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蜜蜂和無人機如何聯手尋找地雷

發布時間:2021/3/31
  蜜蜂的優點中,您可能不知道的是它們探測炸彈的訣竅。
  由于它們可以用觸角吸收爆炸物的氣味,克羅地亞等國家的研究人員花費了數年的時間完善了如何將蜜蜂用作地雷定位器。
  但是有一個問題。當昆蟲在一個被雷區污染的地方歡樂地搖曳時,對人類來說很難追蹤它們的去向,尤其是因為在雷場上追趕蜜蜂并不是一個好主意。
  那就是無人機的來源。波斯尼亞和黑塞哥維那以及克羅地亞的一個團隊提出了一種使用無人機來監視蜜蜂工作的方法。無人駕駛飛機飛來飛去,捕捉昆蟲的鏡頭,然后由計算機對其進行分析,以發現地雷可能隱藏在地面的什么地方。
  幾十年前發生在戰爭中的地雷繼續在世界許多地方構成致命威脅。在1990年代的巴爾干戰爭期間,成千上萬的人被種下了,許多人今天仍然生活著。
  波斯尼亞和黑塞哥維那估計有80,000枚地雷,克羅地亞則大約有30,000枚。清除設備被視為一項長期,艱巨的任務,沒有簡單的解決方案。但是技術創新仍然可以有所作為。
  2017年11月20日,在波斯尼亞和黑塞哥維那薩拉熱窩林地的雷區中看到一個“死亡危險”標志。
  波斯尼亞和黑塞哥維那巴尼亞盧卡大學的弗拉基米爾·里索耶維奇(VladimirRisojevi?)說:“我們希望將人類排除在潛在危險之中,并嘗試使用無人機?!?br />   以前,另一個研究人員團隊已經磨練了一種在地雷探測中訓練蜜蜂的方法。他們通過讓蜜蜂將TNT的氣味與食物(一種糖溶液)相關聯來實現這一目標。
  在野外,受過訓練的蜜蜂往往聚集在埋有地雷的地方附近,以期尋找食物。
  這種努力已經進行了很多年,但是Risojevi?教授說,他和他的團隊意識到,計算機可以通過自動分析探雷蜂的鏡頭來幫助他們,以便繪制其活動并更容易地定位地雷。
  即使這被證明是棘手的。
  他說:“對于人類觀察者來說,很難在這段錄像中找到這些飛行中的蜜蜂,更不用說計算機視覺系統了?!?br />   “有時候我以為我們為這樣做而瘋狂,但是我對我們獲得的結果感到驚喜?!?br />   該團隊從無人機拍攝的室外區域開始,在它們上面疊加了“合成蜂”-模糊的灰色斑點,放大了整個場景。
  當他們設法使人工合成的蜜蜂與真實蜜蜂的鏡頭看起來無法區分時,研究小組轉向了一種機器學習算法,并對其進行了訓練,以準確地檢測并跟蹤屏幕上的斑點。
  在最近發表的一篇論文中描述的測試中,該算法證明了跟蹤這些數字蜜蜂的準確性超過80%。
  然后,研究人員帶到一個雷區,一個安全的雷區,在克羅地亞排雷行動中心的未公開地點埋有真實但已融化的地雷,以查看該系統在真實條件下的運行情況。
  測試結果的細節尚未發表在學術論文上,但里索耶維奇教授說,蜜蜂聚集的位置與測試地點已知地雷的位置之間存在很強的相關性。
  目前,該系統通過使用編程為沿著預定路線飛行的無人機來工作,縱橫交錯雷區,同時捕獲蜜蜂嗡嗡作響的鏡頭。對素材的分析隨后揭示了蜜蜂聚集的位置。
  Risojevi?教授說,在充滿危險,活躍地雷的地方使用這種方法可能還需要幾年時間。但是,他認為它可以補充其他排雷技術。在已經用于排雷的技術工具中,包括帶有內置探地雷達的手持式金屬探測器。
  即使借助這樣的技術,排雷團隊也很難確定他們是否已從受污染的地區清除了每一個地雷。蜜蜂和無人機可以隨后進行檢查,例如確認沒有遺漏。
  “良好的技術創新可以幫助……劃定邊界并確認危險區域確實很有幫助,”紐約佩斯大學的馬修·布雷·博爾頓說,《政治雷區:反對自動殺戮的斗爭》一書的作者說。
  但是,他補充說,雷場問題沒有快速解決的辦法。通常,政治爭執和資源匱乏意味著通關項目可能停滯不前,無論有什么技術可以提供幫助。另外,在也門等國家,至今仍在種植地雷。
  Risojevi?教授希望,盡管有障礙,但他的團隊的系統有一天將有助于對克羅地亞或波斯尼亞和黑塞哥維那等國的雷場進行凈化。
  并且可能還有其他應用程序。
  近年來,計算機視覺研究人員已經開發出了能夠跟蹤和追蹤野外昆蟲的實驗系統。Risojevi?教授及其團隊建議,這樣的工具有一天可以監控傳粉媒介。這些昆蟲,包括蜜蜂,對農作物和生態系統的健康至關重要,但其數量最近一直在下降,這主要是由于人類活動造成的污染。
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