リシマキア・イニキを集めるマンバ
Outreach Robotics
熱帯の島々には独特の植物相があり、膨大な数の固有植物種が生息している。ハワイでは脅威によって個体数が大幅に減少し、これらの固有植物の97％が絶滅危惧種、絶滅寸前種、絶滅種に指定されている。垂直崖の生息地は、こうした脅威から植物を守るための避難場所として機能している。しかし、このような生息地は保護活動をとりわけ困難にしており、植物学者は遠隔地の植物個体群にアクセスするために、危険で時間のかかる懸垂下降などの方法を使わざるを得ない。私たちは、崖の上の植物を採取できる初の空中システム、マンバを開発した。このシステムによって、Hibiscadelphus woodiiを含む多くの絶滅危惧種から種子を採集することができ、最近では新種Schiedea waiahuluensisも発見された。このツールで採集された保全種は苗床で繁茂しており、手の届きにくい環境に生息する生物の保全サイクルに影響を与え、植物の絶滅を防ぐために必要な行動を実証している。
最終更新日 31 Oct 2025
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コンテクスト
対処すべき課題
植物の絶滅は、人間による圧力の増大、気候の変化、外来種の侵入によって加速している。崖の生態系はこれらの脅威からある程度保護してくれるが、生息地が垂直であるため、そこに生息する生物多様性の記録や保全が難しい。多くの崖の生態系は未調査または未開拓であり、ほとんど知られていない植物学的なダークスポットが残されている。生態系の保全と保護の重要な第一歩は、生息地とその構成要素に関する基本的な知識である。社会的には、特に遠隔地や保護地域においては、知識の不足がコミュニティーの関与や意識を制限している。経済的には、これらの生息地を調査するための非効率的または時代遅れの方法は、コストを増加させ、保全戦略の効果を低下させる。
所在地
アメリカ、ハワイ州カウアイ島
レユニオン
ポルトガル、マデイラ
ミクロネシア連邦
東・南アフリカ
西・南ヨーロッパ
オセアニア
プロセス
プロセスの概要
ドローンは、希少な固有種の崖の植物を保護する方法を変えつつある。ドローンを使えば、絶滅の危機に瀕している植物種を効果的に調査し、地図を作成することができる。
ビルディング・ブロック
ドローン調査：遠隔地の植物個体群の位置特定、マッピング、インベントリ作成
ドローンツールは、崖の植物相の評価の第一歩として役立っている。ドローンを使ってこのような環境のユニークな視点を得ることで、絶滅の危機に瀕している崖の固有種の分布と存在量をマッピングし、その保護を促進することができるようになった。現地調査はハワイ、パラオ共和国、マデイラ島（ポルトガル）で実施され、極めて良好な結果が得られている。
実現可能な要因
ドローンの技術が向上し進歩するにつれ、この調査方法はさまざまな保全実務者が利用できるようになった。高解像度のカメラセンサーにより、大きな樹木から小さな草本生物まで、さまざまな植物の識別が可能になった。ドローンのパイロットは、バッテリー容量の増加により、1回の飛行で最大45分の調査が可能になった。ソフトウェアの改良による使い勝手の向上により、ドローンは初心者でも安全かつ効率的に使用できるようになり、自然保護活動家によるこの技術の導入が進んでいる。 最も重要なことは、ドローンがより広く利用できるようになったことで、関連コストが削減され、さまざまな用途に使用できる素晴らしいツールになったことである。
教訓
ドローンは、特に崖や樹冠のようなアクセスしにくい環境において、絶滅の危機に瀕している種の位置や生息状況を把握するための効果的なツールである。 崖の生息地の評価は、これらの地域における種の保全にとって非常に重要である。種がどこに生息しているかという基本的な知識は、保全活動の指針となり、景観保護の優先順位付けに役立つからである。
ドローンによる採集：ドローンを使ったロボットアームでアクセスしにくい植物を採集する
マンバ・ツールを使えば、前のビルディング・ブロックで特定しマッピングした絶滅危惧種から、種子や挿し木で植物を採取することができる。このツールの有効範囲は1,000メートルをはるかに超えるため、最もアクセスしにくい場所でも管理活動を行うことができる。
実現可能な要因
経験豊富なロボット工学エンジニアによるこのツールの開発により、国立熱帯植物園の現場スタッフや植物絶滅防止プログラムのパートナーによる多くの種の保全が迅速に行われるようになった。マンバには交換可能なヘッドシステムがあり、対象種や保全に必要な材料の種類に応じてカスタマイズ可能な採集ができる。この機構の構成部品の多くは3Dプリンターで製作されており、費用対効果が高く、柔軟性があるため、迅速な開発プロセスが可能である。マンバは入手しやすいドローンの部品で作られているため、コストと製作時間も削減できる。このツールの開発はPh.h.Dの学生によって行われ、この用途のために特別に設計された最先端のハードウェアとソフトウェア・ソリューションを統合している。
教訓
この種のプロジェクトに取り組む場合、経験豊富な現場スタッフとプロのロボット工学エンジニアの適切な組み合わせが重要である。特筆すべきは、開発プロセスが反復的であったことで、テストや設計の見直しの余地を残し、最終的には十分に機能する非常に有用なツールの配備を可能にした。
植物繁殖：採集技術の向上による効率化
植物が採取されると、増殖のために私たちの保護苗床に移されるか、生存性テストと保管のために私たちの種子ラボに移される。私たちは、採取したばかりの新鮮な種子や挿し木を迅速にスタッフに提供することで、これらの方法の有効性が高まっていることを目の当たりにしている。これらの植物の多くは、以前は知られていなかったものであるため、このような取り組みによって、原生植物コレクションの遺伝的多様性が高まり、環境悪化に直面しても安全な場所が提供されている。
実現可能な要因
以前は、植物学者はこれらの種が生息する遠隔地の崖の環境をスケールする必要があり、保全のための採集は困難で、増殖のために苗床スタッフに戻すのに時間がかかっていた。マンバ・メカニズムを使えば、コレクションは素早く収集され、苗床に移される。
教訓
新鮮な挿し木や種子の方が増殖の成功率は高い。
影響
崖の分類群の記録と保全のためにドローンを導入した過去7年間で、私たちは少なくとも30種の絶滅の危機に瀕した植物の既知の個体数を大幅に増やした。場合によっては、多数の植物をマッピングし、これらの種の既知の個体数を10倍に増やした。新しく開発されたマンバ・サンプリング・アームと組み合わせることで、17種の絶滅危惧種を採集し、その保全に役立てることができた。さらに、1種の新種を記載し（おそらくドローンで採取した標本から記載された最初の種）、その他のさまざまな植物学的異常（範囲の拡大、島の記録、未記載種）を記録した。
受益者
これまでのところ、保全スタッフと私たちが関わる種は、このパートナーシップと技術開発から大きな恩恵を受けている。多くの種がこのシステムによって保護状態が改善され、種の優先順位付けの見直しにつながっている。
さらに、ソリューションの拡張性について説明してください。他の地域やエコシステムに複製または拡大できますか？
この技術は、世界中のいくつかの島々で効果的に展開されているが、グローバル・コミュニティ全体がこの技術を手に取り、関心のある地域に展開する機会ははるかに広い。このシステムはユーザーフレンドリーで、ドローン初心者のパイロットでも簡単に習得できる。今後のソフトウェア開発は、自動化された植物の位置や収集により、保全プロセスをさらに合理化することを目指している。崖のある環境であれば、どこでもこのツールを適用できるだろう。さらに、樹冠生態系、密生した熱帯林、沖合の小島、デリケートな高山の生息地など、到達が困難な生息地でも、このツールの恩恵を受けることができるだろう。
グローバル生物多様性フレームワーク（GBF）
GBF目標1：生物多様性の損失を削減するための全地域の計画と管理
GBF目標4：種の絶滅を食い止め、遺伝的多様性を保護し、人間と野生生物の衝突を管理する
GBFターゲット8「気候変動による生物多様性への影響を最小化し、回復力を構築する
GBF目標9「野生種を持続可能な形で管理し、人々に利益をもたらす
GBF目標14「あらゆるレベルでの意思決定に生物多様性を組み込む
GBF目標20「生物多様性のための能力構築、技術移転、科学技術協力の強化
GBF目標21「生物多様性行動の指針となる知識の入手と利用の確保
持続可能な開発目標
SDG9 - 産業、イノベーション、インフラ
SDG13 - 気候変動対策
SDG 15 - 陸上での生活
SDGs17「目標のためのパートナーシップ
ストーリー
植物学者に届けられるHibiscadelphus woodiiのコレクション
Ben Nyberg
固有種のヒビスカデルフス・ウッディ（Hibiscadelphus woodii）は、1992年に発見・記載された。その直後、土砂崩れで3本が枯れ、この種の木は1本になった。18年間、この木を人工的に保護しようと、伐採や接ぎ木、さらには交配など、さまざまな保護活動が試みられた。この種を繁殖させることはできず、2009年に最後の木が枯れたとき、私たちはこの種が絶滅したと考えた。
2019年、ドローン技術を導入して近隣のアクセスしにくい崖の環境を調査するプロジェクトにより、この種を再び発見することができた！残念なことに、500mの崖の真ん中に生えていた2つの個体は、ロープを使った植物学者の手にはまったく届かなかった。エキサイティングな発見ではあったが、私たちはこの種の保護に無力だった。
アウトリーチ・ロボティクスのロボット工学の専門家がこの発見を知ったとき、私たちはすぐにプロジェクトで提携し、垂直の崖の生息地から挿し木を採取するのに役立つドローンベースのツールを開発した。 過去4年間、私たちは共同開発を行い、新しい設計を繰り返し、この作業を可能にするために必要なメカニズムを実地でテストしてきた。COVID-19の大流行によって実地テストは遅々として進まなかったが、そのおかげで研究室での時間をより集中させることができ、安定した効率的な、ミッションに対応できる高度に洗練されたツールが完成した。
2024年4月、私たちのチームはヘリコプターでカウアイ島の遠隔地にアクセスし、ドローンのメカニズムと現場スタッフを所定の場所に運び込んで採集を行った。ドローンとマンバは植物まで300メートル飛行し、既知の2個体から挿し木を採取することに成功した。これらの挿し木はその後、ヘリコプターで手運びされ、さらに飛行機で専門の増殖室がある別の島に運ばれた。私たちは、挿し木が発根し、初めて人工的に安全に生育していることを報告できることに興奮している。
私たちはヒビスカデルフス・ウッディーの場所を特定し、採集し、近代的な技術で栽培しており、この種の絶滅を防げたのではないかと期待している。
植物学の専門知識とドローン技術、そして最先端のエンジニアリングが組み合わさることで、このような人里離れた険しく垂直な生態系における私たちの仕事のやり方が変わりました。
