那天晚上,一片森林飞来飞去。-王其杉博客|程序员|科技新闻
野火正在吞噬我们的森林和草原,速度快于我们所能取代它们的速度。可以说,这是破坏和恢复不足的恶性循环,几十年来,人们忽视了保持这些环境健康所需的体制和技术。
Drone.是一家总部位于西雅图的初创公司,旨在用一个规模庞大的现代工具箱来应对这一日益严重的问题:无人机、人工智能和生物工程。而且比听起来更复杂。
衰退的树木
先了解一下背景。森林消失的问题是一个复杂的问题,但是归结起来有几个主要因素:气候变化、过时的方法和缩减的预算(正如你可以想象的,这三者都是相关的)。
当然,森林火灾是自然发生的。正如你可能已经读到的,它们必须为新的增长腾出空间。但是,气候变化、单一文化增长、人口增加、缺乏控制性烧伤和其他因素导致这些事件不仅发生得更频繁,而且发生得更广泛和更持久。
平均来说,美国每年损失700万英亩。一开始,这不容易被取代,而且由于过去半个世纪国家森林和国家森林维护等项目的预算不断缩减,用来对抗这种趋势的资源越来越少。
对于最近被烧毁的林地,最有效和最常见的造林技术是人类种植者搬运成袋的幼苗,并人工选择和放置它们横跨数英里的风景。这种艰苦的工作很少有人做超过一两年,所以劳动力是稀缺的,流动是激烈的。
即使劳动力是可用的自来水,树木可能不是。幼苗在苗圃里生长需要时间,一场大火可能需要购买和种植数百万棵新树。托儿所不可能预料到这种需求,而且随着投机活动的增加,这种风险也超出了许多人所能承受的范围。一次漏洞百出的猜测可能会使整个行动陷入沉寂。
同时,如果没有种植任何东西,入侵的杂草会以复仇的方式入侵,夺取曾经是古老森林的大片土地。由于缺乏劳动力和树木库存来阻止这种可能性,森林管理员采取了一种权宜之计:用直升机将区域浸泡在除草剂中,杀死杂草,然后用快速生长的杂草等浸透它。(另一种替代方法是手工法:弯刀。)
至少到那时,在一年内,你不再是一片杂草丛生的荒地,而是一片长满青草的单一耕种——不是森林,但直到森林来到这里它才会出现。
最后一个并发症:直升机喷涂是一项非常危险的职业。这些飞行员正以低于100英尺的高度飞行,执行高速机动,以便他们的喷雾到达燃烧区的边缘,但不会迎面撞到树上。这是一个极其危险的职业:仅在美国,每年就有80至100起车祸发生。
简言之,火灾越来越严重,我们拥有的资源也越来越少,而且那些已经过时的资源也越来越少。
这些是森林生态学和伐木学任何人都熟悉的事实,但是技术人员可能不太熟悉。我们确实倾向于停留在细胞覆盖的区域。但事实证明,来自科技界与世隔绝的知识工作者——尤其是翡翠城的知识工作者——的推动可能正是产业和生态系统所需要的。
简单的想法,复杂的解决方案
那么解决这些问题的办法是什么呢?自动化,对吧?
自动化,尤其是通过机器人技术,据说适合于“枯燥、肮脏和危险的”工作。恢复森林肯定是肮脏和危险的。但乏味并不完全正确。事实证明,除了那些种植者之外,这个过程需要比任何人都愿意应用到这个问题上更多的智慧。这种情况正在发生变化。
今年早些时候,Drone.获得了美国联邦航空局颁发的第一个55磅以上的多飞行器无人驾驶航空器执照。其定制的无人机平台,配备了多光谱相机阵列、高端激光雷达、6加仑的除草剂罐和专有的种子扩散机制,已被几家主要的森林管理公司聘用,政府实体也关注这项服务。
这些无人机侦察烧伤区域,将其绘制成厘米级的精确度,包括物体和植物物种,高效和自主地熏蒸,确定树木在哪里生长最好,然后将精心设计的种子营养包装部署到那些地方。它比人便宜,比直升飞机少浪费和危险,并且足够智能,可以扩展到目前面临永久破坏的国家森林。
我在巴拉德附近的公司总部与公司的团队会面,在那里,完整的和半成品的无人机坐在它们的箱子顶部,空气中充满了辣椒素(我们会谈到的)。
当公司创始人兼首席执行官格兰特·金丝雀(Grant Canary)在上一家公司被收购后,通过一些可持续性的创业点子后,公司开始有了这个想法,他沮丧地被告知,他可能不得不去植树。金丝雀从字面上看了朋友的建议。
他告诉我:“我开始研究今天的做法。”“这已经过时了。即使在世界上最先进的公司,种植者也是超级英雄,他们用袋子和铲子来种树。他们得到报酬,通过山区地形移动材料,成为一个简单的人工智能,并确定在哪里种植树木,他们将生长微型。我们现在能够用无人机完成这两个功能。这样一来,这些工人就可以更快地处理大得多的区域,而不用担心卡路里的磨损。”
听到投资者对森林恢复并不特别热衷,你也许不会感到惊讶(我开玩笑说,这是一个“增长型产业”,但实际上正是由于上述原因,它陷入了困境)。
但投资者对自动化、机器学习、无人机,尤其是政府合同感兴趣。所以球场采用了这种形式。凭借Drone.所获得的资金,它已经建立了规模适中但成就卓著的团队,并生产了原型无人机,在宣布它存在之前,它已经获得了几份重要的合同。
“我们绝对不符合大多数初创企业所依据的模式或指标。不适合模具的好处是人们加倍努力,然后变得好奇。“一旦他们看到我们实际上可以执行,并且已经与美国五大木材公司中的3家合作多年,他们就会兴奋起来,并开始为我们努力鼓吹。”
该公司通过技术明星,社会资本帮助他们站起来,斯佩罗风险投资公司加入后,该公司取得了一些基础工作。
如果情况如Drone.所希望的那样,这些无人机可由训练有素的团队部署到世界各地,从而使得在苗圃和天然森林中进行喷洒和种植的努力比现在更快和更有效。这是真正的改变世界,从您的车库的东西,这就是为什么这篇文章这么长。
猎人(杂草)杀手
手头的工作既不简单,也不简单。每一种景观都各不相同,不仅在待处理区域的形状和大小上,而且在生态、原生物种、土壤类型和酸度、火或伐木的类型等方面都各不相同。所以第一个也是最重要的任务就是收集信息。
为此,Drone.拥有一个装备有精密成像堆的特殊飞船。这个第一次通过使用卫星图像上设置的航点来完成。
此时收集到的信息实际上比实际需要的更详细。例如,激光雷达以远远超出理解地形形状和主要障碍物所需的分辨率收集空间信息。它生成了植被和地形的3D地图,允许系统识别树桩、根、灌木、新树、侵蚀和其他重要特征。
这与多光谱相机一起工作,多光谱相机不仅在可见光波段收集图像,对识别事物有用,而且在人类范围之外的那些波段收集图像,这允许对土壤和植物生活进行深入分析。
所得到的区域地图不仅对无人机导航有用,而且对使此类基于无人机的操作首先值得进行的手术打击也是有用的。毫无疑问,有研究者也希望拥有这些数据。
现在,喷洒和种植是非常不同的任务。第一种倾向于不分青红皂白地使用直升飞机,第二种倾向于由几年后筋疲力尽的工人来完成——如上所述,这是非常困难的工作。第一种情况下的挑战是提高效率和效率,而第二种情况下的挑战是自动化需要相当智能的东西。
喷雾在很多方面更简单。准确识别入侵植物并不容易,但是可以用无人机收集的图像来完成。在确定了要清除的植物斑块之后,无人机可以计算路径,并且只需要花费杀死它们所需的除草剂那么多,而不是在整个区域不加选择地倾倒数百加仑。它更便宜,更环保。当然,相反的方法也可以用于分配肥料或其他药剂。
我让它听起来很容易。这不是一个即插即用的情况-你不能购买DJI无人机,并点击“除草剂”选项在其控制软件。这次行动的很大一部分不仅是创建无人机本身,还包括部署无人机的基础设施。
保护车队
无人驾驶飞机本身是独一无二的,但不是令人惊愕的。它们是重型飞机,能够很好地举起57磅的有效载荷(美国联邦航空局限制它们到115磅)。
“我们购买和消化飞机,然后改装它们,”金丝雀解释道。