無人機的應用領域正逐漸擴大，除了空中拍攝與偵察以外，結(jié)合大數(shù)據(jù)(big data)還能更進一步深入動物或森林保護區(qū)對抗盜獵與濫墾濫伐、偵測糧食作物生長以及尋找迷途者等許多其他目的。
過去七年來，美國馬里蘭大學(University of Maryland)先進電腦研究所客座教授Tom Snitch一直致力于研究概率性時空模型，利用他手邊可接觸到的各種資料類型以及多種變數(shù)，希望能為監(jiān)視用無人機定義出最佳飛行路線，使其得以擴展至更多的應用以及更有效率地執(zhí)行任務。
Snitch的工作結(jié)合使用大數(shù)據(jù)(歷史資料和各種衛(wèi)星成像資源)，從伊拉克和阿富汗戰(zhàn)爭期間就開始了，當時他嘗試預測路邊簡易爆炸裝置(IED)的風險，然后派出監(jiān)視無人機(UAV)，檢查在他的演算法中產(chǎn)生的熱點。
Snitch透露，“很多時候，透過派遣無人機飛抵預測性演算法指示的熱點地區(qū)，我們能夠在美國軍隊衛(wèi)兵采取特定行動之前幾個小時看到有人在放置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。”
這種智慧工作當時并未大肆公開宣傳，但對于防止非法盜獵非洲的大象與犀牛應該很有效果。Snitch指出，他的概率性時空模型經(jīng)過調(diào)校后當然可以用來阻止盜獵者接近其目標。
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)的資料驅(qū)動型行為模型。這種演算法整合了動物活動的行為模式，并根據(jù)歷史資料 (來自野生動物保護區(qū)管理員的觀察結(jié)果)建模了盜獵者的行為，能為空中的無人機和地面的巡邏士兵提供大量的飛行路徑協(xié)同資料集，從而最有效地保護動物，并在盜獵者采取任何行動之前加以阻攔。
基于反盜獵引擎的資料驅(qū)動型行為模式。
“我們在南非收集了多年的寶貴資料，并在研究這些資料的基礎上確定了數(shù)學模式，”Snitch解釋，“因為一些保護區(qū)的范圍非常廣泛，無人機可能飛上一個月都見不到任何東西。因此，問題的關鍵在于設法減少覆蓋的范圍。”
因此，透過從觀光旅游、過去的盜獵事件、陷阱或動物尸體等資料的大量分析，同時從地圖上去掉動物可能很少去的區(qū)域(基于地形的理由，或在特定月份沒有水坑等原因)，研究人員就能夠設計出正確的動態(tài)數(shù)學模型。
“過去兩年來，我們已經(jīng)在林白基金會的‘空中牧羊人計劃’(Lindbergh Foundations Air Shepherd initiative)指導下對南非的一些私人保護區(qū)開展APE測試了。只要我們在野生動物保護區(qū)操作無人機，盜獵活動就會馬上停止，”Snitch指出。
無人機操作人員正在操控無人機。
這種監(jiān)控無人機配備一套GPS以及兩個安裝在陀螺穩(wěn)定云臺系統(tǒng)的可變焦攝影系統(tǒng)(分別針對可見光和紅外線)。在夜里，即使距離很遠也非常容易地探測到游客或盜獵者的熱特征。而在白天，無人機可以沿著保護區(qū)邊界飛行，以便辨識防護漏洞(只需數(shù)分鐘的時間，而開車巡邏則得在顛簸的道路上行駛幾個小時)，無人機操控人員還可以一邊偵測動物一邊收集地理資料。
未來，Snitch還想利用影像處理技術(shù)自動收集動物存在的資料。但他指出，“其挑戰(zhàn)在于如何為放置在灌木叢中的筆記型電腦配置足夠強大的運算能力。”
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。
林白基金會也啟動了‘空中牧羊人’群眾集資運動，旨在籌集50萬美元的資金，以一年的時間在克魯格國家公園完成防盜獵計劃建置，并在第二年進一步擴展到另外 7個非洲國家(僅在2010-2013的4年間，非洲估計就有10萬頭大象被獵殺)。籌募到的資金將用于購買無人機，以及培訓更多的巡邏人員。
基于這個充分的理由，Snitch計劃向有意愿進一步開發(fā)這項反盜獵策略的非洲大學免費提供APE授權(quán)，協(xié)助學生們收集合適的資料并針對其當?shù)匚锓N調(diào)整演算法。
Snitch 表示，他的概率性時空模型還可以讓無人機用于許多其它目的，例如對付非法伐木、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、動物活動以及風場類型等)，甚至尋找在國家公園中迷途者(據(jù)估計，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資料實現(xiàn)協(xié)尋功能)。
(參考原文：Big data sets drones to"fly，by Julien Happich)
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