راه حل فنی که عملیات پهپادها را بسیار دوستدار حیات وحش می کند

توسط دانشگاه علم و صنعت نروژ

ویرایش شده توسط لیزا لاک، بررسی توسط اندرو زینین

این مقاله با توجه به روند و سیاست‌های ویرایشی Science X بررسی شده است. ویراستاران ضمن اطمینان از اعتبار محتوا، ویژگی های زیر را برجسته کرده اند:

تابستان امسال، اخبار نروژی چندین داستان (به زبان نروژی) در مورد ساکنان لوفوتن که از سر ناامیدی محض به هواپیماهای بدون سرنشین شلیک کردند، گزارش کرده است. اما همه افرادی که در معرض هواپیماهای بدون سرنشین هستند، تفنگی برای دفاع از خود ندارند.

کن هلرود، سرمهندس و دانشجوی دکترا در دانشگاه علم و صنعت نروژ (NTNU) در جیویک می‌گوید: «گزارش‌هایی مبنی بر نمونه‌های متعددی از پرندگان شکاری وجود دارد که به هواپیماهای بدون سرنشین حمله می‌کنند. زمانی که در حال جمع‌آوری داده‌ها هستیم، اغلب مشاهده می‌کنیم که پهپادها به سرعت توجه زیادی را از حیات پرندگان در منطقه به خود جلب می‌کنند.»

همچنین به خوبی مستند شده است که هواپیماهای بدون سرنشین می توانند پرندگان لانه ساز را از لانه خود دور کنند. در نتیجه، این محقق معتقد است که شکی نیست که پهپادهای پرنده می توانند منبع بالقوه اختلال در حیات وحش باشند.

با این حال، موسسه نروژی برای تحقیقات طبیعت (NINA) گزارش می دهد که استفاده از پهپاد به دانشمندان اجازه می دهد تا پرندگان دریایی را با مزاحمت بسیار کمتری نسبت به قبل بررسی کنند. این امکان پذیر است زیرا خلبانان پهپاد NINA دانش عمیقی از حیات وحش در مناطقی که در آن پرواز می کنند و درک کاملی از رفتار گونه ها دارند.

هلرود می گوید: «ما قادر خواهیم بود ابزارهایی را با چارچوب خود ایجاد کنیم که به خلبانان پهپاد این دانش را در زمان واقعی می دهد.

امروزه پهپادها به طور معمول در همه چیز از کشاورزی و مدیریت جنگل گرفته تا بازرسی زیرساخت ها استفاده می شوند. علاوه بر این، حدود 457000 نروژی صاحب یک یا چند پهپاد هستند.

هلرود می‌گوید: «این استفاده از پهپادها دستورالعمل‌های خوبی برای جلوگیری از آسیب‌های انسانی و مادی به ما داده است. اما بهترین راه برای محافظت از «ایمنی زیست‌محیطی» هنوز نامشخص است.

درست است که پرواز هواپیماهای بدون سرنشین در بسیاری از مناطق حفاظت شده ممنوع است. در خارج از مناطق حفاظت‌شده، دستورالعمل‌ها بیان می‌کنند که باید «اطمینان حاصل کنید که پرواز هواپیماهای بدون سرنشین باعث ایجاد مزاحمت برای پرندگان یا حیات‌وحش در منطقه‌ای که در حال پرواز هستید، نباشد».

اما اینکه چگونه این امر در عمل تضمین می شود کاملا روشن نیست.

هلرود می‌گوید: «بسیاری از اکوسیستم‌های آسیب‌پذیر در حال حاضر از طریق مناطق ایمنی استاتیک و تا حدی خودسرانه در برابر هواپیماهای بدون سرنشین محافظت می‌شوند. اما میزان مزاحمت محیط‌زیست شما به عنوان خلبان هواپیمای بدون سرنشین در واقع به همه چیز بستگی دارد، از نوع هواپیمای بدون سرنشینی که در حال پرواز هستید تا گونه‌های موجود در منطقه و نحوه واکنش آنها به الگوی پرواز شما.

به عنوان مثال، تحقیقات نشان می‌دهد در حالی که اردک‌ها واکنش قابل توجهی به پهپادهایی که از ارتفاع 30 متری (98 فوتی) عبور می‌کنند، نشان نمی‌دهند، پنگوئن‌های پادشاه افزایش قابل توجهی در ضربان قلب را تجربه می‌کنند.

گونه های مختلف نیز نحوه پرواز یک پهپاد را کاملا متفاوت تجربه می کنند.

این محقق می گوید: "نحوه حرکت پهپاد در رابطه با یک حیوان تفاوت زیادی ایجاد می کند. آیا از پایین، از بالا یا در همان ارتفاع نزدیک می شود؟ کاپرکایلی که زمان زیادی را روی زمین می گذراند، نسبت به پرندگان مهاجر کوچکتر و پرندگان شکاری واکنش بسیار متفاوتی نسبت به یک الگوی پرواز خاص نشان می دهد."

هلرود همچنین سایر عوامل مرتبط مانند اندازه پهپاد، میزان نویز و محدوده فرکانسی که در آن کار می کند را برجسته می کند.

او می‌گوید: «تحقیقات زیادی قبلا در مورد این موضوعات انجام شده است. تنها مشکل این است که تحقیقات به طور جداگانه به عوامل مختلف می‌پردازد».

به عبارت دیگر، تحقیقات کمی در مورد ارتباط بین نوع هواپیمای بدون سرنشین، نحوه پرواز، واکنش حیوانات در سطح فردی و پیامدهای زیست محیطی ترافیک پهپادها در دراز مدت در دسترس است.

لیژن هوانگ می گوید و این زمانی مشکل ساز می شود که هدف شما شبیه سازی اثرات زیست محیطی بالقوه پرواز پهپاد به صورت دیجیتالی باشد.

هوانگ استاد دپارتمان ساخت و مهندسی عمران NTNU است و بر تحقیقات دکتری هلرود نظارت می‌کند که در نهایت به یک ابزار شبیه‌سازی برای خلبانان پهپاد منجر می‌شود.

هوانگ می گوید: "برای شبیه سازی چیزی، ابتدا باید بدانید که چه چیزی را شبیه سازی کنید. چارچوبی که ما ایجاد کرده ایم به ما امکان می دهد دانش موجود را ترکیب کنیم و از بسیاری جهات به این سوال پاسخ دهیم."

به طور خلاصه، چارچوبی که به طور مفصل در مقاله منتشر شده در مجله Drones توضیح داده شده است، امکان ترجمه دانش اکولوژیکی به داده های فنی عینی را فراهم می کند. این داده‌ها به نوبه خود می‌توانند مستقیما توسط مهندسان هنگام توسعه الگوریتم‌ها و فناوری شبیه‌سازی برای پرواز پهپادها استفاده شوند.

یک کاربرد احتمالی برای ابزارهای شبیه‌سازی مانند این، ادغام آن‌ها در یک نقشه تعاملی است که آشنایی کامل خلبانان پهپاد را با منطقه‌ای که در آن کار می‌کنند آسان‌تر می‌کند.

هلرود می‌گوید: "ما نقشه‌ای پویا را تصور می‌کنیم که بر اساس احتمال یافتن گونه‌های مختلف در یک منطقه معین در زمان‌های مختلف سال به‌طور مداوم به‌روزرسانی می‌شود. این نقشه همچنین می‌تواند به شما بگوید که چگونه باید پرواز کنید، آیا زمان لانه‌سازی است یا شرایط دیگر به این معنی است که باید مراقبت ویژه‌ای داشته باشید."

با استفاده از این سرویس، شما همچنین می توانید مشخص کنید که از چه پهپادی استفاده می کنید تا دستورالعمل ها با مدل خاص شما تطبیق داده شود. زیرا پهپاد فقط یک پهپاد نیست.

محقق می گوید: "در کشاورزی، ما اکنون پهپادهایی با ظرفیت بار تا 100 کیلوگرم (220 پوند) داریم. ناگفته نماند که چنین ماشینی بر محیط اطراف کاملا متفاوت از پهپادهای کوچکی که اغلب افراد خصوصی را در حال پرواز در اطراف آنها می بینید، تأثیر می گذارد. ما در مورد یک منظره صوتی صحبت می کنیم که بیشتر شبیه تصویر یک هلیکوپتر است.

در ابتدا، این ابزار برای صنعت جنگلداری و کشاورزی در نظر گرفته شده است. با این حال، محققان هیچ چیز را مانع از در دسترس قرار گرفتن آن در نهایت برای افراد خصوصی نمی بینند.

به این ترتیب، گردشگران هواپیماهای بدون سرنشین در لوفوتن ممکن است در نهایت بتوانند در طبیعت به گونه‌ای حرکت کنند که حیات پرندگان و صبر محلی را به چالش نکشند.

کن هلرود و همکاران، چارچوبی عوامل – پاسخ‌ها – پیامدها برای ارزیابی تأثیرات حیات وحش سیستم‌های هوایی بدون خدمه: بررسی سیستماتیک، هواپیماهای بدون سرنشین (2026). DOI: 10.3390/drones10040298

ارائه شده توسط دانشگاه علم و صنعت نروژ

لیسانس تاریخ هنر، کارشناسی ارشد فرهنگ مادی. سردبیر سابق موزه، پیراپزشک و هماهنگ کننده پیوند. ویرایش برای Science X از سال 2021. نمایه کامل →

فوق لیسانس فیزیک با تجربه تحقیق. علاقه مندان به اخبار علمی طولانی مدت. نقش کلیدی در موفقیت سرمقاله Science X ایفا می کند. نمایه کامل →