過 去七年來，美國馬里蘭大學(xué)(University of Maryland)先進(jìn)計(jì)算機(jī)研究所客座教授Tom Snitch一直致力于研究概率性時(shí)空模型，利用他手邊可接觸到的各種數(shù)據(jù)類型以及多種變量，希望能為監(jiān)視用無人機(jī)定義出最佳飛行路線，使其得以擴(kuò)展至更 多的應(yīng)用以及更有效率地執(zhí)行任務(wù)。
Snitch的工作結(jié)合使用大數(shù)據(jù)(歷史數(shù)據(jù)和各種衛(wèi)星成像資源)，從伊拉克和阿富汗戰(zhàn)爭期間就開始了，當(dāng)時(shí)他嘗試預(yù)測路邊簡易爆炸裝置(IED)的風(fēng)險(xiǎn)，然后派出監(jiān)視無人機(jī)(UAV)，檢查在他的算法中產(chǎn)生的熱點(diǎn)。
Snitch透露，“很多時(shí)候，透過派遣無人機(jī)飛抵預(yù)測性算法指示的熱點(diǎn)地區(qū)，我們能夠在美國軍|隊(duì)衛(wèi)兵采取特定行動(dòng)之前幾個(gè)小時(shí)看到有人在放置IED，甚至還能回播視訊追蹤放置IED的人回到生產(chǎn)該爆炸裝置的炸|彈工廠。”
這種智能工作當(dāng)時(shí)并未大肆公開宣傳，但對(duì)于防止非法盜獵非洲的大象與犀牛應(yīng)該很有效果。Snitch指出，他的概率性時(shí)空模型經(jīng)過調(diào)校后當(dāng)然可以用來阻止盜獵者接近其目標(biāo)。
去 年，Snitch和他的同事們發(fā)表了一篇論文，文中介紹一種基于反盜獵引擎(簡稱APE)的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)型行為模型。這種算法整合了動(dòng)物活動(dòng)的行為模式，并根 據(jù)歷史數(shù)據(jù) (來自野生動(dòng)物保護(hù)區(qū)管理員的觀察結(jié)果)建模了盜獵者的行為，能為空中的無人機(jī)和地面的巡邏士兵提供大量的飛行路徑協(xié)同數(shù)據(jù)集，從而最有效地保護(hù)動(dòng)物，并 在盜獵者采取任何行動(dòng)之前加以阻攔。
基于反盜獵引擎的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)型行為模式
“我們?cè)谀戏鞘占硕嗄甑膶氋F資料，并在研究這些資料的基礎(chǔ)上確定了數(shù)學(xué)模式，”Snitch解釋，“因?yàn)橐恍┍Ｗo(hù)區(qū)的范圍非常廣泛，無人機(jī)可能飛上一個(gè)月都見不到任何東西。因此，問題的關(guān)鍵在于設(shè)法減少覆蓋的范圍。”
因此，透過從觀光旅游、過去的盜獵事件、陷阱或動(dòng)物尸體等資料的大量分析，同時(shí)從地圖上去掉動(dòng)物可能很少去的區(qū)域(基于地形的理由，或在特定月份沒有水坑等原因)，研究人員就能夠設(shè)計(jì)出正確的動(dòng)態(tài)數(shù)學(xué)模型。
“過 去兩年來，我們已經(jīng)在林白基金會(huì)的‘空中牧羊人計(jì)劃’(Lindbergh Foundations Air Shepherd initiative)指導(dǎo)下對(duì)南非的一些私人保護(hù)區(qū)開展APE測試了。只要我們?cè)谝吧鷦?dòng)物保護(hù)區(qū)操作無人機(jī)，盜獵活動(dòng)就會(huì)馬上停止，”Snitch指 出。
利用無人機(jī)建模收集地理數(shù)據(jù)
這種監(jiān)控?zé)o人機(jī)配備一套GPS以 及兩個(gè)安裝在陀螺穩(wěn)定云臺(tái)系統(tǒng)的可變焦攝影系統(tǒng)(分別針對(duì)可見光和紅外線)。在夜里，即使距離很遠(yuǎn)也非常容易地探測到游客或盜獵者的熱特征。而在白天，無 人機(jī)可以沿著保護(hù)區(qū)邊界飛行，以便辨識(shí)防護(hù)漏洞(只需數(shù)分鐘的時(shí)間，而開車巡邏則得在顛簸的道路上行駛幾個(gè)小時(shí))，無人機(jī)操控人員還可以一邊偵測動(dòng)物一邊 收集地理數(shù)據(jù)。
未來，Snitch還想利用圖像處理技術(shù)自動(dòng)收集動(dòng)物存在的數(shù)據(jù)。但他指出，“其挑戰(zhàn)在于如何為放置在灌木叢中的筆記本電腦配置足夠強(qiáng)大的運(yùn)算能力。”
無人機(jī)操作人員正在操控?zé)o人機(jī)
根據(jù)上述這些結(jié)果，南非國家公園(SANPark)宣布，這些UAV解決方案現(xiàn)在已經(jīng)成為打擊在克魯格國家公園(Kruger National Park)盜獵犀牛的有效策略之一。
林 白基金會(huì)也啟動(dòng)了‘空中牧羊人’群眾集資運(yùn)動(dòng)，旨在籌集50萬美元的資金，以一年的時(shí)間在克魯格國家公園完成防盜獵計(jì)劃建置，并在第二年進(jìn)一步擴(kuò)展到另外 7個(gè)非洲國家(僅在2010-2013的4年間，非洲估計(jì)就有10萬頭大象被獵殺)。籌募到的資金將用于購買無人機(jī)，以及培訓(xùn)更多的巡邏人員。
基于這個(gè)充分的理由，Snitch計(jì)劃向有意愿進(jìn)一步開發(fā)這項(xiàng)反盜獵策略的非洲大學(xué)免費(fèi)提供APE授權(quán)，協(xié)助學(xué)生們收集合適的資料并針對(duì)其當(dāng)?shù)匚锓N調(diào)整算法。
Snitch 表示，他的概率性時(shí)空模型還可以讓無人機(jī)用于許多其它目的，例如對(duì)付非法伐木、調(diào)查糧食作物病蟲害的傳播及其發(fā)生來源(根據(jù)植物高光譜特征、動(dòng)物活動(dòng)以及 風(fēng)場類型等)，甚至尋找在國家公園中迷途者(據(jù)估計(jì)，美國國家公園中每年都有幾十位的背包客迷途，因此可透過該模式提供足夠的數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)協(xié)尋功能)。
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