使用无人机监测雨林生物多样性

由苏黎世联邦理工学院和瑞士联邦森林、雪和景观研究所(WSL)的研究人员领导的团队晋级XPRIZE雨林竞赛的决赛。国际竞赛旨在促进收集生物多样性数据的自主技术的发展。

XPRIZE雨林竞赛是一项国际比赛,为获胜团队提供500万美元的丰厚奖金。它旨在促进可用于收集生物多样性数据的自主技术的发展。

无人驾驶研究车辆(“漫游车”)和无人机用于监测雨林生物多样性,以更深入地了解生态系统。

XPRIZE雨林项目始于2019年,当时只有不到300支队伍,在半决赛中逐渐缩小到14支队伍。这些活动于 2023 年 29 月在新加坡热带雨林举行,其中包括由苏黎世联邦理工学院领导的团队,该团队由来自 13 个不同国家成员组成,旨在展示他们共同开发的技术的有效性。

总共有来自56个组织的15人为ETH BiodivX团队做出了贡献,其中包括三个ETH衍生产品Restor,Diaxxio和SimplexDNA。

每个团队总共有72小时来完成他们的任务:24小时收集样本,48小时分析结果并编写报告。挑战在于在不实际踏入丛林的情况下,在100公顷的区域内识别尽可能多的植物和动物物种。

在24小时内,ETH BiodivX团队的无人机扫描了41次雨林,收集了50个环境DNA(eDNA)样本。这些是生物在其栖息地留下的DNA痕迹 - 例如,通过排泄或皮肤和头发颗粒的损失。

通过收集eDNA,可以检测到给定区域中不同物种的存在。使用无人机,ETH BiodivX团队收集了三种不同类型的eDNA样本:水,空气和表面样本。

为了收集表面样本,研究人员开发了一种探针,可以从各种表面采集拭子。它连接到无人机上,可以通过绞盘降低到热带雨林深处。

“这项技术使我们能够从树冠内部对环境DNA进行采样,否则将无法访问,”ETH教授Stefano Mintchev解释说,他是ETHBiodivX团队的成员。

由奥胡斯大学和代尔夫特理工大学的研究人员开发的漫游车和无人机也在半决赛中使用。在雨林中部署期间,这些自主设备总共记录了130千兆字节的视频和音频数据。

由苏黎世非营利组织GainForest共同领导和部署的公民科学家和人工智能算法通过直播监控他们的活动,并确定其他物种。

总体而言,产生了超过12万个DNA序列,该团队能够检测到总共257种植物和动物物种。调查结果随后汇编成一份长达70多页的报告。

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