香港大學(xué)參與研發(fā)“激光盜龍”自動無人機(jī)系統(tǒng) 利用激光在野外尋找化石、礦物和生物

2025-11-23 23:50:29 分類：探索 閱讀(96)

圖一︰港大研發(fā)的參研自動激光掃描無人機(jī)系統(tǒng)在夜間尋找化石、礦物和生物目標(biāo)(此為仿真圖片)。發(fā)自圖片提供：Thomas G Kaye和文嘉棋。人機(jī)

圖二：「激光盜龍」無人機(jī)產(chǎn)生的化石和生激光影像。發(fā)光點(diǎn)是礦物一顆兩厘米闊的哺乳類牙齒化石。圖片提供：Thomas G Kaye和文嘉棋。激光盜龍深圳寶安高級資源上門服務(wù)vx《192-1819-1410》提供外圍女上門服務(wù)快速選照片快速安排不收定金面到付款30分鐘可到達(dá)

圖三：由「激光盜龍」無人機(jī)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)的兩厘米闊哺乳類牙齒化石。牙齒屬于一種居住在美國懷俄明州的雷獸，有三千五百萬年歷史。圖片提供：Thomas G Kaye和文嘉棋。
（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)香港大學(xué)：科幻電影中經(jīng)常出現(xiàn)的智能追蹤無人機(jī)不再是空談 — 香港大學(xué)（港大）參與研發(fā)的自動追蹤無人機(jī)系統(tǒng)，能在夜間利用激光、掃描尋找化石、礦物和生物（圖一）等目標(biāo)物。
港大有份研發(fā)的激光誘導(dǎo)熒光技術(shù)曾多次被應(yīng)用在古生物研究上，讓化石發(fā)出熒光甚至揭示一般情況下看不到的生物軟組織，例如皮膚和軟骨等（注一）。 由于激光能夠在極低能量散失的情況下作遠(yuǎn)距離投射，所以這技術(shù)很適合應(yīng)用于飛行系統(tǒng)上作探測用途。
這個嶄新的全自動激光掃描飛行系統(tǒng)，由港大地球科學(xué)系助理教授（研究）文嘉棋博士（地球及行星科學(xué)部古脊椎動物實(shí)驗(yàn)室）和合作伙伴、美國科學(xué)發(fā)展基金會（Foundation for Scientific Advancement）Thomas G Kaye共同研發(fā)。 文嘉棋博士表示：「這個被稱作『激光盜龍』的系統(tǒng)，可以在野外有效地偵測暴露在地面上的化石。 」
在日間設(shè)定好飛行路線后，這系統(tǒng)的原型在美國亞里桑那州和懷俄明州惡劣的地形上進(jìn)行了首次夜間飛行任務(wù)（圖一）。 「激光盜龍」利用自身的導(dǎo)航系統(tǒng)快速飛越指定地點(diǎn)，與地面保持四米距離進(jìn)行地毯式搜索，尋找拇指般大小的熒光物體。 每次任務(wù)完成后，研究人員便會分析激光掃描片段，尋找目標(biāo)物所在地的熱點(diǎn)，并在第二天進(jìn)行詳細(xì)搜索（圖二），采集新的化石標(biāo)本（圖三）。
由于熒光對礦物質(zhì)的成分差異非常敏感，所以雖然激光盜龍的設(shè)計(jì)用途是尋找化石，它也能尋找其他對熒光有反應(yīng)的物體，包括礦物（例如研究特殊地質(zhì)或?qū)ふ覍毷V物）、生物（如蝎子、貝類和藍(lán)綠菌），甚至古物古跡。 被問到未來的計(jì)劃， Thomas Kaye認(rèn)為：「作為港大太空研究實(shí)驗(yàn)室的成員，文嘉棋博士和我正著手研究將激光誘導(dǎo)熒光技術(shù)，應(yīng)用到探索地球以外的星球的地貌。 」
注一. 詳見學(xué)院2017年3月份新聞稿： https://www.hku.hk/press/press-releases/detail/15989.html
研究論文刊載于Methods in Ecology and Evolution ：
https://besjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/2041-210X.13402
影片下載：https：//youtu.be/t79XmfPyOWA （影片說明： Thomas G Kaye）
圖像下載：https：//www.scifac.hku.hk/press
相關(guān)報(bào)道：無人機(jī)助力化石發(fā)現(xiàn)，跨領(lǐng)域新應(yīng)用
（神秘的地球uux.cn報(bào)道）據(jù)界面新聞（陳根）：盡管許多化石只是簡單地暴露在土壤表面，但要找到所有這些化石就需要科研人員在不同的地形上走很多路。
近日，由中國香港大學(xué)的助理教授Michael Pittman和Scientific Advancement基金會的Thomas G. Kaye一同開發(fā)的一架新的自動六角無人機(jī)可以提供幫助，因?yàn)樗抢眉す庠谝归g尋找化石的。據(jù)悉，這款無人機(jī)叫Laser Raptor，相關(guān)研究報(bào)告已發(fā)表在《Methods in Ecology and Evolution》上。
報(bào)告中，研究人員描述了一種概念驗(yàn)證自主無人機(jī)(UAV)系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用不同材料特有的熒光特性來掃描和獲取領(lǐng)域內(nèi)的目標(biāo)，包括化石、巖石和礦物、生物和考古文物。這些材料在較低的熒光背景下通常是高熒光的，并且可能顯示不同的顏色。
為了從一架移動的無人機(jī)中探測這些目標(biāo)，研究人員使用了激光刺激熒光。這包括一束強(qiáng)烈的激光束，而不是普通的紫外線，由此可以投射更遠(yuǎn)的距離并產(chǎn)生足夠的熒光，讓無人機(jī)攝像機(jī)在離地面好幾米的地方探測到目標(biāo)。
此外，該系統(tǒng)包括一種輕型無人機(jī)，可以在夜間的區(qū)域自主地飛行路徑點(diǎn)圖案，在飛行過程中，它將激光照射到土壤上。如果在被掃描的區(qū)域有化石存在，那么它們獨(dú)特的礦物含量會使其發(fā)出熒光，而周圍的巖石和土壤仍舊保持黑暗。在夜晚搜尋化石搜尋的好處是可以防止陽光干擾激光。
在無人機(jī)飛行結(jié)束后，電腦會分析其集成面向下的攝像機(jī)拍攝的畫面。如果探測到任何熒光信號，那么它們的GPS坐標(biāo)就會被記錄下來以便古生物學(xué)家之后可以前往這些地方。地面上的靜止照片通過被機(jī)載閃光燈照亮來助力科學(xué)家找到化石。
該系統(tǒng)有望成為由衛(wèi)星和飛機(jī)地理信息系統(tǒng)生成的高海拔地圖數(shù)據(jù)組合中最低的“地面真相”層。該系統(tǒng)具有厘米的分辨率和通過熒光顯示的地球化學(xué)差異，將提高數(shù)據(jù)收集的規(guī)模和效率，包括化石、巖石和礦物，包括可開采材料，熒光色物體，包括生物礦物生產(chǎn)者，如貝類，以及考古文物。
或許未來，進(jìn)化、生態(tài)學(xué)、地球和行星科學(xué)、考古學(xué)和其他涉及熒光目標(biāo)的學(xué)科都將受益于這個新系統(tǒng)。