(原標(biāo)題:IROS 2016 | 森林小衛(wèi)士:一款能檢查樹洞的無人機(jī))
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。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,這個檢查過程在實驗室環(huán)境和真實森林中都測試過。