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為驗(yàn)證無人機(jī)收集溫室氣體數(shù)據(jù)的可行性，研究人員在圣保羅大學(xué)圣卡洛斯校區(qū)周邊開展了測試。圖片來源：安東尼奧・多德

巴西圣保羅州內(nèi)陸城市圣卡洛斯的森林防火機(jī)構(gòu)，即將獲得 “空中助力”—— 通過無人機(jī)更快發(fā)現(xiàn)火情，并在火勢失控前進(jìn)行撲救。

圣保羅大學(xué)圣卡洛斯工程學(xué)院（EESC-USP）的研究團(tuán)隊(duì)正在開發(fā)搭載氣體傳感器與人工智能系統(tǒng)的無人機(jī)，用于森林火災(zāi)探測。

該項(xiàng)目于 6 月 11 日（周三）在法國南部奧克西塔尼大區(qū)首府圖盧茲舉辦的 “圣保羅研究基金會圖盧茲周” 航空分會場發(fā)布。該活動從 6 月 10 日（周二）持續(xù)至 6 月 12 日（周四）。

“我們已與民防部門、市政府和圣卡洛斯環(huán)境局合作，并提交了方案，計(jì)劃評估用研發(fā)的無人機(jī)識別市內(nèi)火點(diǎn)，” 項(xiàng)目協(xié)調(diào)人、圣卡洛斯工程學(xué)院教授格勞科・奧古斯托・德 Paula 考林向圣保羅研究基金會通訊社表示。

這些無人機(jī)配備了研究人員開發(fā)的小型低成本傳感器，可選擇性探測并持續(xù)測量機(jī)身內(nèi)部氣流中的二氧化碳、甲烷等大氣濃度，同時(shí)采集溫度、濕度等參數(shù)。

“我們做了多項(xiàng)調(diào)整，將特定氣體傳感器集成在一起，就像電子鼻一樣協(xié)同工作，” 考林比喻道。

傳感器收集氣體濃度數(shù)據(jù)后，由人工智能系統(tǒng)分析排放源。這使無人機(jī)在飛行時(shí)能探測到火災(zāi)環(huán)境中釋放的二氧化碳和甲烷等痕量氣體。

“例如，無人機(jī)探測森林火災(zāi)的速度比衛(wèi)星快得多，能讓當(dāng)局更快響應(yīng)并控制火勢，” 考林解釋說。

研究人員近年評估了無人機(jī)用于溫室氣體監(jiān)測的可行性。

測試結(jié)果顯示，無人機(jī)比衛(wèi)星、研究飛機(jī)和觀測塔等現(xiàn)有方法更高效且成本更低。“無人機(jī)可成為這些方法的替代方案，” 考林說。

他對比了用研究飛機(jī)單次飛行采集數(shù)據(jù)與用無人機(jī)多次飛行的過程：無人機(jī)還能比衛(wèi)星更精準(zhǔn)地定位數(shù)據(jù)采集的目標(biāo)區(qū)域 —— 比如衛(wèi)星每兩天才會掠過并追蹤某個(gè)區(qū)域一次。

考林指出，相比現(xiàn)有方法，無人機(jī)的另一優(yōu)勢是可靈活調(diào)整數(shù)據(jù)采集高度。

“用無人機(jī)收集溫室氣體數(shù)據(jù)，不再是獲取地表二氧化碳或甲烷的平均值，而是能得到特定區(qū)域這些氣體的體積分布，” 他說，“如今即便最先進(jìn)的衛(wèi)星也無法獲取這種體積信息。有了無人機(jī)，溫室氣體數(shù)據(jù)采集不再是區(qū)域表面圖，而是體積信息�！�

據(jù)他介紹，盡管市售無人機(jī)性能優(yōu)異，但續(xù)航時(shí)間僅 15 分鐘到半小時(shí)，因此暫不適用于森林等大面積區(qū)域的巡護(hù)。

團(tuán)隊(duì)計(jì)劃通過空氣動力學(xué)研究項(xiàng)目提升設(shè)備效率，使其能延長飛行時(shí)間并覆蓋更大范圍。

為驗(yàn)證無人機(jī)收集溫室氣體數(shù)據(jù)的有效性，研究人員在圣卡洛斯的圣保羅大學(xué)校區(qū)周邊開展了測試 —— 該區(qū)域位于大西洋雨林與塞拉多（類似巴西稀樹草原的生態(tài)區(qū)）的過渡帶。

“未來配備更適配的設(shè)備后，我們計(jì)劃在亞馬遜地區(qū)執(zhí)行任務(wù)，” 考林說。

更多信息：關(guān)于圣保羅研究基金會法國周的詳情，可訪問：fapesp.br/week/2025/france。

來源：圣保羅研究基金會