От роев дронов до древесных батарей: как новые технологии меняют экологию и охрану природы

Экология находится на пороге революции. Новые и перспективные технологии открывают невиданные возможности для изучения природы и сохранения биоразнообразия, что особенно актуально в условиях шестого массового вымирания.

Миниатюрные датчики для отслеживания

Современные методы «биологирования» предполагают оснащение животных миниатюрными сенсорами: акселерометрами, гироскопами, магнитометрами, микро-камерами и барометрами. Это позволяет с беспрецедентной точностью отслеживать их перемещения и измерять «физиологическую стоимость» поведения — насколько тяжело животному даётся достижение цели или поимка добычи. В будущем размещение данных о перемещениях в точных 3D-моделях среды позволит изучать, как особи реагируют друг на друга и окружение. Эта технология также поможет понять, меняют ли животные поведение из-за угроз, таких как инвазивные виды или изменение среды обитания.

Автономные транспортные средства

Экологи активно используют дроны и другие беспилотники для мониторинга видов и оценки изменений в экосистемах с высокой детализацией. Совмещение таких аппаратов с датчиками (например, тепловизорами) упрощает наблюдение за редкими, скрытными или ночными видами, а также потенциально помогает в борьбе с браконьерством.

3D-печать

Эта технология находит применение в создании лёгких и дешёвых трекеров для животных, а также в производстве сложных и точных моделей организмов для поведенческих исследований.

Биобатареи

Проблему энергоснабжения оборудования в полевых условиях, особенно в труднодоступных местах вроде густых лесов, могут решить «биобатареи». Они преобразуют природные источники химической энергии (например, крахмал) в электричество с помощью ферментов. «Подключение» к деревьям позволит долго и дёшево питать датчики и другое оборудование.

Комбинирование технологий

Настоящий прорыв произойдёт при объединении этих технологий. Можно представить сеть исследовательских станций с камерами и акустическими регистраторами, которые распознают образы и голоса животных с помощью маломощных компьютеров, питаемых от деревьев через биобатареи. Эти устройства смогут общаться друг с другом по маломощной дальней связи, отслеживая перемещения животных, и передавать данные в центральный узел. Рои дронов, работая вместе, смогут картографировать ландшафт и собирать данные беспроводным способом, а затем передавать их в облачное хранилище.

Эти достижения не только позволят получать более точные научные данные, но и сведут к минимуму disturbance (беспокойство) для видов и экосистем в процессе исследований, снизят стресс у животных и дадут более «естественную» картину взаимодействий в природе.

Для реализации этой техно-экологической революции необходимы междисциплинарное сотрудничество и соответствующая технологическая подготовка экологов на ранних этапах карьеры. Такие инициативы, как Wildlabs, Conservation Technology Working Group и TechnEcology, уже работают в этом направлении, но это только начало возможного пути.