A drónok feladata a szakemberek segítése a több mint egymilliós egyedből álló Adélie pingvinkolóniák megfigyelését. A rendszer két négyzetkilométeres területen mintegy háromszázezer fészkelő párról, míg egy másikon háromezerről készített részletes vizuális anyagot.

Szemléltetésképp: az ember által vezetett drónoknak korábban legalább két napba telt a felderítés az említett helyszíneken, most viszont mindkettővel két és félóra alatt végeztek. Mindez egy úttervező algoritmusnak köszönhető, ami tökéletesen koordinálta a drónokat; hol kettőt, hol négyet, biztosította az eredményes lefedettséget, miközben korlátozta a visszaléptetést és a felesleges plusz köröket.

Továbbá ez volt az első alkalom, amikor drónrajjal készítették a légi felvételeket, mivel eddig általában helikopterrel vagy csupán egy drónnal oldották meg a pingvinek megfigyelését.

Bár helikopterről nagyon jó minőségű képeket készítettek, a költségek viszont meglehetősen magasak voltak, sok üzemanyagot igényeltek, és a madarakat is nagyobb eséllyel zavarták. Az egymagukban repülő drónokkal pedig túl időigényesnek bizonyult a megfigyelés, ráadásul biztonságos távolságból, a kolóniától legalább öt kilométerről kell útnak indítani őket. A navigációjuk is bonyolult, és mindezek tetejébe elemeik élettartama szintén problémát jelent. Csupán tizenkét-tizenöt percig bírják, így gyakran ingáznak oda- és vissza a megfigyelési terep és a töltőállomás között.

Mivel a szakemberek az Antarktiszon dolgoznak, az időjárási és légköri viszonyok sűrűn, sokszor egyik pillanatról a másikra változnak. A gyorsaság ezért is kiemelten fontos. „Az autonóm robotok csoportja hatékony segítséget jelenthet a világ kezelésében, megváltoztatásában, vagy a környezetünk korábban elképzelhetetlen léptékű átalakításában” – idézi Marc Schwager, stanfordi kutatót, az algoritmus egyik fejlesztőjét az intézet közleménye.

Minden kezdet nehéz

A történet egyébként meglehetősen viccesen indult, Schwager ugyanis egy véletlenül jött ismertségnek köszönheti a pingvin-projektet: 2016 júniusában, a sógornője esküvőjén megismerkedett Annie Schmidttel, aki éppen arra kereste a választ, hogyan térképezhetné fel minden eddiginél hatékonyabban a teljes pingvinkolóniát, a férfi pedig meglátta ebben a lehetőséget. A többi, pedig ahogy mondani szokás, már történelem. A dolgok persze nem haladtak gyorsan, egészen konkrétan három évet kellett várniuk, mire Kunal Shahal, Schwager tanítványával együtt megérkeztek a McMurdo megfigyelőállomásra.  (Schwagert időközben máshová szólította munkája, így nem lehetett jelen küldetésük befejezéséig.) Ahogy a Shah fogalmazott, a kezdetek nem sok jót ígértek: "A kezeim majd megfagytak. A drón elemei túl hidegek voltak ahhoz, hogy működjenek. A drón távirányítója túl hideg volt. A telefonom túl hideg volt, és figyelmeztetően villogott."

"Csak arra tudtam gondolni, hogy két és fél hónapot kell itt eltöltenem, és ez még csak az első nap."

Nem csak a pingvinek életét kísérték figyelemmel

A kutatók más felhasználási lehetőségeket is látnak rendszerükben, például a forgalom megfigyelését és a tűzesetek nyomon követését. Néhány változatos tesztet már el is végeztek a kaliforniai Marinban egy nagy tanya felett, hogy felmérjék az állatállomány legeltetésére rendelkezésre álló növényzetet. Drónjaikat továbbá kivitték a kaliforniai-nevadai határ közelében lévő Mono-tóhoz is, a tó középpontjában található Paoha-sziget közelében élő kaliforniai sirályállomány felmérésére. Az Antarktiszhoz hasonlóan a Mono-tó tesztjének is megvoltak a maga kihívásai - a madarak kisebbek voltak, a kutatóknak ki kellett hajózniuk a helyszínre, mielőtt elengedték volna a drónokat, és fennállt a veszélye, hogy elveszítik a gépeket a vízben, ami szerencsére nem történt meg.

A pingvinbiológusok a maguk részéről továbbra is a populáció méretének, születési arányának és fészkelési sűrűségének mérésére összpontosítanak, és várhatóan még ebben az évben végrehajtják a pingvinek megfigyelésének második fordulóját. A koronavírus-járvány miatt azonban a csapat ezúttal teljesen a maga ura lesz. Ami pedig a kutatás összképét illeti, a kutatók azt remélik, hogy megfigyeléseik az autonóm robotika területén is hasznosíthatóak lesznek. "Az emberek soha nem tudnának csak úgy felugrani az égre, és megszámolni háromszázezer pingvint vagy nyomon követni egy erdőtüzet" - mondja Schwager. Szerinte az autonóm robotcsapatok hatékonyan segíthetnek abban, hogy változó világunkat, változó környezetünket olyan mértékben irányítsuk, mint még soha.

(Fotó: Kunal Shah, Parker Levinson via stanford.eu)