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森林小衛(wèi)士：一款能檢查樹洞的無人機(jī)

2016-10-14 14:45 性質(zhì)：轉(zhuǎn)載 作者：楊波 來源：雷鋒網(wǎng)
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眾所周知，森林是地球之肺。森林中綠色植物的光合作用，不僅能將太陽能轉(zhuǎn)化成各種各樣的有機(jī)物（森林每年提供28.3億噸有機(jī)物，占陸地植物生產(chǎn)有機(jī)物...

　　眾所周知，森林是地球之肺。森林中綠色植物的光合作用，不僅能將太陽能轉(zhuǎn)化成各種各樣的有機(jī)物（森林每年提供28.3億噸有機(jī)物，占陸地植物生產(chǎn)有機(jī)物總產(chǎn)量53億噸的53. 4%），還能吸收大量二氧化碳，釋放出氧氣，這維系了大氣中二氧化碳和氧氣的平衡，凈化了環(huán)境。因此，保持森林系統(tǒng)的生態(tài)平衡非常重要。

鮮為人知的是，樹木身上存在著各種各樣的小洞，這些洞洞是包括鳥類、甲殼蟲和一些小型哺乳動物在內(nèi)的動物們的家，它們不僅可以為小動物們遮風(fēng)擋雨，還是筑巢和繁衍后代的最佳地點(diǎn)。但是，如果那些帶有樹洞的樹木沒有什么經(jīng)濟(jì)價值的話，通常就會被移植到別的地方去。這么一來，那些非常依賴于樹洞的物種便瀕臨滅絕。所以，我們需要采取更好的方法來保護(hù)那些對樹洞有著更強(qiáng)依賴性的物種。

進(jìn)行有效保護(hù)的前提之一，就是要更好地了解有關(guān)樹洞的一切。但是，從目前看來，針對樹洞的大型研究太少了，同時，那些細(xì)節(jié)數(shù)據(jù)的收集又非常燒錢。

　　近日，來自瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院（ETH）的 Kelly Steich, Mina Kamel, Paul Beardsley, Martin Obrist, Roland Siegwart 和Thibault Lachat 組成了一支強(qiáng)大的研究團(tuán)隊，他們專注于尋找所有樹洞里最常見的一種——啄木鳥的洞。這些洞的開口大概有三到十二厘米，空落落的，還很深。

如上圖所示所示，ETH 研發(fā)的系統(tǒng)基于一個配備了控制器的 Mricro Aerial Vehicle (MAV) ，這樣它就可以對這些樹洞進(jìn)行近距離的檢查，并且對它們進(jìn)行3D重構(gòu)。MAV 身上配備了一個視覺慣性感應(yīng)器，一個深度攝像機(jī)以及一個安裝在末端器上的平行的、帶有微型立體驅(qū)動攝像機(jī)的控制器。

　　在沒有人為參與的情況下，這個系統(tǒng)可以識別樹洞并對其內(nèi)部發(fā)生的生物活動進(jìn)行追蹤。在用戶通過Graphical User Interface （GUI）確認(rèn)樹洞的存在后，檢查過程就開始了。目前，這個檢查過程在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境和真實(shí)森林中都測試過。

如果您對這個研究項(xiàng)目感興趣的話，可以猛戳 ETH 團(tuán)隊的研究論文《Tree Cavity Inspection Using Aerial Robots》。這篇論文發(fā)表在了 IROS 2016 智能機(jī)器人與系統(tǒng)國際會議上。

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