本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點
編者注:這是關於使用無人機技術在北蘇門答臘島的錫昆杜爾研究站附近搜尋猩猩的兩部分文章的第二部分。要閱讀第一部分,請點選此處。對於“猩猩的呼喚”系列的所有文章,請點選此處。
在我們的無人機(旨在幫助我們的團隊掃描森林以尋找猩猩巢穴)在從偵察任務返回途中失蹤後,一週過去了,野外工作人員每天外出搜尋網格,但沒有找到失蹤的無人飛行器(UAV)的蹤跡。因此,格雷厄姆·厄舍,蘇門答臘猩猩保護計劃(SOCP)的景觀專家,提出了一個新的計劃:用另一架無人機(同樣是天行者型別)搜尋失蹤的無人機。這次天氣晴朗,小型飛機很快就準備就緒,可以飛行了。
儘管有許多瑞士實習生在SOCP的創始組織Pan-Eco工作,但我還是被派去發射無人機。再次,我非常緊張,但因為之前成功發射過一次,至少我知道會發生什麼。在前一週差點撞到樹木後,發射點略微移動,所以我沿著一條土路向下投擲,兩側有一些漂亮的蕨類植物,如果出現問題,可以提供軟著陸。這一次,無人機的重量和力量沒有那麼令人驚訝,我設法將它從手中丟擲並立即升空。很快,無人機開始了20分鐘的飛行,飛越了上次任務丟失的區域。
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時間過得很快,我們圍在飛行控制監視器旁,仔細觀察,以確保類似的命運不會降臨到第二架無人機上。不久之後,它回來了,自動繞著我們發射的位置盤旋,電池還剩下 50% 以上可供著陸使用。我作為格雷厄姆“助手”的第二個任務是逐漸降低無人機的高度,以便他手動降落,我透過每次降低自動駕駛儀的高度 20 米來實現這一點。一旦無人機離地面大約 50 米,他就切換到手動控制,並將其降落,輕輕一震(並受到所有觀看者的普遍慶祝)。
幾分鐘後,格雷厄姆將朝下的 GoPro 相機的靜止照片顯示在監視器上,我們急切地掃描它們,在樹木中搜索丟失的無人機。令人驚訝的是,它很容易被發現。它整齊地位於樹冠頂部,我們可能永遠不會在地面以下的搜尋中看到它的位置。格雷厄姆使用相機的時鐘和距離來計算出準確的 GPS 座標,並找到一棵巨大的枯樹作為標記。然後,他派野外工作人員進入叢林,找回這架不幸的無人機。
當野外工作人員執行任務時,格雷厄姆設定了第二架無人機,它將攜帶更大的佳能 Cybershot 相機,設定為每五秒拍攝一張照片,以便獲得進行猩猩巢穴調查所需更高的解析度。這架無人機是MAJA,一個更大的機身,看起來非常方正,不是我見過的空氣動力學效能最好的裝置。然而,它顯然飛行效能不錯,並且有一個巨大的儲存艙,可以攜帶高達兩公斤的重量作為有效載荷。
重量基本上是限制不同無人機機身可用於哪些應用的關鍵因素。一旦你考慮了自動駕駛儀、電池和用於遠端控制裝置的接收器,對於較小的機身來說,剩餘的容量不多,因此較大的 MAJA 在這方面具有優勢。然而,這種額外的重量減少了它的飛行時間,也使我更難舉起它,所以在準備發射時,我有點擔心我是否能夠保持它的水平。然而,我們快沒時間進行完成 10 條樣帶所需的 3 次飛行,所以我真的沒有太多機會感到緊張,起飛前檢查就完成了,我站在土路上準備出發。
格雷厄姆警告我說,MAJA 會“因為發動機更大而拉力更大”,這絕對是真的。我幾乎失去了控制,並與巨大的機身搏鬥。再一次,我邁出五個快速的步伐並投擲。感覺發射不錯,無人機只是稍微晃動了一下以保持水平。但是,模型飛機看起來還不錯,只是懶洋洋地向左桶滾,然後直接衝進了跑道邊上的蕨類植物中!
這令人失望。實際上,我對此感到非常糟糕,即使每個人都向我保證發射和機身都很好(顯然它們可以承受比從 3 米高處墜落更猛烈的撞擊)。因此,經過一些小的維修後,我跑起來,投擲,飛機再次翻滾並卡在完全相同的蕨類植物叢中。總共,我嘗試了 4 次發射,我的手臂逐漸變得越來越累,我的投擲也越來越不穩,直到我被粗暴地從土堆上拉開。
“也許應該讓個子更高的人試試,”有人說,所以 SOCP 的生物多樣性監測主管 馬修·諾瓦克 介入了。作為六次發射(兩次成功)的老手,我覺得自己能夠對馬特的努力提供有見地的評論和分析:他比我高,這絕對有幫助,比我快得多,並且有一個更大的體格,使他能夠輕鬆地舉起無人機。所有這些因素都促成了我所描述的教科書般的發射。
然而,MAJA 再次在完全相同的地方墜入地面,表明存在某種機械問題,我們決定當天中止。
由於我們持續失敗,士氣低落,但野外工作人員帶著一週前最初的無人機凱旋歸來,讓我們都感到振奮。他們使用座標和標記,很快就在樹冠上方 25 米處找到了墜毀的無人機。幸運的是,它也靠近一個陡峭的山坡,他們爬上去,用一根長棍子將無人機捅了出來。
那麼它為什麼會墜毀呢?事實證明,我們發射地點上方的最終航點設定為 90 米(這應該足夠高了,但感測器和地形存在很大差異),因此無人機試圖在完成最後一次轉彎後立即下降到這個高度,在樹冠中短暫巡航,然後(相當)輕柔地落在樹上。機身仍然完好無損,儘管它在潮溼的環境中放置了一個多星期,但兩臺 GoPro 相機中的一臺仍然可以工作,格雷厄姆設法從另一臺相機中搶救出了資料。
我們將改裝無人機以攜帶佳能相機,並在下週最終完成猩猩巢穴調查!
總而言之,對我來說,幫助進行調查工作是一次具有挑戰性但又收穫頗豐的經歷。雖然無人機看起來像玩具,但實際上它們需要大量的裝置和技術知識才能飛行,更不用說處理進行科學研究所需的複雜調查方法了。這是我有幸參與的最令人興奮的專案之一,使用無人機只會提高我們以大大降低的成本收集重要的、高解析度的調查和監測資料的能力——不僅適用於印度尼西亞的猩猩研究,而且適用於各種分類群和棲息地。