无人机如何改变 Duke Forest 及其他地区的研究

快速阅读: 据《今日杜克大学》称，杜克森林为教学和研究提供无人机飞行场地，支持多种科研项目。研究人员利用无人机收集数据，如激光雷达和热成像，应用于生态监测和机器人技术发展。杜克森林不仅是培训基地，还推动无人机技术的全球进步。

由泰勒·吉布森撰写，杜克森林管理部门

随着无人机技术的快速发展，研究人员越来越多地使用这些飞行工具，在传统工具和人眼无法触及的地方收集数据。轻便、灵活且配备先进传感器的无人机，从其独特的视角获得了新的洞察。杜克森林为批准的教学和研究活动提供了两个授权飞行地点，这里不仅在字面上充满活动，在隐喻意义上也是如此。杜克环境学院的海洋机器人与遥感实验室（MaRRS）研究人员经常在布莱克伍德分区飞行。这个位置为训练和测试提供了理想的条件：开放的研究场地旁边是混合树冠和管理良好的短叶松林。MaRRS 实验室成员必须完成规定的最低飞行小时数，以提高他们的驾驶技能并在全球研究探险之前验证设备。

我们跟随博士生布兰登·黑斯和研究技术员利比·怀特进行了两次练习飞行，以了解更多关于他们的工作。利比和布兰登带着鲍泽无人机一同起飞，鲍泽是一架大疆 Matrice 350 RTK 无人机，具备多种传感器负载的增强飞行能力。正如它的名字所暗示的（如果你熟悉超级马里奥），鲍泽是机队中的主力，能够携带激光雷达、热成像和光学传感器，满足多样化的数据采集需求。利比和布兰登在控制器上查看鲍泽的飞行状态。无人机控制器上显示的飞行路径。鲍泽，一架配备激光雷达传感器的大疆 Matrice 350 RTK 无人机。

在即将前往泰国的旅途中，布兰登将驾驶鲍泽飞越森林冠层，捕捉高分辨率的激光雷达数据，并将其与过去二十年的卫星数据进行比较。这些数据将用于测量大象对森林结构随时间变化的影响。为了准备这次旅行，布兰登用鲍泽记录了飞行小时数，并在练习中进行了八字形等空中机动操作，使用的是一架更小、更灵活的小米桃 DJI Mavic 3 Enterprise 无人机，配备有 RGB 可见光相机。

“拥有杜克森林作为我们实验室在杜克主校区附近的地点和资源，极大助力了我们实验室的工作，”利比说。“对我来说，森林是测试项目的方法并尝试新的数据收集方式的理想空间。”其中一种新方法是利用热成像技术统计和监测杜克森林中的白尾鹿种群。通过无人机收集这些数据将补充已经使用的传统方法，例如森林每年冬季在年度鹿群减少计划完成后进行的灯光巡检。

在达勒姆分区的森林中，普拉特工程学院的通用机器人实验室也经常进行测试飞行。他们的研究解决了无人机技术的一个主要局限性：在复杂的自然条件下自主导航并与其它无人机协作。在这种具有挑战性的环境中工作的多无人机系统将支持搜索与救援、灾害应对和农村物流等关键应用。博士候选人拉维·帕克什（左）和通用机器人实验室研究员尼尔斯·罗伊德（右）。两架无人机准备在日落时起飞。

“杜克森林对我们项目来说是一个极为宝贵的资源，”通用机器人实验室的研究员尼尔斯·罗伊德说。“像森林这样的自然环境使系统能够在真实的户外环境中有效运作，让我们更接近实际可部署的解决方案。”

通过创建自主系统，研究人员旨在将无人机从被动工具转变为多功能合作者。这种转变将促进在不适合人类监控或操控飞行的环境中开展的研究项目和情况监测。随着无人机技术的进步，杜克森林成为创新、研究应用和飞行培训的试验场。学到的经验将超越三角洲地区的森林，造福全球的研究以及无人机技术的发展。

附注：杜克森林禁止娱乐用途的无人机飞行。无人机仅限于批准的教学和研究活动。

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