如果無人機(jī)想派上廣泛用途，它們要做的就不只是拍照。能夠抽取水樣的無人機(jī)或?qū)⒊蔀樾乱惠喪謩?dòng)型空中機(jī)器人的開路先鋒。
在內(nèi)布拉斯加林肯大學(xué)研發(fā)的無人機(jī)用一條長(zhǎng)管吸取測(cè)試水樣來檢測(cè)有毒海藻
帶有攝像頭或紅外傳感器無人機(jī)已經(jīng)得到農(nóng)民、警察機(jī)關(guān)和極限運(yùn)動(dòng)愛好者的青睞。目前工程師們正在對(duì)這個(gè)不只能進(jìn)行觀察的微型飛行器的各個(gè)版本進(jìn)行測(cè)試。
能夠俯沖到水面舀起水樣的樣機(jī)也在研發(fā)中，目的是幫助生態(tài)學(xué)家、石油工業(yè)等行業(yè)監(jiān)測(cè)石油泄漏或外來物種。一些樣機(jī)甚至能夠?qū)λ鸭降乃M(jìn)行初步分析。
位于北卡羅來納州羅利市的商用無人機(jī)公司PrecisionHawk正在幫石油業(yè)的幾位客戶對(duì)一臺(tái)取水樣無人機(jī)進(jìn)行測(cè)試。該公司采取水上飛機(jī)的形式，水上飛機(jī)的浮筒上裝有一個(gè)泵，能夠處理甚至充滿小蟲、泥淖和水藻的粘稠的沼澤水。水被吸入一個(gè)容器然后運(yùn)到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行石油泄漏跡象檢查。
“在加拿大北部和阿拉斯加，確實(shí)有數(shù)千個(gè)面積只有幾英畝的池塘和湖泊”，PrecisionHawk公司首席執(zhí)行官歐內(nèi)斯特·艾倫（ErnestEaron）說到?！耙胱哌^去或者坐小船去取水樣，幾乎是不可能的任務(wù)?！?/p>
艾倫表示，他的團(tuán)隊(duì)正在研究讓無人機(jī)攜帶光譜儀自行分析水體的可能性。這樣就不用在回實(shí)驗(yàn)室的路上耗盡能源了。
來自加州大學(xué)默塞德分校的工程學(xué)教授陳陽(yáng)泉（YangQuanChen）正在對(duì)一架帶有浮架的四軸無人機(jī)進(jìn)行測(cè)試，浮架會(huì)落在水面上收集樣本，之后樣本會(huì)被迅速送回實(shí)驗(yàn)室提取DNA和定序。
該測(cè)試的目標(biāo)是收集由植物、動(dòng)物或其他生物留下的、被稱為環(huán)境DNA或eDNA的物質(zhì)。對(duì)eDNA進(jìn)行分析，給出了一種監(jiān)測(cè)疾病和瀕?；蛲鈦砦锓N的方法。例如，這一技術(shù)被用來追蹤五大湖附近的外來亞洲鯉魚的數(shù)量。因?yàn)楦采w面積更廣，由無人機(jī)抓取水樣效率也更高，陳表示?！坝行┑胤绞切〈蜍囎拥讲涣说?，”陳教授說，“你根本去不了那里，所以只能用無人機(jī)?！?/p>
陳教授表示，他遇到的最大難題是想出一種方法來讓無人機(jī)落在流動(dòng)的水面上，或在惡劣的天氣下降落。機(jī)載傳感器會(huì)記錄陣風(fēng)，而軟件則相應(yīng)地調(diào)節(jié)推力。無人機(jī)能把水舀起來，但研究人員尚未從無人機(jī)所收集的水樣中測(cè)定eDNA的順序。
從長(zhǎng)期看，將高效的基因測(cè)定設(shè)備微型化，能夠讓無人機(jī)分析其自行采集到的樣本，來自加州大學(xué)戴維斯分校的遺傳學(xué)家、正在與陳教授進(jìn)行合作的邁克·米勒（MikeMiller）表示?！翱赡懿恍枰敲淳?，加州到處都會(huì)出現(xiàn)這樣的無人機(jī)，它們落入水中，迅速地測(cè)定所有DNA并將數(shù)據(jù)發(fā)回中心位置，”米勒稱。
來自內(nèi)布拉斯加林肯大學(xué)的計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程助理教授卡里克·德特威勒（CarrickDetweiler）正在研究一種類似的無人機(jī)并稱之為“聯(lián)合空中生態(tài)學(xué)家（Co-AerialEcologist）”。這種無人機(jī)用一米長(zhǎng)的吊管把水抽到飛機(jī)上，像吸管一樣。水被放進(jìn)飛機(jī)上的小瓶中后，無人機(jī)就能測(cè)量水樣的溫度或傳導(dǎo)性（鹽度的代表物）。
在內(nèi)布拉斯加州的一個(gè)大眾娛樂區(qū)域，德特威勒的無人機(jī)已經(jīng)從一連串的人造小湖中抽取了樣本進(jìn)行有毒水藻檢測(cè)。這項(xiàng)任務(wù)通常都需要一組工作人員用12至14個(gè)小時(shí)完成，但無人機(jī)可以在大約2小時(shí)內(nèi)完成。這架無人機(jī)還被用來在內(nèi)布拉斯加的航道中搜索外來斑馬貝的幼蟲。
德特威勒預(yù)計(jì)，不久后會(huì)出現(xiàn)更多手動(dòng)無人機(jī)。“今后五到十年內(nèi)的下一代交通工具將能夠真正地接近環(huán)境，比如取水樣或收集樹葉樣本”，他說。德特威勒已經(jīng)開始研發(fā)一種用機(jī)械臂摘取農(nóng)作物葉片的無人機(jī)，以確定植物的健康或判斷侵?jǐn)_玉米地的野草的確切種類。
陳教授希望這樣的無人機(jī)的價(jià)格能夠低到讓幾乎所有人都能用上。PrecisionHawk公司的水上飛機(jī)即使沒有取水樣裝置，也要16500美元。根據(jù)該公司的計(jì)劃，取水樣裝置可于今年晚些時(shí)候作為自選配件發(fā)售。對(duì)石油公司來說，這個(gè)價(jià)格很便宜，但對(duì)眾多環(huán)境組織或科學(xué)工作者來說仍然太貴了。
陳教授相信他的設(shè)計(jì)能讓取水樣無人機(jī)的價(jià)格達(dá)到僅1000美元。他設(shè)想，屆時(shí)生態(tài)學(xué)家甚至新聞工作者就能定期給水體取樣然后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室分析，從而實(shí)現(xiàn)新的環(huán)境監(jiān)督層面。“我們得讓它經(jīng)濟(jì)適用”，他說。
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