When we think of Nepal, we tend to think of the snow-capped mountains of the Himalayas, the crystal-clear still waters of its alpine lakes, or the huge expanse of its grasslands. What some of us may not realize is that in the Himalayan foothills, where the climate is much warmer and the landscape much greener, there lives a great diversity of wildlife, including the one-horned rhinoceros, the Asian elephant and the Bengal tiger. But unfortunately, these animals are under constant threat from poachers who hunt and kill them for their body parts. To stop the killing of these animals, battalions of soldiers and rangers are sent to protect Nepal's national parks, but that is not an easy task, because these soldiers have to patrol thousands of hectares of forests on foot or elephant backs. It is also risky for these soldiers when they get into gunfights with poachers, and therefore Nepal is always looking for new ways to help with protecting the forests and wildlife.
Khi chúng ta nghĩ về Nepal chúng ta thường nghĩ đến những đỉnh núi tuyết phủ của dãy Himalaya, những hồ nước trong như pha lê ở trên núi hay những đồng cỏ bao la, Điều mà một số chúng ta có lẽ không nhận ra đó là vùng chân núi Himalayan, nơi khí hậu ấm áp hơn nhiều và khung cảnh cũng xanh tươi hơn, nơi đây có sự sinh sống đa dạng của các loài động vật hoang dã , bao gồm loài tê giác một sừng, loài voi châu Á và loài hổ Bengal. Nhưng thật không may, những loài động vật này đang nằm dưới sự đe dọa thường trực từ những kẻ săn trộm săn và giết để lấy các bộ phận cơ thể. Để ngăn chặn sự giết hại động vật hoang dã này, các lực lượng quân đội và kiểm lâm được gửi đến để bảo vệ công viên quốc gia Nepal, nhưng đó không phải là một nhiệm vụ dễ dàng, bởi những người lính này cần phải tuần tra hàng ngàn héc ta rừng nguyên sinh bằng cách đi bộ hoặc trên lưng voi. Công việc này cũng nguy hiểm với những người lính khi họ phải đấu súng với bọn lâm tặc, và do đó Nepal luôn luôn trông chờ một phương pháp mới để bảo vệ những khu rừng và động vật hoang dã.
Well recently, Nepal acquired a new tool in the fight against wildlife crime, and these are drones, or more specifically, conservation drones. For about a year now, my colleagues and I have been building drones for Nepal and training the park protection personnel on the use of these drones. Not only does a drone give you a bird's-eye view of the landscape, but it also allows you to capture detailed, high-resolution images of objects on the ground. This, for example, is a pair of rhinoceros taking a cooling bath on a hot summer day in the lowlands of Nepal. Now we believe that drones have tremendous potential, not only for combating wildlife crime, but also for monitoring the health of these wildlife populations.
Vừa mới đây, Nepal vừa có được một công cụ mới trong cuộc chiến chống lâm tặc, đó là máy bay không người lái, cụ thể hơn, máy bay bảo vệ không người lái. Gần một năm nay, các đồng nghiệp và tôi đang xây dựng những chiếc máy bay không người lái cho Nepal và huấn luyện nhân viên bảo vệ cách sử dụng những chiếc máy bay này. Những chiếc máy bay không chỉ cho bạn một tầm nhìn bao quát khung cảnh, mà còn cho phép bạn chụp lại ảnh chi tiết, những bức ảnh độ phân giải cao của những đối tượng trên mặt đất. Đây là một ví dụ, một cặp tê giác đang ngâm mình dưới dòng nước trong một ngày hè nóng nực trong vùng đất trũng của Nepal. Giờ đây chúng ta tin tưởng rằng máy bay không người lái có một tiềm năng to lớn, không chỉ cho cuộc chiến với lâm tặc, mà còn cho việc kiểm tra sức khỏe của các bầy động vật hoang dã.
So what is a drone? Well, the kind of drone I'm talking about is simply a model aircraft fitted with an autopilot system, and this autopilot unit contains a tiny computer, a GPS, a compass, a barometric altimeter and a few other sensors. Now a drone like this is meant to carry a useful payload, such as a video camera or a photographic camera. It also requires a software that allows the user to program a mission, to tell the drone where to go.
Vậy máy bay không người lái là gì? Loại máy bay mà tôi đang nói ở đây đơn giản là một mô hình máy bay được gắn một hệ thống lái tự động, và đơn vị lái tự động này có chứa mội máy tính nhỏ, một GPS, một la bàn và một cao kế khí áp và một ít cảm biến khác. Hiện nay một chiếc như thế này có nhiệm vụ mang một số công cụ hữu ích, như một máy quay video hoặc một máy ảnh kĩ thuật số. Chúng còn đòi hỏi mội phần mềm cho phép người dùng lập trình một nhiệm vụ, để nói cho máy bay biết những việc phải làm.
Now people I talk to are often surprised when they hear that these are the only four components that make a conservation drone, but they are even more surprised when I tell them how affordable these components are. The facts is, a conservation drone doesn't cost very much more than a good laptop computer or a decent pair of binoculars.
Hiện nay những người tôi nói chuyện với thường ngạc nhiên khi họ nghe rằng chỉ có bốn bộ phận cấu thành một chiếc máy bay bảo tồn không người lái, nhưng họ còn ngạc nhiên hơn khi tôi nói với họ về giá cả phải chăng của những bộ phận này. Sự thật là, một chiếc máy bay không bảo vệ người lái không quá đắt hơn một chiếc laptop xịn hay một cặp ống nhòm tốt.
So now that you've built your own conservation drone, you probably want to go fly it, but how does one fly a drone? Well, actually, you don't, because the drone flies itself. All you have to do is to program a mission to tell the drone where to fly. But you simply do that by clicking on a few way points on the Google Maps interface using the open-source software. Those missions could be as simple as just a few way points, or they could be slightly longer and more complicated, to fly along a river system. Sometimes, we fly the drone in a lawnmower-type pattern and take pictures of that area, and those pictures can be processed to produce a map of that forest. Other researchers might want to fly the drone along the boundaries of a forest to watch out for poachers or people who might be trying to enter the forest illegally.
Bây giờ nếu bạn đã làm xong chiếc máy bay của riêng bạn bạn hẳn rất muốn lái nó, nhưng làm thế nào để lái một chiếc máy bay không người lái? Thực ra, bạn không lái, chiếc máy bay tự lái nó. Tất cả những gì phải làm là lập trình một nhiệm vụ để truyền đạt cho chiếc máy lộ trình bay. Nhưng bạn cũng làm nó đơn giản bằng cách click vào một số điểm bay trên giao diện Google Maps sử dụng phần mềm mã nguồn mở. Những nhiệm vụ này có thể chỉ đơn giản với một ít điểm bay, hoặc chúng có thể dài hơn và phức tạp hơn một chút, để bay dọc theo một hệ thống sông. Đôi lúc, chúng tôi cho máy bay bay theo kiểu cắt cỏ và chụp ảnh của khu vực đó, và những bức ảnh này được xử lý để sản xuất một bản đồ của khu rừng đó. Các nhà nghiên cứu khác có thể muốn bay máy bay dọc đường biên của một khu rừng để theo giõi lâm tặc hoặc con người muốn đột nhập vào khu rừng bất hợp pháp.
Now whatever your mission is, once you've programmed it, you simply upload it to the autopilot system, bring your drone to the field, and launch it simply by tossing it in the air. And often we'll go about this mission taking pictures or videos along the way, and usually at that point, we will go grab ourselves a cup of coffee, sit back, and relax for the next few minutes, although some of us sit back and panic for the next few minutes worrying that the drone will not return. Usually it does, and when it does, it even lands automatically.
Dù nhiệm vụ của bạn là gì, một khi bạn đã lập trình nó, bạn chỉ cần tải lên hệ thống tự động lái, mang chiếc máy bay tới cánh đồng. và khởi động nó đơn giản bằng cách phóng lên không trung. Thường thường chúng tôi thực hiện những nhiệm vụ này chụp ảnh và ghi hình lại công việc, và luôn luôn như thế này, chúng tôi sẽ nhâm nhi một tách cà phê, ngả lưng, và thư giãn chờ đợi một vài phút sau, mặc dù một số trong chúng tôi ngồi chờ đợi trong lo lắng suốt một vài phút tới lo lắng rằng những chiếc máy bay sẽ không trở về. Thường thường chúng trở về, và khi trở về, chúng thậm chí còn hạ cánh tự động.
So what can we do with a conservation drone? Well, when we built our first prototype drone, our main objective was to fly it over a remote rainforest in North Sumatra, Indonesia, to look for the nest of a species of great ape known as the orangutan. The reason we wanted to do that was because we needed to know how many individuals of this species are still left in that forest. Now the traditional method of surveying for orangutans is to walk the forest on foot carrying heavy equipment and to use a pair of binoculars to look up in the treetops where you might find an orangutan or its nest. Now as you can imagine, that is a very time-consuming, labor-intensive, and costly process, so we were hoping that drones could significantly reduce the cost of surveying for orangutan populations in Indonesia and elsewhere in Southeast Asia. So we were very excited when we captured our first pair of orangutan nests on camera. And this is it; this is the first ever picture of orangutan nests taken with a drone. Since then we have taken pictures of dozens of these nests from around various parts of Southeast Asia, and we're now working with computer scientists to develop algorithms that can automatically count the number of nests from the thousands of photos we've collected so far.
Vậy chúng ta có thể làm gì với một chiếc máy bay giám sát không người lái? Khi chúng tôi xây dựng mẫu máy bay không người lái đầu tiên, mục đích chính của chúng tôi là cho chúng bay trên một khu rừng xa ở Bắc Sumatra, Indonesia, để quan sát tổ của một loài khỉ lớn còn được gọi là đười ươi. Lý do chúng tôi làm việc này là vì chúng tôi cần biết có bao nhiêu cá thể của loài này còn sống trong khu rừng này. Giờ đây, phương thức khảo sát đo đếm cho cá thể đười ươi là bằng cách đi bộ trong rừng mang nhiều thiết bị nặng và sử dụng một cặp ống nhòm để nhìn lên các ngọn cây nơi bạn có thể tìm thấy một chú đười ươi hoặc tổ của nó. Bây giờ bạn có thể tưởng tượng, đó là môt công việc tiêu tốn thời gian, công sức, và chi phí cao, vậy nên chúng ta hi vọng những chiếc máy bay này có thể giảm thiểu đáng kể chi phí cho quá trình khảo sát số lượng loài đười ươi ở Indonesia và các nơi khác tại Đông Nam Á. Vậy nên chúng tôi rất phấn khích khi chụp hình được cặp tổ đười ươi đầu tiên trên camera. Và đây là nó; bức ảnh đầu tiên của tổ đười ươi chụp bởi máy bay không người lái. Từ đó chúng tôi đã chụp được ảnh của hàng chục những chiếc tổ như vật từ rất nhiều cánh rừng ở Đông Nam Á, và hiện nay chúng tôi đang làm việc với các nhà khoa học lập trình để phát triển thuật toán có thể tự động đếm số tổ đười ươi từ hàng ngàn bức ảnh mà chúng tôi thu thập được từ trước.
But nests are not the only objects these drones can detect. This is a wild orangutan happily feeding on top of a palm tree, seemingly oblivious to our drone that was flying overhead, not once but several times. We've also taken pictures of other animals including forest buffalos in Gabon, elephants, and even turtle nests.
Nhưng tổ không phải đối tượng duy nhất những chiếc máy bay có thể phát hiện. Đây là một chú đười ươi hoang dã đang hạnh phúc ăn uống trên ngọn những cây cọ, dường như rõ ràng đối với những chiếc máy bay đang bay trên chúng, không phải một mà vài lần. Chúng tôi còn chụp ảnh được các loài động vật khác bao gồm trâu rừng ở Gabon, voi, và thậm chí cả tổ rùa.
But besides taking pictures of just the animals themselves, we also take pictures of the habitats these animals live in, because we want to keep track of the health of these habitats. Sometimes, we zoom out a little and look at other things that might be happening in the landscape. This is an oil palm plantation in Sumatra. Now oil palm is a major driver of deforestation in that part of the world, so we wanted to use this new drone technology to keep track of the spread of these plantations in Southeast Asia. But drones could also be used to keep track of illegal logging activities. This is a recently logged forest, again in Sumatra. You could even still see the processed wooden planks left on the ground.
Nhưng bên cạnh việc chụp ảnh chỉ bản thân những con vật, chúng tôi còn chụp ảnh của hệ sinh thái nơi những loài vật này đang sinh sống, bởi vì chúng tôi muốn theo giõi sức khỏe của hệ sinh thái này. Đôi lúc, chúng tôi phóng tầm nhìn ra một ít và quan sát các thứ khác có thể đang xảy ra trên mặt đất. Đây là khu vườn ươm dầu cọ ở Sumatra. Ngày nay dầu cọ là nguyên nhân chủ yếu của việc tàn phá rừng tại khu vực này, nên chúng tôi muốn sử dụng công nghệ mới này để theo dõi sự lan tỏa của những vườn ươm này tại Đông Nam Á. Nhưng máy bay còn có thể được dùng để theo giõi chặt phá rừng bất hợp pháp. Đây là một khu rừng vừa bị chặt phá gần đây, lặp lại ở Sumatra. Bạn thậm chí vẫn còn có thể thấy những ván gỗ bỏ lại trên mặt đất.
But perhaps the most exciting part about taking pictures from the air is we could later stitch these pictures together using special software to create a map of the entire landscape, and this map gives us crucial information for monitoring land use change, to let us know where and when plantations might be expanding, where forests might be contracting, or where fires might be breaking out. Aerial images could also be processed to produce three-dimensional computer models of forests. Now these models are not just visually appealing, but they are also geometrically accurate, which means researchers can now measure the distance between trees, calculate surface area, the volume of vegetation, and so on, all of which are important information for monitoring the health of these forests. Recently, we've also begun experimenting with thermal imaging cameras. Now these cameras can detect heat-emitting objects from the ground, and therefore they are very useful for detecting poachers or their campfires at night.
Nhưng có lẽ điều thú vị nhất về chụp ảnh từ không trung đó là sau đó chúng ta có thể ghép những bức ảnh lại với nhau sử dụng một phần mềm đặc biệt để tạo bản đồ của toàn thể khung cảnh, và những bản đồ này cho chúng ta những thông tin cốt yếu cho điều hành chuyển đổi sử dụng của đất đai để cho chúng ta biết nơi nào và khi nào những vương ươm nên mở rộng, nơi nào rừng có thể được bỏ thầu, hay nơi nào cháy rừng có thể bùng phát. Hình ảnh từ không trung có thể được xử lý để tạo ra mô hình ba chiều của khu rừng. Hiện nay những mô hình này không chỉ hấp dẫn thị giác, mà chúng còn đảm bảo chính xác về hình học, có nghĩa là các nhà nghiên cứu có thể đo đạc khoảng cách giữa các cây cối, tính toán diện tích khu vực, diện tích che phủ, và nhiều nữa, tất cả đều là những thông tin quan trọng để thẩm định sức khỏe của những khu rừng này. Gần đây, chúng tôi còn bắt đầu thí nghiệm với camera hồng ngoại. Hiện nay những chiếc camera này có thể phát hiện những vật thể tỏa nhiệt từ mặt đất, và do đó chúng rất hữu ích cho việc phát hiện lâm tặc và những lều trại của chúng vào ban đêm.
So I've told you quite a lot about what conservation drones are, how you might operate one of these drones, and what a drone could do for you. I will now tell you where conservation drones are being used around the world. We built our first prototype drones in Switzerland. We brought a few of these to Indonesia for the first few test flights. Since then, we've been building drones for our collaborators from around the world, and these include fellow biologists and partners from major conservation organizations.
Vậy là tôi đã nói rất nhiều về máy bay bảo vệ không người lái là gì, làm thế nào để điều hành được chúng, và chúng có thể làm gì cho bạn. Bây giờ tôi sẽ nói những nơi nào máy bay không người lái đang được sử dụng trên thế giới. Chúng tôi xây dựng mẫu đầu tiên ở Thụy Sĩ. Chúng tôi mang một ít tới Indonesia cho một vài cuộc bay thử nghiệm. Từ lúc đó, chúng tôi đã xây dựng máy bay không người lái cho các cộng tác trên khắp thế giới, và chúng bao gồm các đồng sự sinh vật học và các thành viên từ cộng đồng các tổ chức bảo tồn.
Perhaps the best and most rewarding part about working with these collaborators is the feedback they give us on how to improve our drones. Building drones for us is a constant work in progress. We are constantly trying to improve them in terms of their range, their ruggedness, and the amount of payload they can carry. We also work with collaborators to discover new ways of using these drones. For example, camera traps are a common tool used by biologists to take pictures of shy animals hiding in the forests, but these are motion-activated cameras, so they snap a picture every time an animal crosses their path. But the problem with camera traps is that the researcher has to go back to the forest every so often to retrieve those images, and that takes a lot of time, especially if there are dozens or hundreds of these cameras placed in the forest. Now a drone could be designed to perform the task much more efficiently. This drone, carrying a special sensor, could be flown over the forest and remotely download these images from wi-fi–enabled cameras.
Có thể phần thưởng lớn nhất khi được làm việc với những cộng sự này đó là những phản hồi của họ cho chúng tôi để chúng tôi có thể cải thiện những chiếc máy bay này. Việc xây dựng máy bay không người lái đối với chúng tôi là một công việc luôn luôn diễn tiến. Chúng tôi luôn luôn cố gắng cải thiện chúng về tầm xa, sức mạnh, và khối lượng chúng có thể vận chuyển. Chúng tôi còn làm việc cùng các cộng sự để khám phá những cách thức mới sử dụng những chiếc máy bay này. Ví dụ, bẫy camera là công cụ thông thường được sử dụng bởi các nhà sinh vật học để chụp hình những con vật nhút nhát ẩn mình trong rừng rậm, nhưng chúng là các camera kích hoạt bởi chuyển động, và chúng chụp hình mỗi khi có một con vật đi qua tầm ngắm. Nhưng vấn đề đối với những bẫy camera đó là các nhà khoa học phải quay lại rừng rậm mỗi lúc cần thu lại những bức ảnh đó, và chúng tốn rất nhiều thời gian, đặc biệt nếu có hàng ngàn chiếc camera đặt ở các điểm trong rừng. Hiện nay chiếc máy bay có thể được thiết kế để thực hiện nhiệm vụ đó hiệu quả hơn nhiều. Những chiếc máy bay này, mang một cảm biến đặc biệt, có thể bay trên cánh rừng và download những bức hình từ xa từ sóng wi-fi được kích hoạt của những chiếc camera.
Radio collars are another tool that's commonly used by biologists. Now these collars are put onto animals. They transmit a radio signal which allows the researcher to track the movements of these animals across the landscape. But the traditional way of tracking animals is pretty ridiculous, because it requires the researcher to be walking on the ground carrying a huge and cumbersome radio antenna, not unlike those old TV antennae we used to have on our rooftops. Some of us still do. A drone could be used to do the same job much more efficiently. Why not equip a drone with a scanning radio receiver, fly that over the forest canopy in a certain pattern which would allow the user or the operator to triangulate the location of these radio-collared animals remotely without having to step foot in the forest.
Vòng đeo phát sóng là một công cụ khác chúng thường được dùng bởi các nhà khoa học. Những vòng đeo đó được gắn vào những con vật. Chúng truyền tải tín hiệu radio cho phép các nhà khoa học theo giõi các chuyển động của những con vật đó trong khu vực sinh sống. Nhưng phương pháp truyền thống theo giõi động vật này có một chút gì đó lố bịch, bởi nó đòi hỏi các nhà khoa học phải cuốc bộ trong rừng mang theo đài ăng ten cồng kềnh, không khác gì những ăng ten TV mà chúng ta từng có trên mái nhà. Một số chúng ta vẫn còn dùng. Một chiếc máy bay có thể sử dụng cho cùng nhiệm vụ nhưng với hiệu quả hơn nhiều. Tại sao không trang bị cho một chiếc máy bay với một bộ quét nhận sóng radio, bay trên vòm trời của những khu rừng trong một khu vực nhất định chúng sẽ cho phép người dùng cũng như nhà điều hành để tam định vị địa điểm của những con vật được đeo vòng phát sóng này mà không cần phải bước chân vào khu rừng.
A third and perhaps most exciting way of using these drones is to fly them to a really remote, never-explored-before rainforest somewhere hidden in the tropics, and parachute down a tiny spy microphone that would allow us to eavesdrop on the calls of mammals, birds, amphibians, the Yeti, the Sasquatch, Bigfoot, whatever. That would give us biologists a pretty good idea of what animals might be living in those forests.
Cách thứ ba và có lẽ là cách thú vị nhất của sử dụng máy bay không người lái đó là bay chúng ở những nơi thực sự hẻo lánh, những rừng nhiệt đới con người chưa từng khám phá ẩn mình đâu đó trong vùng nhiệt đới, và thả dù xuống một chiếc micro trinh thám nhỏ cho phép chúng ta nghe trộm những tiếng gọi của động vật có vú, chim chóc, lưỡng cư người tuyết, người rừng, quái vật, bất cứ thứ gì. Điều đó sẽ cho chúng ta, những nhà sinh vật học một ý tưởng khá tuyệt vời để biết các loài động vật sống như thế nào trong những khu rừng này.
And finally, I would like to show you the latest version of our conservation drone. The MAJA drone has a wingspan of about two meters. It weighs only about two kilograms, but it can carry half its weight. It is a fully autonomous system. During its mission, it can even transmit a live video feed back to a ground station laptop, which allows the user to see what the drone is seeing in real time. It carries a variety of sensors, and the photo quality of some of these sensors can be as high as one to two centimeters per pixel. This drone can stay in the air for 40 to 60 minutes, which gives it a range of up to 50 kilometers. That is quite sufficient for most of our conservation applications.
Và cuối cùng, tôi muốn cho bạn thấy phiên bản mới nhất của chiếc máy bay bảo vệ không người lái của mình. Chiếc MAJA có một sải cánh khoảng 2 mét. khối lượng chỉ khoảng 2 kg, nhưng nó có thể mang một nửa khối lượng của mình. Nó có hệ thống tự động hoàn toàn. Trong suốt nhiệm vụ của mình, nó thậm chí có thể truyền tải trực tiếp một video phản hồi tới một trạm laptop trên mặt đất, cho phép người dùng có thể nhìn thấy những gì máy bay thấy trong thời gian thực. Nó mang rất nhiều cảm biến, và chất lượng hình ảnh của một số trong những cảm biến đó có thể cao tới một đến hai centimet một điểm ảnh. Chiếc máy bay có thể bay trong không trung từ 40 đến 60 phút, cho chúng ta tầm xa lên đến 50 km. Điều đó đảm bảo cho hầu hết các hoạt động bảo vệ của chúng tôi.
Now, conservation drones began as a crazy idea from two biologists who are just deeply passionate about this technology. And we believe, strongly believe, that drones can and will be a game changer for conservation research and applications. We've had our fair share of skeptics and critics who thought that we were just fooling around with toy planes. And in a way, they are right. I mean, let's be honest, drones are the ultimate toys for boys. But at the same time, we've also gotten to know many wonderful colleagues and collaborators who share our vision and see the potential of conservation drones. To us, it is obvious that conservation biologists and practitioners should make full use of every available tool, including drones, in our fight to save the last remaining forests and wildlife of this planet.
Hiện nay, máy bay bảo vệ không người lái đã bắt đầu như một ý tưởng điên rồ của hai nhà sinh vật học những người có niềm đam mê sâu sắc với công nghệ. Và chúng ta tin, một niềm tin mạnh mẽ, rằng máy báy không người lái có thể sẽ trở thành một cuộc cách mạng cho nghiên cứu và ứng dụng của việc bảo tồn. Chúng tôi đã có khá nhiều sự hồ nghi cũng như phê phán những người nghĩ rằng chúng tôi chỉ làm trò hề với những chiếc máy bay đồ chơi. Theo một nghĩa nào đó, họ đúng. Ý tôi là, hãy thành thật, máy bay là đồ chơi tuyệt vời nhất cho các cậu bé. Nhưng cùng lúc, chúng ta còn được biết đến nhiều đồng sự và cộng tác viên tuyệt vời những người đã chia sẻ tầm nhìn của chúng ta và nhận thấy nhiều tiềm năng của máy bay không người lái. Đối với chúng tôi, rõ ràng là các nhà sinh vật học bảo tồn và các nhà chức trách nên tận dụng mỗi một công cụ sẵn có , bao gồm cả máy bay không người lái, trong cuộc chiến của chúng ta để gìn dữ những mảnh rừng cuối cùng còn sót lại và những động vật hoang dã trên hành tinh này.
Thank you.
Cảm ơn.
(Applause)
(Vỗ tay)