Mamba: Uçurum Ortamlarında Nesli Tükenmekte Olan Bitkileri Korumak için Drone Tabanlı Bir Robotik Kol
Tam Çözüm
Mamba toplayan Lysimachia iniki
Outreach Robotics
Tropik adalar eşsiz floralara ev sahipliği yapar ve çok sayıda endemik bitki türüne ev sahipliği yapar. Tehditler, bu endemik bitki türlerinin %97'sinin tehlike altında, kritik tehlike altında veya nesli tükenmiş olarak listelendiği Hawaii'de önemli bir nüfus azalmasına yol açmıştır. Dikey uçurum habitatları, bitkileri bu tehditlerden korumak için refugia görevi görür. Ancak, bu habitatlar koruma çalışmalarını özellikle zorlaştırmakta ve botanikçileri uzak bitki popülasyonlarına erişmek için uçurumdan inmek gibi riskli ve zaman alıcı yöntemler kullanmaya zorlamaktadır. Kayalıklardaki bitkilerden örnekleme yapabilen ilk hava sistemi olan Mamba'yı geliştirdik. Sistem, Hibiscadelphus woodii de dahil olmak üzere nesli kritik derecede tehlike altında olan birçok türden tohum toplanmasına ve yakın zamanda yeni bir türün keşfedilmesine olanak sağladı: Schiedea waiahuluensis. Bu araçla yapılan koruma koleksiyonları fidanlıklarda gelişmekte olup, ulaşılması zor ortamlarda bulunan organizmalar için koruma döngüsü üzerindeki etkisini ve bitki neslinin tükenmesini önlemek için gerekli eylemleri göstermektedir.
Son güncelleme: 31 Oct 2025
83 Görünümler
Fotoğraf ve video galerisi
Bağlam
Ele alınan zorluklar
Artan insan baskısı, değişen iklim ve istilacı türlerin yayılmasıyla bitki neslinin tükenmesi hızlanmaktadır. Uçurum ekosistemleri bu tehditlere karşı bir miktar koruma sağlar, ancak bu habitatların dikey yapısı, burada meydana gelen biyolojik çeşitliliğin belgelenmesini ve korunmasını zorlaştırır. Birçok uçurum ekosistemi keşfedilmemiş ya da az keşfedilmiştir, bu da çok az şeyin bilindiği botanik karanlık noktalar bırakmaktadır. Ekosistemlerin korunması ve muhafaza edilmesinde kritik bir ilk adım, habitat ve bileşenleri hakkında temel bilgilere sahip olmaktır. Sosyal açıdan, bilgi eksikliği özellikle uzak veya koruma altındaki bölgelerde toplum katılımını ve farkındalığını sınırlamaktadır. Ekonomik olarak, bu habitatların araştırılmasına yönelik verimsiz veya modası geçmiş yöntemler maliyetleri artırmakta ve koruma stratejilerinin etkinliğini azaltmaktadır.
Konum
Kauai, Hawaii, Birleşik Devletler
Réunion
Madeira, Portekiz
Mikronezya Federal Devletleri
Doğu ve Güney Afrika
Batı ve Güney Avrupa
Okyanusya
Süreç
Sürecin özeti
Dronlar nadir endemik uçurum bitkilerini koruma şeklimizi değiştiriyor. Kritik tehlike altındaki bitki türlerini etkili bir şekilde araştırmamıza ve haritalamamıza olanak tanıyorlar, ardından bitkiler çoğaltılmak üzere koruma fidanlığımıza hızlı bir şekilde aktarılmak üzere toplanabiliyor.
Yapı Taşları
Drone Araştırması: uzak bitki popülasyonlarının konumu, haritalanması ve envanteri
Drone araçları, uçurum floralarının değerlendirilmesinde ilk adım olarak etkili olmuştur. Bu ortamların benzersiz bakış açılarını elde etmek için drone'ları kullanarak, artık kritik tehlike altındaki endemik uçurum türlerinin dağılımını ve bolluğunu haritalayabilir ve korunmalarını hızlandırabiliriz. Saha araştırmaları Hawaii, Palau Cumhuriyeti ve Madeira'da (Portekiz) gerçekleştirilmiş ve son derece olumlu sonuçlar alınmıştır.
Etkinleştirici faktörler
Drone teknolojisi geliştikçe ve ilerledikçe, bu araştırma metodolojisi bir dizi koruma uygulayıcısı için erişilebilir hale gelmiştir. Yüksek çözünürlüklü kamera sensörleri, büyük ağaçlardan küçük otsu organizmalara kadar bir dizi bitkinin tanımlanmasına olanak sağlamaktadır. Drone pilotları artık artan batarya kapasitesi sayesinde tek bir uçuşta 45 dakikaya kadar araştırma yapabilmektedir. Yazılım iyileştirmelerinden kaynaklanan kullanılabilirlik iyileştirmeleri, dronları yeni başlayanlar için güvenli ve verimli hale getirerek bu teknolojinin koruma uygulayıcıları tarafından alımını artırmaktadır. En önemlisi, dronlar daha yaygın bir şekilde kullanılabilir hale geldikçe, ilgili maliyetler azalmış ve onları çeşitli uygulamalar için harika bir araç haline getirmiştir
Çıkarılan dersler
Drone'lar, özellikle uçurumlar veya ağaç gölgelikleri gibi erişilmesi zor ortamlarda, kritik tehlike altındaki türlerin yeri ve envanteri için etkili araçlardır. Uçurum habitatlarının değerlendirilmesi, bu alanlarda türlerin korunması için kritik öneme sahip olacaktır, çünkü türlerin nerede oluştuğuna dair temel bilgiler koruma eylemlerine rehberlik edebilir ve peyzaj korumasına öncelik verilmesine yardımcı olabilir.
Drone ile Toplama: Erişilemeyen bitkileri toplamak için drone tabanlı bir robotik kol kullanmak
Mamba aracı, bir önceki yapı taşında tanımladığımız ve haritalandırdığımız tehlike altındaki türlerden tohumlar veya kesimler yoluyla bitki materyali toplamamızı sağlar. Bu araç 1000 metrenin üzerinde etkili bir menzile sahiptir ve en ulaşılmaz alanları bile yönetim eylemleri için kullanılabilir hale getirir.
Etkinleştirici faktörler
Bu aracın deneyimli robotik mühendisleri tarafından geliştirilmesi, Ulusal Tropikal Botanik Bahçesi'ndeki saha personeli ve Bitki Yok Oluşunu Önleme Programı'ndaki ortaklar tarafından birçok türün korunmasını hızlandırdı. Mamba, hedef türe ve koruma için gerekli malzeme türüne bağlı olarak özelleştirilebilir toplama sağlayan değiştirilebilir bir kafa sistemine sahiptir. Bu mekanizmanın bileşenlerinin çoğu, hızlı geliştirme süreçleri için uygun maliyetli ve esnek olan 3D baskılıdır. Mamba, maliyeti ve yapım süresini de azaltan hazır drone bileşenleri ile inşa edilmiştir. Bu aracın geliştirilmesi doktora öğrencileri tarafından üstlenilmiştir ve bu uygulama için özel olarak tasarlanmış son teknoloji donanım ve yazılım çözümlerini entegre etmektedir.
Çıkarılan dersler
Bu tür bir projeyi üstlenirken, deneyimli saha personeli ile profesyonel robotik mühendislerinin uygun şekilde eşleştirilmesi kritik öneme sahiptir, çünkü her iki taraf da hem geliştirme hem de etkili koruma hususlarına rehberlik etmek için önemli bilgiler sağlar. Geliştirme sürecinin yinelemeli olduğunu, tasarımı test etmek ve revize etmek için alan bıraktığını ve nihayetinde iyi işleyen ve son derece kullanışlı bir aracın konuşlandırılmasına izin verdiğini belirtmek gerekir.
Bitki Çoğaltma: Geliştirilmiş toplama teknikleri ile artan verimlilik
Bitkiler toplandıktan sonra, çoğaltılmak üzere koruma fidanlığımıza veya canlılık testi ve depolama için tohum laboratuvarımıza aktarılır. Bu yöntemlerin etkinliğinin arttığını, yeni toplanan tohumların ve çeliklerin hızlı bir şekilde personelimize ulaştığını görüyoruz. Bu bitkilerin çoğu daha önce bilinmediğinden, bu eylemler ex-situ koleksiyonların genetik çeşitliliğini artırmakta ve çevresel bozulma karşısında güvenli bir yer sağlamaktadır.
Etkinleştirici faktörler
Daha önce, botanikçilerin bu türlerin bulunduğu uzak uçurum ortamlarını ölçeklendirmeleri gerekiyordu, bu da koruma koleksiyonlarının toplanmasını ve çoğaltılması için fidanlık personeline geri aktarılmasını zor ve zaman alıcı hale getiriyordu. Mamba mekanizması ile koleksiyonlar hızlı bir şekilde toplanır ve fidanlığa aktarılır.
Çıkarılan dersler
Taze çelikler ve tohumlar çoğaltmada daha yüksek başarı oranına sahiptir.
Etkiler
Uçurum taksonlarının belgelenmesi ve korunması için insansız hava araçları kullandığımız son yedi yılda, kritik tehlike altındaki en az 30 bitki türünün bilinen popülasyonlarını önemli ölçüde artırdık. Bazı durumlarda, çok sayıda bitkiyi tek tek haritaladık ve bu türlerin bilinen popülasyonlarında on kat artışa yol açtık. Yeni geliştirilen Mamba örnekleme kolu ile eşleştirildiğinde, korunmalarına yardımcı olmak için kritik tehlike altındaki 17 türü topladık. Buna ek olarak, bir yeni tür tanımladık (belki de drone ile toplanan örneklerden tanımlanan ilk tür) ve bir dizi başka botanik anomoliyi (menzil genişletmeleri, ada kayıtları ve tanımlanmamış türler) belgeledik.
Yararlanıcılar
Şimdiye kadar, koruma personeli ve birlikte çalıştığımız türler bu ortaklıktan ve teknoloji gelişiminden büyük fayda sağladı. Birçok türün koruma statüsü bu sistem sayesinde iyileştirildi ve türlerin önceliklendirilmesinde revizyonlara yol açtı.
Ayrıca, Çözümünüzün ölçeklenebilirlik potansiyelini açıklayın. Diğer bölgelere veya ekosisteme kopyalanabilir veya genişletilebilir mi?
Bu teknoloji dünya çapında birkaç ada zincirinde etkili bir şekilde kullanılmış olsa da, küresel toplumun genelinin bu teknolojiyi alıp kendi ilgi bölgelerinde kullanması için çok daha geniş bir fırsat var. Bu sistem kullanıcı dostudur ve yeni başlayan drone pilotları için öğrenmesi kolaydır. Gelecekteki yazılım geliştirmeleri, otomatik bitki konumu veya toplama ile koruma sürecini daha da kolaylaştırmayı amaçlamaktadır. Uçurum ortamlarının olduğu her yerde bu araç uygulanabilir. Ayrıca, kanopi ekosistemleri, yoğun bitki örtüsüne sahip tropikal ormanlar, açık deniz adacıkları veya hassas alpin habitatları gibi ulaşılması zor habitatlar da bu araçlardan faydalanabilir.
Küresel Biyoçeşitlilik Çerçevesi (GBF)
GBF Hedef 1 - Biyoçeşitlilik Kaybını Azaltmak için Tüm Alanları Planlayın ve Yönetin
GBF Hedef 4 - Türlerin Yok Oluşunu Durdurmak, Genetik Çeşitliliği Korumak ve İnsan-Yaban Hayatı Çatışmalarını Yönetmek
GBF Hedef 8 - İklim Değişikliğinin Biyoçeşitlilik Üzerindeki Etkilerini En Aza İndirmek ve Dayanıklılık Oluşturmak
GBF Hedef 9 - İnsanlara Fayda Sağlamak İçin Yabani Türleri Sürdürülebilir Şekilde Yönetmek
GBF Hedef 14 - Biyoçeşitliliğin Her Düzeyde Karar Alma Sürecine Entegre Edilmesi
GBF Hedef 20 - Biyoçeşitlilik için Kapasite Geliştirme, Teknoloji Transferi ve Bilimsel ve Teknik İşbirliğinin Güçlendirilmesi
GBF Hedef 21 - Biyoçeşitlilik Eylemine Yön Verecek Bilginin Mevcut ve Erişilebilir Olmasını Sağlamak
Sürdürülebilir Kalkınma Hedefleri
SKA 9 - Sanayi, yenilikçilik ve altyapı
SDG 13 - İklim eylemi
SKA 15 - Karada yaşam
SKA 17 - Hedefler için ortaklıklar
Hikaye
Hibiscadelphus woodii koleksiyonları botanikçilere teslim ediliyor
Ben Nyberg
Endemik ağaç türü Hibiscadelphus woodii ilk olarak 1992 yılında keşfedilmiş ve tanımlanmıştır ve sadece dört ayrı bitkiden bilinmektedir. Kısa bir süre sonra, bir heyelan üç bireyi öldürdü ve tür için tek bir ağaç bıraktı. 18 yıl boyunca, ağacı ex situ olarak korumak amacıyla kesme, aşılama ve hatta çapraz tozlaşma gibi çok sayıda koruma eylemi denendi. Tür hiçbir zaman çoğaltılamadı ve son ağaç 2009 yılında öldüğünde, türün yok olduğunu düşündük.
2019 yılında, yakın bölgelerdeki erişilemeyen uçurum ortamlarını araştırmak için drone teknolojisini kullanan bir proje bu türü yeniden bulmayı başardı! Ne yazık ki, 500 metrelik bir uçurumun ortasında bulduğumuz iki birey, ipteki botanikçiler tarafından tamamen ulaşılamaz durumdaydı. Bu heyecan verici bir bulguydu, ancak türün korunması konusunda çaresizdik.
Outreach Robotics'teki robotik uzmanları bu keşfi öğrendiğinde, dikey uçurum habitatlarından çelik toplamaya yardımcı olacak drone tabanlı bir araç geliştirmek için hızla projeye ortak olduk. Geçtiğimiz dört yıl boyunca, bu çalışmayı mümkün kılmak için gereken mekanizmaları birlikte geliştiriyor, yeni tasarımları yineliyor ve sahada test ediyoruz. COVID-19 pandemisi saha testlerimizi yavaşlatsa da, laboratuvarda daha fazla zaman geçirmemize ve kararlı, verimli ve göreve hazır, son derece rafine bir araç geliştirmemize olanak sağladı.
Nisan 2024'te ekibimiz Kauai'nin uzak bölgesine helikopterle erişti, drone mekanizmalarını ve saha personelini koleksiyonumuzu yapmak için yerine taşıdı. Drone ve Mamba bitkilere 300 metre kadar uçtu ve bilinen her iki bireyden de başarılı bir şekilde çelikler toplayabildi. Bu çelikler daha sonra helikopterle elle taşındı, ardından da bu bitkileri bir fidanlık ortamında tesis etmek amacıyla özel çoğaltma odaları bulunan başka bir adaya uçakla götürüldü. Çeliklerin köklendiğini ve şu anda ilk kez ex situ olarak güvenli bir şekilde büyüdüğünü bildirmekten heyecan duyuyoruz.
Hibiscadelphus woodii 'yi modern teknolojiyle bulduk, topladık ve yetiştirdik ve bu türün neslinin tükenmesini önlediğimizden umutluyuz.
Botanik uzmanlığının drone teknolojisi ve son teknoloji mühendislikle birleşimi, bu uzak, engebeli, dikey ekosistemlerde çalışma şeklimizi değiştirdi.
Katkıda bulunanlarla bağlantı kurun
Diğer katkıda bulunanlar
Guillaume Charron
Sosyal Yardım Robotları
Ulusal Tropikal Botanik Bahçesi
Ulusal Tropikal Botanik Bahçesi
Scott Heintzman
Bitki Yok Oluşunu Önleme Programı