在夏威夷考艾島(Kauai)的危聳稜線上,有株纖弱植物從岩石裡冒出來,綻開一簇黃花。這裡僅有風聲、崖邊海浪的低語,以及無人機的嗡嗡聲。無人機懸吊了由自身螺旋槳來保持穩定的懸浮式機器手臂,機器手臂切斷這棵植物的莖,然後小心翼翼地帶走。隨著小小的洋漆姑屬(Schiedea)樣本葉子在空中擺動,無人機下降並把樣本直接遞交給在下方等待的研究人員。
這個場景是一項近期研究的工作環節之一,已經針對不同植物物種重複了幾十次,顯示無人機能幫助科學家從無法到達或危險的地點採集稀有或瀕危的植物。
美國史密森尼學會的植物學家華格納(Warren Wagner)評論:「這是了不起的科技發展與應用,比一個人四處跋涉還要能取得更多資訊。」他沒有參與這項研究,但在此學會的相關機構美國國家熱帶植物園擔任副研究員。
這項研究立基於針對考艾島超過250種原生植物物種進行幾十年植物學調查,研究結果發表於去年9月的《科學報導》。過往植物學家會從島上陡峭的岩壁攀繩垂降,採集特定植物的樣本,然後培育在苗圃中,以延續這些瀕臨滅絕的物種。論文共同作者、美國國家熱帶植物園的地理學家兼無人機專家奈伯格(Ben Nyberg)與團隊採取了不同做法,利用市售無人機吊起全新打造的獨立機器工具(名為曼巴)。操作員會控制螺旋槳使曼巴保持穩定,並精準操縱側向移動,讓曼巴能抓住每株要採集的植物。
曼巴的取樣組件包括一個可以像手腕一樣移動的抓臂(上面鋪著海棉),以及一個把植物的莖拉向刀片的鉤子。接著,團隊打算幫曼巴裝上其他工具,例如用來吸進樣本的真空吸取器,或是為了重新栽種而在懸崖側壁使用噴灑種子與生長介質混合漿的噴嘴。
類似的無人機系統能幫助研究人員進出其他險惡區域,例如比亞馬遜叢林更高的平台山區(tabletop mountains)或美國西南部「天空之島」(沙漠中倏然拔地而起的獨立山脈)。即將在丹麥哥本哈根大學取得博士學位的奈伯格說:「這讓使用者無論身在何處,都能從完全無法抵達的區域進行採集。」
植物學家薩凱(Ann Sakai)說:「很多僅見於夏威夷的稀有或瀕危物種喜歡這些懸崖棲地,即使是採集經驗老道的田野生物學家,要調查這些植物的族群大小並採集種子,仍有很大風險。」這次研究期間採集到的種子,可能是全新發現的洋漆姑屬,在薩凱與丈夫魏勒(Steve Weller)的協助下,目前栽種於美國加州大學爾灣分校。兩人研究洋漆姑屬超過30年,魏勒說:「研究人員能夠用我們透過垂降永遠無法抵達的方式,詳細標定出植物族群。」