robots: A New Paradigm for Environmental Monitoring. IEEE IROS Workshop on Perception, Planning and Mobility in Forestry Robotics


A Passively Adaptive Microspine Grapple for Robust, Controllable Perching. In 2019 2nd IEEE International Conference on Soft Robotics (RoboSoft) (pp. 80-87). IEEE。


Unmanned Aerial Sensor Placement for Cluttered Environments. IEEE Robotics and Automation Letters, 5(4), pp.6623-6630。

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