lisak
6 лет назадОт роев дронов до древесных батарей - новые технологии революционизирует охрану окружающей среды
Понимание видов и экосистем Земли является чрезвычайно сложной научной задачей. Но с планетой в тисках ее шестого массового вымирания, это никогда не было более насущным приоритетом.
Чтобы раскрыть тайны природы, экологи обращаются к различным научным инструментам и приложениям. Иногда для этого мы даже перепрофилируем предметы домашнего обихода.
Но есть много более высокотехнологичных вариантов, доступных для изучения природного мира. Фактически, экология находится на пороге революции, все новые и новые технологии открывают все новые возможности для понимания природы и приложений для сохранения биоразнообразия.
Новое исследование, опубликованное в журнале Ecosphere, отслеживает прогресс этого технологического развития. Исследователями выделяется несколько примеров этих захватывающих достижений.
Крошечные датчики слежения
Электронная запись движения животных была впервые сделана радиотелеметрией УКВ в 1960-х годах. С тех пор еще больше видов, особенно дальних мигрирующих животных, таких как северные олени, буревестники и морские черепахи, отслеживаются с помощью GPS и других спутниковых данных.
Но наше понимание того, что влияет на движение животных и другие виды поведения, такие как охота, еще больше продвигается путем использования «био-каротажа», - оснащая самих животных миниатюрными датчиками.
В настоящее время разработаны многие типы миниатюрных датчиков, в том числе акселерометры, гироскопы, магнитометры, микрокамеры и барометры. Вместе эти устройства позволяют отслеживать движения животных с беспрецедентной точностью.
Теперь мы также можем измерить "физиологическую стоимость" поведения-то есть, работает ли животное особенно тяжело, чтобы добраться до места назначения или чтобы поймать свою добычу.
Кроме того, размещение траекторий движения животных в пространственно точных 3D-визуализированных (создаваемых компьютером) средах позволит экологам изучить, как особи взаимодействуют друг с другом и окружающей средой.
Эти устройства также могут помочь нам определить, изменяют ли животные свое поведение в ответ на такие угрозы, как инвазивные виды или модификация среды обитания. В свою очередь, это может сказать нам, какие меры по сохранению природы могут сработать лучше всего.
Автономные транспортные средства
Дистанционно пилотируемые транспортные средства, включая беспилотные летательные аппараты, теперь являются общей чертой нашего неба, земли и воды.
Помимо их более типичного рекреационного использования, экологи развертывают автономные транспортные средства для измерения окружающей среды, наблюдения за видами и оценки изменений во времени, все со степенью детализации, которая никогда ранее не была возможной.
Соединение автономных транспортных средств с датчиками (например, тепловизионными) теперь облегчает наблюдение за редкими, скрытыми или ночными видами. Это также потенциально позволяет нам ловить браконьеров с поличным, что может помочь защитить таких животных, как носорог, слоны и ящеры.
3D-печать
Несмотря на то, что 3D-печать была впервые начата в 1980-х годах, мы только сейчас начинаем осознавать потенциальные возможности использования технологии для экологических исследований.
Например, её можно использовать для изготовления дешевых, легких устройств слежения, которые могут быть установлены на животных. Или её можно использовать для создания сложных и точных моделей растений, животных или других организмов для использования в поведенческих исследованиях.
Био-батареи
Сохранение электронного оборудования, работающего на поле, может стать проблемой. Обычные батареи имеют ограниченный срок службы и могут содержать токсичные химикаты. Солнечная энергия может помочь с некоторыми из этих проблем, но не в тускло освещенных областях, таких как плантации в сердце тропических лесов.
«Био-батареи» могут помочь преодолеть эту проблему. Они превращают природные источники химической энергии, такие как крахмал, в электричество с использованием ферментов. «Подключение к деревьям» может позволить датчикам и другому полевому оборудованию работать в течение длительного времени дешево и в местах без солнца или доступа к электросети.
Комбинированная технология
Все описанные выше технологии расположены на протяжении от предыдущих (в настоящее время основных) технологических решений до инновационных, которые сейчас проходят испытания.
Развивающиеся технологии захватывают сами по себе, но в сочетании друг с другом они могут революционизировать экологические исследования.
Представьте себе исследовательские станции, оснащенные удаленными камерами и акустическими рекордерами, оснащенными маломощными компьютерами для распознавания изображений и животных, которые получают энергию от деревьев через био-батареи. Эти устройства могут использовать маломощную дальнодействующую телеметрию как для связи друг с другом в сети, потенциально отслеживая движение животных из одного места в другое, так и для передачи информации в исследовательский центр.
Также могут быть развернуты рои дронов, работающих вместе, чтобы отображать ландшафт и собирать данные по беспроводной сети, без приземления. Затем дроны могут передать данные в облачное хранилище, доступное из любой точки мира.
Эти достижения будут не только давать более точные данные исследований, но и свести к минимуму воздействие на виды и экосистемы в ходе этого процесса.
Это не только минимизирует стресс для животных и непреднамеренное распространение болезней, но также должно обеспечить более «естественную» картину взаимодействия растений, животных и других организмов.
