南卡羅來納大學(xué)教授開發(fā)的一種新型水采樣空中無人機有六個電機、四個泵、兩個電池、一個 6 英尺長的收集軟管和零碳足跡。

但這款概念驗證機器的功能遠(yuǎn)不止于此。這架無人機還配備了一個激光，可以檢測浮游植物中的葉綠素水平，讓岸上的科學(xué)家對無人機虹吸管中的水進行實時分析。

“這里的關(guān)鍵是有針對性的采樣，”機械工程助理教授 Nikos Vitzilaios 說。“已經(jīng)開發(fā)出無人機來收集水。但是我們有一個傳感器，可以讓我們進行非?？焖俚姆治?，甚至在我們收集樣本之前。使用舊方法，你必須收集樣本并將它們帶回實驗室，看看你有什么。”

Vitzilaios 和其他三位教授利用該大學(xué)研究副校長辦公室的內(nèi)部 ASPIRE 撥款來開發(fā)無人機的功能。最近在大學(xué)校園的一個小池塘進行的一次試運行進展順利，該團隊已向美國國家科學(xué)基金會提交了一份 120 萬美元的贈款提案，以開發(fā)更復(fù)雜的無人機系統(tǒng)。

“葉綠素傳感器是我們設(shè)想在無人機上使用的四種光學(xué)傳感器設(shè)備之一，”開發(fā)無人機光學(xué)系統(tǒng)的化學(xué)教授邁克爾邁里克說。“使用其他傳感器，我們可能會檢測到石油泄漏或其他化學(xué)或生物污染物。”

Vitzilaios 說 NSF 提案的目標(biāo)是開發(fā)一種更先進的無人機——一種可以飛行 70 分鐘或約 9 英里的無人機。這種范圍將極大地擴展科學(xué)的可能性。

該大學(xué)巴魯克海洋生物和海岸研究所的一項模擬表明，一架無人機可以在四分鐘內(nèi)在海岸收集樣本，而人類在船上需要 35 分鐘才能收集到這些樣本。

“這意味著無人機可以在潮汐周期的同一時間段內(nèi)獲得許多樣本——比在小艇上獲得的樣本還要多，”該團隊的另一名成員、海洋生物學(xué)教授塔米·理查森說。“在淺水區(qū)或沼澤等受潮汐影響的水域中，無人機可以到達(dá)船只無法到達(dá)的位置，而且通常速度更快。”

理查森指出，無人機的采樣能力可以對浮游植物群落進行基本表征，例如物種組成。他們的系統(tǒng)還可用于專門尋找有毒的浮游植物物種或大腸桿菌和其他有問題的細(xì)菌。

“安全、避免樣品污染和訪問是無人機的一大優(yōu)勢，”從事無人機測繪能力研究的地理學(xué)教授邁克爾霍奇森說。“在規(guī)劃無人機任務(wù)時，我們繪制和建模合法的發(fā)射和著陸地點，使我們能夠在整個任務(wù)過程中看到無人機。”