Tiếng Việt
Hệ thống Camera Trên Drone Để Theo Dõi Động Vật Hoang Dã: Cách Mạng Hóa Bảo Tồn Với Sự Chính Xác và Đạo Đức
Tạo vào 01.27
Trong nhiều thập kỷ, các nhà bảo tồn động vật hoang dã đã dựa vào các phương pháp tốn nhiều công sức, thường xâm lấn để theo dõi và giám sát quần thể động vật—từ vòng cổ vô tuyến yêu cầu bắt giữ vật lý đến khảo sát mặt đất bao phủ địa hình hạn chế. Ngày nay, các hệ thống camera dựa trên máy bay không người lái đang định hình lại bối cảnh này, mang lại độ chính xác, khả năng mở rộng chưa từng có và giảm thiểu sự gián đoạn đối với môi trường sống tự nhiên. Không giống như các phương pháp truyền thống, camera máy bay không người lái hiện đại, kết hợp với phân tích nâng cao, có thể thu thập dữ liệu thời gian thực trên các khu vực rộng lớn, xa xôi, từ rừng mưa nhiệt đới rậm rạp đến xavan khô cằn. Nhưng khi công nghệ này phát triển, không chỉ đơn thuần là chụp ảnh rõ nét hơn; đó là sự cân bằng giữa đổi mới công nghệ với việc quản lý có đạo đức các loài mà chúng ta hướng tới bảo vệ. Trong bài đăng blog này, chúng ta sẽ khám phá cáchhệ thống camera dựa trên droneđang định nghĩa lại việc theo dõi động vật hoang dã, những tiến bộ tiên tiến thúc đẩy hiệu quả của chúng, những câu chuyện thành công bảo tồn trong thế giới thực và các cân nhắc quan trọng để đảm bảo các công cụ này mang lại lợi ích cho cả động vật và nhà nghiên cứu.
Vượt xa Nhiếp ảnh Trên không Cơ bản: Sự Tiến hóa Công nghệ của Hệ thống Camera Drone
Các ứng dụng drone ban đầu trong việc theo dõi động vật hoang dã bị giới hạn ở nhiếp ảnh trên không cơ bản, cung cấp cái nhìn từ trên cao nhưng ít dữ liệu có thể hành động. Các hệ thống ngày nay là hệ sinh thái phần cứng và phần mềm tích hợp được thiết kế để vượt qua các thách thức riêng biệt của việc giám sát động vật hoang dã. Ba tiến bộ công nghệ chính đã biến đổi khả năng của chúng:
1. Tải trọng Hình ảnh Độ phân giải cao và Đa phổ
Máy bay không người lái hiện đại được trang bị các camera chuyên dụng vượt xa các cảm biến RGB (đỏ-xanh lá-xanh dương) tiêu chuẩn. Ví dụ, thiết bị chụp ảnh nhiệt có thể phát hiện dấu hiệu nhiệt, cho phép các nhà nghiên cứu theo dõi các loài sống về đêm hoặc khó phát hiện—như báo tuyết khó nắm bắt hoặc tê tê nguy cấp—vốn gần như vô hình với mắt thường. Trong một nghiên cứu năm 2024 được công bố trên tạp chí Conservation Biology, các nhà nghiên cứu sử dụng camera nhiệt trên máy bay không người lái ở dãy Himalaya đã tăng tỷ lệ phát hiện báo tuyết lên 67% so với các cuộc khảo sát trên mặt đất truyền thống. Camera đa phổ, thu thập dữ liệu trên các bước sóng hồng ngoại và cực tím, cũng cho phép các nhà khoa học đánh giá sức khỏe động vật bằng cách phân tích những thay đổi về tình trạng lông hoặc lông vũ, hoặc thậm chí phát hiện những thay đổi sinh lý liên quan đến căng thẳng mà camera RGB không nhìn thấy được.
Các tải trọng này hiện nhẹ hơn và tiết kiệm năng lượng hơn, cho phép máy bay không người lái hoạt động lâu hơn—lên đến 90 phút đối với các mẫu cánh cố định—và bao phủ các khu vực rộng lớn hơn mà không cần sạc lại thường xuyên. Ví dụ, DJI Matrice 350 RTK, một thiết bị được các nhà bảo tồn ưa chuộng, có thể mang đồng thời cả camera nhiệt và camera đa phổ, cung cấp dữ liệu phân lớp mang lại cái nhìn toàn diện về hành vi động vật và việc sử dụng môi trường sống.
2. Phân tích thời gian thực được hỗ trợ bởi AI
Một trong những nút thắt lớn nhất trong việc theo dõi động vật hoang dã truyền thống là xử lý dữ liệu. Việc xem xét thủ công hàng giờ cảnh quay từ máy bay không người lái để đếm động vật hoặc theo dõi chuyển động tốn thời gian và dễ xảy ra lỗi của con người. Ngày nay, các hệ thống camera máy bay không người lái được tích hợp với các thuật toán học máy (ML) có thể phân tích cảnh quay theo thời gian thực, tự động phát hiện, xác định và đếm từng cá thể động vật. Việc tích hợp AI này chuyển đổi dữ liệu hình ảnh thô thành thông tin chi tiết có thể hành động trong vài phút, không phải vài ngày.
Các công ty như Wildlife Insights, một nền tảng được Google hậu thuẫn, đã phát triển các mô hình ML mã nguồn mở được đào tạo đặc biệt trên hình ảnh động vật hoang dã. Các mô hình này có thể phân biệt giữa các loài có quan hệ gần gũi—như các loài hươu hoặc chim khác nhau—và thậm chí nhận dạng từng cá thể động vật dựa trên các dấu hiệu độc đáo, như đốm trên báo đốm hoặc sọc trên ngựa vằn. Tại Khu bảo tồn Quốc gia Maasai Mara ở Kenya, các nhà nghiên cứu đã sử dụng máy ảnh drone tích hợp AI để theo dõi sự di cư của linh dương đầu bò, xử lý hơn 500 giờ cảnh quay chỉ trong 48 giờ và đếm chính xác hơn 200.000 động vật—một nhiệm vụ mà một nhóm 10 nhà nghiên cứu sẽ mất nhiều tuần để hoàn thành thủ công.
3. Bay Tự Động và Rào Cản Địa Lý
Công nghệ bay tự động đã giúp việc theo dõi bằng máy bay không người lái (drone) trở nên hiệu quả hơn và ít phụ thuộc vào người điều khiển. Các nhà nghiên cứu có thể lập trình drone để bay theo các đường bay định sẵn bằng GPS, đảm bảo phạm vi bao phủ mục tiêu nhất quán. Tính năng hàng rào địa lý (geofencing) cũng ngăn drone bay vào các khu vực hạn chế, như khu vực sinh sản được bảo vệ hoặc khu vực có hoạt động của con người cao, làm giảm nguy cơ gây xáo trộn cho động vật hoang dã. Một số hệ thống tiên tiến thậm chí còn sử dụng thị giác máy tính để tránh các chướng ngại vật như cây cối hoặc vách đá, cho phép drone di chuyển trong các môi trường sống phức tạp như rừng mưa nhiệt đới với sự can thiệp tối thiểu của con người.
Sự tự chủ này đặc biệt có giá trị ở các vùng sâu vùng xa, nơi việc tiếp cận khó khăn và sự hiện diện của con người có thể làm gián đoạn hành vi của động vật. Ví dụ, ở rừng nhiệt đới Amazon, các nhà bảo tồn sử dụng máy bay không người lái tự hành để theo dõi môi trường sống của loài khỉ vàng sư tử đang bị đe dọa nghiêm trọng. Máy bay không người lái bay theo các tuyến đường được lập trình sẵn vào lúc bình minh và hoàng hôn, khi loài khỉ vàng sư tử hoạt động mạnh nhất, ghi lại cảnh quay mà không làm xáo trộn hành vi tự nhiên của chúng.
Tác động Thực tế: Máy ảnh Drone Đang Cứu Các Loài Nguy cấp Như Thế Nào
Sự kết hợp giữa hình ảnh tiên tiến, phân tích AI và chuyến bay tự động đã biến các hệ thống camera dựa trên drone thành những công cụ không thể thiếu trong công tác bảo tồn. Dưới đây là ba nghiên cứu điển hình hấp dẫn minh chứng cho tác động thực tế của chúng:
Nghiên cứu Điển hình 1: Theo dõi Rùa Biển Nguy cấp ở Úc
Rùa biển là một trong những loài sinh vật biển nguy cấp nhất, với các địa điểm làm tổ của chúng bị đe dọa bởi mất môi trường sống, săn trộm và biến đổi khí hậu. Các phương pháp giám sát truyền thống—như tuần tra bãi biển vào ban đêm—tốn nhiều công sức và có thể làm phiền rùa mẹ đang làm tổ. Ở Queensland, Úc, các nhà nghiên cứu từ Đại học University of the Sunshine Coast đang sử dụng máy bay không người lái được trang bị cảm biến nhiệt để giám sát các địa điểm làm tổ của rùa xanh và rùa đầu to.
Máy ảnh nhiệt phát hiện nhiệt lượng tỏa ra từ các tổ rùa, cho phép các nhà nghiên cứu xác định vị trí tổ từ trên không mà không làm phiền rùa. Sau đó, các thuật toán AI phân tích cảnh quay để đếm số lượng tổ, theo dõi tỷ lệ nở thành công và thậm chí xác định các mối đe dọa tiềm ẩn, chẳng hạn như hang của động vật săn mồi hoặc xói mòn. Kể từ khi triển khai hệ thống máy bay không người lái vào năm 2022, nhóm nghiên cứu đã tăng tỷ lệ phát hiện tổ lên 40% và giảm thiểu sự xáo trộn đối với rùa làm tổ xuống 90%. Dữ liệu này đã giúp các nhóm bảo tồn địa phương phát triển các biện pháp bảo vệ mục tiêu, chẳng hạn như lắp đặt hàng rào ngăn chặn động vật săn mồi xung quanh các tổ có nguy cơ cao.
Nghiên cứu tình huống 2: Giám sát quần thể voi ở Botswana
Botswana là nơi có quần thể voi lớn nhất thế giới, nhưng những động vật này đang đối mặt với các mối đe dọa từ nạn săn trộm và xung đột giữa con người và động vật hoang dã. Các cuộc khảo sát trên không truyền thống sử dụng máy bay có người lái rất tốn kém và chỉ bao phủ những khu vực hạn chế, khiến việc theo dõi xu hướng quần thể trở nên khó khăn. Bộ Động vật hoang dã và Công viên Quốc gia Botswana đã hợp tác với các công ty công nghệ drone để triển khai một đội bay drone được trang bị camera RGB và camera nhiệt độ độ phân giải cao.
Các máy bay không người lái bay theo các tuyến đường tự động trên cảnh quan savan rộng lớn, ghi lại cảnh quay được AI phân tích để đếm voi, xác định voi con (một chỉ số quan trọng về sức khỏe quần thể) và phát hiện các dấu hiệu săn trộm, chẳng hạn như trại bất hợp pháp hoặc dấu vết xe cộ. Vào năm 2023, chương trình đã xác định được một tuyến di cư của voi chưa từng được biết đến trước đây, cho phép chính phủ thiết lập một hành lang bảo vệ mới để giảm thiểu xung đột giữa con người và động vật hoang dã. Dữ liệu từ máy bay không người lái cũng cho thấy quần thể voi con tăng 12% trong hai năm, cung cấp bằng chứng cho thấy các nỗ lực bảo tồn đang có hiệu quả.
Nghiên cứu tình huống 3: Nghiên cứu hành vi của cáo Bắc Cực ở Na Uy
Cáo Bắc Cực thích nghi với cái lạnh khắc nghiệt, nhưng số lượng của chúng đang suy giảm do biến đổi khí hậu và sự cạnh tranh từ cáo đỏ. Việc nghiên cứu hành vi của chúng ở vùng lãnh nguyên Bắc Cực xa xôi là một thách thức, vì sự hiện diện của con người có thể làm chúng sợ hãi và thay đổi tập tính tự nhiên. Các nhà nghiên cứu từ Viện Cực Bắc Na Uy đang sử dụng máy bay không người lái nhỏ, nhẹ được trang bị camera độ nét cao để quan sát cáo Bắc Cực từ xa.
Các máy bay không người lái được lập trình để bay ở độ cao thấp (dưới 50 mét) nhằm ghi lại những thước phim chi tiết về hang cáo, hành vi săn mồi và các tương tác xã hội. Các thuật toán AI giúp các nhà nghiên cứu theo dõi từng cá thể cáo dựa trên các hoa văn lông độc đáo của chúng, cho phép họ nghiên cứu các kiểu di chuyển và cấu trúc gia đình. Dữ liệu thu thập được đã tiết lộ rằng cáo Bắc Cực đang thay đổi thói quen săn mồi để ứng phó với băng biển tan chảy, chuyển từ con mồi biển sang động vật gặm nhấm trên cạn. Thông tin chi tiết này đã giúp các nhà bảo tồn dự đoán loài này sẽ thích ứng với biến đổi khí hậu trong tương lai như thế nào và phát triển các chiến lược bảo vệ mục tiêu.
Thách thức và Cân nhắc về Đạo đức: Sử dụng máy ảnh drone một cách có trách nhiệm
Mặc dù hệ thống máy ảnh dựa trên drone mang lại những lợi ích đáng kể, chúng cũng đặt ra những thách thức và tình huống khó xử về đạo đức cần được giải quyết để đảm bảo chúng hỗ trợ, chứ không làm tổn hại đến việc bảo tồn động vật hoang dã. Dưới đây là những cân nhắc chính:
1. Giảm thiểu sự xáo trộn đối với động vật hoang dã
Máy bay không người lái có thể gây căng thẳng cho động vật, đặc biệt nếu bay quá gần hoặc quá thường xuyên. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng một số loài—chẳng hạn như chim săn mồi, hươu, và động vật có vú biển—có thể bỏ tổ, thay đổi hành vi ăn uống, hoặc bỏ chạy khi có máy bay không người lái. Để giảm thiểu điều này, các nhà bảo tồn phải tuân theo các thực hành tốt nhất, chẳng hạn như bay máy bay không người lái ở độ cao thích hợp (thường trên 100 mét đối với động vật có vú lớn), tránh các thời kỳ nhạy cảm (như mùa sinh sản hoặc mùa làm tổ), và sử dụng các mẫu máy bay không người lái yên tĩnh.
Vào năm 2023, Liên minh Quốc tế Bảo tồn Thiên nhiên (IUCN) đã phát hành hướng dẫn sử dụng máy bay không người lái trong bảo tồn động vật hoang dã, khuyến nghị rằng các nhà nghiên cứu thực hiện đánh giá trước chuyến bay để xác định các khu vực và loài nhạy cảm, và giới hạn thời gian bay để giảm thiểu sự quấy rối. Bằng cách tuân theo những hướng dẫn này, các nhà nghiên cứu có thể đảm bảo rằng lợi ích của việc theo dõi bằng máy bay không người lái vượt trội hơn so với rủi ro.
2. Quyền riêng tư và bảo mật dữ liệu
Hình ảnh từ drone và dữ liệu được phân tích bằng AI chứa thông tin nhạy cảm, chẳng hạn như vị trí của tổ của các loài có nguy cơ tuyệt chủng hoặc các mẫu di chuyển của các loài động vật hiếm. Dữ liệu này có thể bị kẻ săn trộm khai thác nếu không được bảo mật đúng cách. Các tổ chức bảo tồn phải thực hiện các biện pháp bảo mật dữ liệu mạnh mẽ, chẳng hạn như mã hóa hình ảnh, hạn chế quyền truy cập chỉ cho nhân viên được ủy quyền, và sử dụng các nền tảng lưu trữ đám mây an toàn.
Ngoài ra, còn có những lo ngại về đạo đức liên quan đến việc chia sẻ dữ liệu. Mặc dù việc chia sẻ dữ liệu với các nhà nghiên cứu khác có thể thúc đẩy nỗ lực bảo tồn, nhưng điều quan trọng là đảm bảo rằng dữ liệu không đặt động vật hoang dã vào nguy cơ. Ví dụ, việc công bố vị trí chính xác của khu vực sinh sản của một loài có nguy cơ tuyệt chủng nghiêm trọng có thể thu hút kẻ săn trộm. Nhiều tổ chức hiện nay sử dụng các kỹ thuật ẩn danh, chẳng hạn như làm mờ các dấu hiệu địa lý cụ thể, khi chia sẻ dữ liệu drone công khai.
3. Rào Cản Quy Định và Quyền Truy Cập
Ở nhiều quốc gia, các quy định nghiêm ngặt chi phối việc sử dụng máy bay không người lái, đặc biệt là ở các khu vực được bảo vệ. Việc xin giấy phép bay máy bay không người lái trong các công viên quốc gia hoặc khu bảo tồn động vật hoang dã có thể tốn thời gian và chi phí, hạn chế khả năng tiếp cận các công cụ này đối với các tổ chức bảo tồn nhỏ. Ngoài ra, các khu vực xa xôi thường thiếu truy cập internet đáng tin cậy, gây khó khăn cho việc truyền tải cảnh quay từ máy bay không người lái để phân tích theo thời gian thực.
Để giải quyết những rào cản này, một số chính phủ và tổ chức phi lợi nhuận đang nỗ lực hợp lý hóa quy trình cấp phép và mở rộng khả năng truy cập internet tại các khu bảo tồn xa xôi. Ví dụ, Quỹ Động vật Hoang dã Châu Phi đã hợp tác với các công ty viễn thông để lắp đặt các tháp internet chạy bằng năng lượng mặt trời tại các địa điểm bảo tồn quan trọng, cho phép các nhà nghiên cứu truyền dữ liệu từ máy bay không người lái qua mạng không dây.
Tương lai của Theo dõi Động vật Hoang dã bằng Drone: Bước Tiếp Theo Là Gì?
Khi công nghệ tiếp tục phát triển, các hệ thống camera dựa trên drone sẽ trở thành những công cụ mạnh mẽ hơn nữa cho công tác bảo tồn động vật hoang dã. Dưới đây là ba xu hướng mới nổi đáng chú ý:
1. Máy bay không người lái nhỏ hơn, nhanh nhẹn hơn
Việc thu nhỏ công nghệ máy bay không người lái sẽ dẫn đến các máy bay không người lái nhỏ hơn, nhẹ hơn có thể di chuyển trong các môi trường sống phức tạp hơn, chẳng hạn như rừng rậm hoặc hệ thống hang động. Những máy bay không người lái siêu nhỏ này, một số có kích thước bằng chim ruồi, sẽ có thể tiếp cận gần hơn với động vật mà không gây xáo trộn, thu được những cảnh quay chi tiết về các hành vi trước đây không thể tiếp cận được. Ví dụ, máy bay không người lái siêu nhỏ có thể được sử dụng để nghiên cứu các đàn dơi trong hang động hoặc các nhóm linh trưởng trên tán rừng mưa nhiệt đới.
2. Tích hợp với Mạng lưới IoT và Cảm biến
Các hệ thống máy bay không người lái trong tương lai sẽ được tích hợp với các cảm biến Internet of Things (IoT), chẳng hạn như thiết bị theo dõi GPS và thiết bị giám sát môi trường, để thu thập dữ liệu toàn diện hơn. Ví dụ, máy bay không người lái có thể triển khai các cảm biến nhỏ, không xâm phạm gần hang ổ động vật để theo dõi nhiệt độ, độ ẩm và chất lượng không khí, cung cấp thông tin chi tiết về cách biến đổi khí hậu ảnh hưởng đến sự phù hợp của môi trường sống. Dữ liệu tích hợp này sẽ giúp các nhà bảo tồn phát triển các mô hình chính xác hơn về phản ứng của các loài đối với những thay đổi của môi trường.
3. AI tiên tiến và Phân tích Dự đoán
Các thuật toán AI sẽ trở nên tinh vi hơn, cho phép máy bay không người lái không chỉ phát hiện và đếm số lượng động vật mà còn dự đoán hành vi của chúng. Ví dụ, các mô hình học máy có thể phân tích dữ liệu lịch sử từ máy bay không người lái để dự đoán khi nào và ở đâu các hoạt động săn trộm có khả năng xảy ra, cho phép các nhà bảo tồn triển khai các đội chống săn trộm một cách chủ động. Thêm vào đó, AI có thể giúp xác định các dấu hiệu sớm của sự bùng phát bệnh tật trong quần thể động vật hoang dã bằng cách phát hiện những thay đổi trong hành vi hoặc tình trạng thể chất.
Kết luận: Cân bằng giữa Đổi mới và Quản lý có trách nhiệm
Các hệ thống camera dựa trên drone đã cách mạng hóa việc theo dõi động vật hoang dã, mang đến cho các nhà bảo tồn khả năng tiếp cận dữ liệu chưa từng có, vốn trước đây không thể thu thập được. Từ việc theo dõi rùa biển đang nguy cấp ở Úc đến giám sát quần thể voi ở Botswana, những công cụ này đang giúp bảo vệ một số loài dễ bị tổn thương nhất trên thế giới. Tuy nhiên, khi chúng ta đón nhận công nghệ này, điều quan trọng là phải ưu tiên quản lý có đạo đức—giảm thiểu sự xáo trộn đối với động vật hoang dã, bảo mật dữ liệu nhạy cảm và giải quyết các rào cản pháp lý.
Tương lai của công tác bảo tồn động vật hoang dã phụ thuộc vào khả năng cân bằng giữa đổi mới công nghệ và sự tôn trọng thiên nhiên của chúng ta. Bằng cách sử dụng có trách nhiệm các hệ thống camera dựa trên máy bay không người lái, chúng ta có thể thu thập được những hiểu biết cần thiết để bảo vệ đa dạng sinh học và đảm bảo một tương lai bền vững cho cả động vật hoang dã và con người. Dù bạn là chuyên gia bảo tồn, người đam mê công nghệ hay đơn giản là người quan tâm đến thế giới tự nhiên, sự phát triển của công nghệ máy bay không người lái mang đến hy vọng về một phương pháp tiếp cận hiệu quả và nhân văn hơn trong việc bảo vệ động vật hoang dã.
Liên hệ
Để lại thông tin của bạn và chúng tôi sẽ liên hệ với bạn.
WhatsApp
WeChat