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蜜蜂和无人机如何联手寻找地雷

发布时间:2021/3/31
  蜜蜂的优点中,您可能不知道的是它们探测炸弹的诀窍。
  由于它们可以用触角吸收爆炸物的气味,克罗地亚等国家的研究人员花费了数年的时间完善了如何将蜜蜂用作地雷定位器。
  但是有一个问题。当昆虫在一个被雷区污染的地方欢乐地摇曳时,对人类来说很难追踪它们的去向,尤其是因为在雷场上追赶蜜蜂并不是一个好主意。
  那就是无人机的来源。波斯尼亚和黑塞哥维那以及克罗地亚的一个团队提出了一种使用无人机来监视蜜蜂工作的方法。无人驾驶飞机飞来飞去,捕捉昆虫的镜头,然后由计算机对其进行分析,以发现地雷可能隐藏在地面的什么地方。
  几十年前发生在战争中的地雷继续在世界许多地方构成致命威胁。在1990年代的巴尔干战争期间,成千上万的人被种下了,许多人今天仍然生活着。
  波斯尼亚和黑塞哥维那估计有80,000枚地雷,克罗地亚则大约有30,000枚。清除设备被视为一项长期,艰巨的任务,没有简单的解决方案。但是技术创新仍然可以有所作为。
  2017年11月20日,在波斯尼亚和黑塞哥维那萨拉热窝林地的雷区中看到一个“死亡危险”标志。
  波斯尼亚和黑塞哥维那巴尼亚卢卡大学的弗拉基米尔·里索耶维奇(VladimirRisojevi?)说:“我们希望将人类排除在潜在危险之中,并尝试使用无人机。”
  以前,另一个研究人员团队已经磨练了一种在地雷探测中训练蜜蜂的方法。他们通过让蜜蜂将TNT的气味与食物(一种糖溶液)相关联来实现这一目标。
  在野外,受过训练的蜜蜂往往聚集在埋有地雷的地方附近,以期寻找食物。
  这种努力已经进行了很多年,但是Risojevi?教授说,他和他的团队意识到,计算机可以通过自动分析探雷蜂的镜头来帮助他们,以便绘制其活动并更容易地定位地雷。
  即使这被证明是棘手的。
  他说:“对于人类观察者来说,很难在这段录像中找到这些飞行中的蜜蜂,更不用说计算机视觉系统了。”
  “有时候我以为我们为这样做而疯狂,但是我对我们获得的结果感到惊喜。”
  该团队从无人机拍摄的室外区域开始,在它们上面叠加了“合成蜂”-模糊的灰色斑点,放大了整个场景。
  当他们设法使人工合成的蜜蜂与真实蜜蜂的镜头看起来无法区分时,研究小组转向了一种机器学习算法,并对其进行了训练,以准确地检测并跟踪屏幕上的斑点。
  在最近发表的一篇论文中描述的测试中,该算法证明了跟踪这些数字蜜蜂的准确性超过80%。
  然后,研究人员带到一个雷区,一个安全的雷区,在克罗地亚排雷行动中心的未公开地点埋有真实但已融化的地雷,以查看该系统在真实条件下的运行情况。
  测试结果的细节尚未发表在学术论文上,但里索耶维奇教授说,蜜蜂聚集的位置与测试地点已知地雷的位置之间存在很强的相关性。
  目前,该系统通过使用编程为沿着预定路线飞行的无人机来工作,纵横交错雷区,同时捕获蜜蜂嗡嗡作响的镜头。对素材的分析随后揭示了蜜蜂聚集的位置。
  Risojevi?教授说,在充满危险,活跃地雷的地方使用这种方法可能还需要几年时间。但是,他认为它可以补充其他排雷技术。在已经用于排雷的技术工具中,包括带有内置探地雷达的手持式金属探测器。
  即使借助这样的技术,排雷团队也很难确定他们是否已从受污染的地区清除了每一个地雷。蜜蜂和无人机可以随后进行检查,例如确认没有遗漏。
  “良好的技术创新可以帮助……划定边界并确认危险区域确实很有帮助,”纽约佩斯大学的马修·布雷·博尔顿说,《政治雷区:反对自动杀戮的斗争》一书的作者说。
  但是,他补充说,雷场问题没有快速解决的办法。通常,政治争执和资源匮乏意味着通关项目可能停滞不前,无论有什么技术可以提供帮助。另外,在也门等国家,至今仍在种植地雷。
  Risojevi?教授希望,尽管有障碍,但他的团队的系统有一天将有助于对克罗地亚或波斯尼亚和黑塞哥维那等国的雷场进行净化。
  并且可能还有其他应用程序。
  近年来,计算机视觉研究人员已经开发出了能够跟踪和追踪野外昆虫的实验系统。Risojevi?教授及其团队建议,这样的工具有一天可以监控传粉媒介。这些昆虫,包括蜜蜂,对农作物和生态系统的健康至关重要,但其数量最近一直在下降,这主要是由于人类活动造成的污染。
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