Tisto noč je šel goz – TechCrunch


Požari požirajo naše gozdove in travnike hitreje kot jih lahko nadomestimo. To je začarani krog uničenja in neustrezna obnovitev, tako rekoč, že desetletja zanemarjanja institucij in tehnologij, ki so potrebne za ohranjanje teh okolij.

DroneSeed je začetek v Seattlu, katerega cilj je boj proti tej naraščajoči težavi s sodobnim orodjem, ki obsega: brezžične naprave, umetne inteligence in biološki inženiring. In to je še bolj zapleteno, kot se sliši.

Drevesa v zatonu

Najprej malo ozadja. Problem izginjanja gozdov je zapleten, vendar se zanaša na nekaj glavnih dejavnikov: podnebne spremembe, zastarele metode in zmanjševanje proračuna (in kot si lahko predstavljate, so vsi trije povezani).

Seveda so gozdni požari naravni pojav. In, kot ste verjetno prebrali, so potrebni, da razvrstite krov za počitek. Toda podnebne spremembe, rast monokulture, povečanje števila prebivalcev, pomanjkanje nadzornih opeklin in drugi dejavniki so privedli do teh dogodkov, ki so se zgodili ne samo pogosteje, temveč bolj razširjeno in trajnejši učinek.

ZDA v povprečju izgubljajo 7 milijonov hektarov letno. To ni enostavno zamenjati, da bi začeli – in ker so se proračuni za državne in državne gozdarske vzdrževalne dejavnosti v zadnjem pol stoletju stalno zmanjševali, je bilo manj in manj sredstev za boj proti temu trendu.

Najučinkovitejša in pogosta tehnika pogozdovanja za nedavno zgorelo gozdno zemljišče so človeški zasadilci, ki nosijo vreče sadik in jih ročno izberejo in postavljajo čez milje pokrajin. To back-breaking delo redko izvaja kdorkoli več kot eno leto ali dve, zato je delo malo in promet je močan.

Tudi če je bila delovna sila na voljo na dotik, drevesa morda niso. Sadike imajo čas, da rastejo v drevesnicah in velik požar lahko zahteva nakup in sajenje milijonov novih dreves. Drevesnic je nemogoče predvideti to povpraševanje, tveganje, povezano s povečevanjem takšnih številk na špekulacije, je več, kot si mnogi privoščijo. Ena pogrešana ugibanja bi lahko celotno operacijo pod vodo.

Medtem ko se nič ne posadimo, se invazivna plevela premaknejo z maščevanjem in zatrjujejo ogromna območja, ki so bili nekoč stari rastni gozdovi. Zaradi odsotnosti dela in drevesnega inventarja, da bi preprečili to možnost, se gozdarji zatečejo k ukrepom za zaustavitev: uporabite helikopterje, da premijete območje v herbicidih, da bi ubili plevele, nato ga nasitili s hitro rastočimi kurbinami ali podobnim. (Alternativa pršenju je spet ročni pristop: mačete.)

Vsaj takrat, čez leto, namesto puščavne puščave, imate travnata monokultura – ne gozd, vendar bo to storila, dokler gozd ne bo prišel sem.

En končni zaplet: razprševanje helikopterja je grozljivo nevarna poklica. Ti piloti letijo pod nadstropji nad 100 metrov, izvajajo hitre manevre, tako da njihovi spreji dosežejo sam rob žarišč, vendar se ne zrušijo v drevesa. To je izjemno nevarno zasedanje: 80 do 100 zrušitev se zgodi vsako leto v ZDA samo.

Skratka, obstajajo večji in slabši požari in manj smo virov – in z njimi imamo – z njimi za obnovitev gozdov za njimi.

To so dejstva, ki jih vsi poznajo v gozdni ekologiji in sečnji, vendar morda niso tako dobro znani med tehnologi. Običajno ostajamo na območjih s pokritostjo celic. Izkazalo pa se je, da je povečanje moči delavcev iz tehnološkega sveta, zlasti tistih iz Emerald Cityja, morda točno tisto, kar potrebujejo industrija in ekosistem.

Enostavna ideja, kompleksna rešitev

Torej, kaj je rešitev za vse to? Avtomatizacija, kajne?

Avtomatizacija, zlasti prek robotike, je privzeto primerna za delovna mesta, ki so "dolgočasna, umazana in nevarna." Obnovitev gozda je umazana in nevarno, da se prepričate. Ampak dolgočasen ni ravno prav. Izkazalo se je, da proces zahteva veliko več inteligence, kot je bilo kdo pripravljen, se zdi, da se uporablja za problem – z izjemo tistih sadilcev. To se spreminja.

V začetku tega leta, DroneSeed je bila dodeljena prva večletna licenca za letala brez posadke nad 55 kg, ki jo je izdala FAA. Njene prilagojene UAV platforme, opremljene z multispektralnimi nizi kamer, vrhunskim lidarjem, šest galonskimi rezervoarji herbicidov in lastniškimi mehanizmi za razprševanje semen so najemali več glavnih gospodarskih družb za gospodarjenje z gozdom, pri čemer so vladni subjekti pozorni tudi na storitev.

Ryan Warner / DroneSeed

Ti leteči vohuni razkrijejo požgane območje, ki preslikava na enako visoko točnost kot centimeter, vključno s predmeti in rastlinskimi vrstami, jo učinkovito in avtonomno napolni, ugotovi, kje najdejo drevesa, nato pa na te lokacije skrbno načrtujejo pakete za hranjenje semena. To je ceneje kot ljudje, manj potratni in nevarni kot helikopterji in dovolj pametni, da se lahko razširijo v nacionalne gozdove, ki jim trenutno grozi trajna škoda.

S sestankom podjetja sem se srečal na njihovem sedežu blizu Ballarda, kjer so bili na vrhu primerni popolni in poldravljeni letali, zrak pa je bil debel s kapsaicinom (do tega bomo prišli).

Ideja za podjetje se je začela, ko je ustanovitelj in CEO Grant Canary sprožil nekaj trajnostnih zagonskih idej, potem ko je bil njegov zadnje podjetje pridobljeno, in mu je bilo v njegovi obupu povedano, da bo morda moral iti dlje. Canary je dobil predlog svojega prijatelja dobesedno.

"Začel sem videti, kako je to storjeno danes," mi je povedal. "Neverjetno je zastarelo. Tudi v najsodobnejših podjetjih na svetu so sadilniki superheroji, ki uporabljajo vrečke in lopato za sadike dreves. Plačani so za premikanje materiala na goratem terenu in preprost AI ter določajo, kje bodo posadili drevesa, kjer bodo rasle – mikrokeze. Zdaj smo sposobni opraviti obe funkciji z brezpilotnimi letali. To omogoča istim delavcem hitrejšo obravnavo veliko večjih območij brez obrabe kalorij. "

(Video: Ryan Warner / DroneSeed)

Ne boste presenečeni, če slišite, da vlagatelji niso posebej vroči obnavljanju gozdov (šalil sem se, da gre za "rastno industrijo", ampak res zaradi zgoraj navedenih razlogov v težavah).

Toda vlagatelji so ki se zanimajo za avtomatizacijo, strojno učenje, letala in zlasti vladne pogodbe. Torej se je igral na igrišču. Z denarjem je DroneSeed zavarovan, je zgradil svojo skromno velikega, a zelo dovršenega tima in proizvedel prototipne brezpilotne letve, s katerimi je ujela več pomembnih pogodb, še preden je objavila, da obstaja.

"Vsekakor se ne strinjamo s plesnijo ali meritvami, pri katerih se večina zaganjanj ocenjuje. Lepa stvar pri tem, da se ne prilega kalupu, je, da ljudje dvakrat vzamejo in se potem zanimajo, «je dejal Canary. "Ko vidijo, da lahko dejansko izvedemo in smo bili s 3 od petih največjih lesnih podjetij v Združenih državah že več let, se vznemirjajo in zares začneta zagovarjati."

Družba je šla skozi Techstars, družbeni kapital pa jim je pomagal priti na noge, Spero Ventures pa se je pridružil, potem ko je podjetje dobilo nekaj temeljev.

Če se stvari dogajajo, kot se DroneSeed upa, bi lahko te brezpilotne lete uporabili po vsem svetu s strani usposobljenih ekip, kar bi omogočilo razprševanje in sajenje v drevesnicah in naravnih gozdovih, ki bodo potekale exponentially hitreje in učinkovitejše kot danes. To je resnična sprememba-the-world-iz-vaše-garažne stvari, zato je ta članek tako dolg.

Hunter (plevel) morilci

Naloga pri roki ni preprosta ali celo enostavna. Vsaka krajina se razlikuje od vsake druge, ne samo v obliki in velikosti območja, ki ga je treba obdelati, temveč na ekologiji, avtohtonih vrstah, tipu tal in kislosti, tipu požara ali sečnji, ki ga je očistil, in tako naprej. Zato je prva in najpomembnejša naloga zbiranje informacij.

Za to DroneSeed ima posebno plovilo, opremljeno s prefinjenim slikovnim snopom. Ta prva prepustnica se opravi z uporabo točk, določenih na satelitskih posnetkih.

Podatki, zbrani v tej točki, so res precej podrobnejši od tistih, ki so dejansko potrebni. Lidar, na primer, zbira prostorske informacije v resoluciji, ki presega tisto, kar je potrebno za razumevanje oblike terena in glavnih ovir. Proizvaja zemljevid 3D vegetacije in terena, kar omogoča sistemu, da identificira peščice, korenine, grmičevje, nova drevesa, erozijo in druge pomembne značilnosti.

To deluje z roko v roki z multispektralno kamero, ki zbira posnetke ne samo v vidnih pasovih – koristnih za prepoznavanje stvari – ampak tudi v tistih zunaj človeškega območja, kar omogoča poglobljeno analizo tal in rastlinskega življenja.

Izhodiščni zemljevid območja ni samo uporaben za navigacijo z drone, temveč za kirurške udarce, ki so potrebni za to, da bi tovrstno operacijo, ki temelji na lebdenju, opravilo na prvem mestu. Nedvomno obstajajo raziskovalci, ki bi radi imeli tudi te podatke.

Ryan Warner / DroneSeed

Zdaj so razprševanje in sajenje zelo različne naloge. Prvi se običajno izvaja brez razlikovanja s helikopterji, drugi pa delavci, ki po nekaj letih izgorevajo – kot je bilo omenjeno zgoraj, je izjemno težko delo. Izziv v prvem primeru je izboljšati učinkovitost in učinkovitost, medtem ko je v drugem primeru avtomatizirati nekaj, za kar je potrebna precejšnja inteligenca.

Pršenje je na več načinov enostavnejše. Prepoznavanje invazivnih rastlin ni enostavno, natančno, vendar je mogoče narediti s posnetki, kot da se zbirajo lonci. Potem ko so ugotovili, da so rastline, ki jih je treba odstraniti, lahko lonci izračunajo pot in porabijo le toliko herbicidov, ki so potrebni za njihovo uničenje, namesto da bi na celotnem območju oddaljili več sto litrov brez razlike. Je ceneje in okolju prijaznejše. Seveda bi se lahko uporabil nasprotni pristop za distribucijo gnojil ali kakšnega drugega sredstva.

Ponovno se zopet zvok. To ni situacija s plugom in igricami – ne morete kupiti DJI-ja in doseči možnost "weedkiller" v svoji nadzorni programski opremi. Velik del te operacije je bil ustvarjanje ne samo samih brezpilotnih letov, temveč infrastrukture, s katerimi bi jih uvajali.

Ohranjevalni konvoj

Dronovi sami so edinstveni, vendar ne zaskrbljujoče. So težka plovila, ki lahko dvignejo več kot 57 kilogramov nosilnosti (FAA jih omejuje na 115 funtov).

"Kupujemo in čreva letala, nato jih naknadno vgradimo," je preprosto pojasnil Canary. Njihova glava strojne opreme bi verjetno želela pomisliti, da je malo več, kot da, ampak resnično problem, ki ga rešujejo, ni "narediti dron", temveč "narediti dronove rastlinskih dreves." V ta namen je Kanarija pojasnil, "Najbolj edinstven inženirski izziv je bil zgraditi zasaditveni modul za dron, ki deluje s programsko opremo." Do tega bomo prišli pozneje.

DroneSeed napotuje drone v rojevje, kar pomeni kar pet zračnikov v zraku naenkrat – kar pomeni, da potrebujejo dva tovornjaka in priklopnike s svojimi škatle, napajalniki, zemeljske postaje in tako naprej. VP operativnega podjetja izvira iz vojaškega ozadja, kjer je bilo upravljanje dela več letal na licu mesta del, ki je podjetju prinesla strogo poveljstvo o večletnih okoljih.

Ryan Warner / DroneSeed

Drogovi vzletajo in letijo avtonomno, vendar vedno pod neposrednim nadzorom posadke. Če gre kaj narobe, jih je treba prevzeti, čeprav je seveda veliko avtonomnih vedenj, kaj naj storijo v primeru, recimo, izgubljenega položaja ali stavke ptic.

Letijo v vzorce, izračunane pred časom, da so najučinkovitejše, škropljenje na problematičnih območjih, ko so nad njimi, in se vrne na zemeljske postaje, da so napajalniki zamenjali, preden se vrnejo v vzorec. Ključno je, da se ta proces zmanjša, saj je učinkovitost glavna prodajna točka. Če helikopter to naredi v enem dnevu, zakaj se ne sme rojevati? Bilo bi žalostno, če bi morali obvoziti plovilo v hangar in jih napolniti vsako uro ali dve. Prav tako povečuje logistične stroške, kot so plin in nastanitev, če potrebuje več časa in vožnje.

To pomeni, da ekipa vključuje več ljudi, pa tudi več letal. Potrebni so usposobljeni piloti in opazovalci, pa tudi ljudje, ki poznajo strojno in programsko opremo, ki lahko vzdržuje in odpravlja težave na spletnem mestu – ponavadi brez celičnega signala ali druge podpore. Tako kot mnoge druge oblike avtomatizacije ta prinaša svoje nove priložnosti za zaposlitev na mizi.

AI igra mati naravo

Dejanski postopek sajenja je zapleten.

Zamisel o natovarjanju drone s semeni in brezplačno nastavljanje na peskani pokrajini je dovolj preprosta za sliko. V redu, že je končano. Obstajajo prizadevanja, ki segajo v desetletja, da v bistvu polagajo seme ali sadike v orožje in jih sprožijo v pokrajino s hitrostmi, ki so dovolj visoke, da jih pokopljejo v umazanijo: v teoriji to združuje prednosti ročnega sajenja z obsegom prekrivanja kraja s semeni .

Toda, ali je bilo to, da se je umazanost ali šok iz streljanja iz semenske pištole, tega pristopa ni zdelo, da deluje.

Gozdarski raziskovalci so pokazali učinkovitost iskanja prave "mikrosite" za seme ali sadike; pravzaprav je to tudi razlog, zakaj ročno sajenje dela, kot tudi to. Usposobljeni ljudje najdejo popolna mesta za postavitev sadik: v lesu dnevnika; blizu, vendar ne preblizu roba toka; na najbolj kosem delu pobočja in tako naprej. Če resnično želite, da gozda raste, potrebujete optimalno namestitev, odlične pogoje in preventivne kirurške udarce s pesticidi.

Ryan Warner / DroneSeed

Čeprav je težko, je tudi to, kar lahko model strojnega učenja postane dober. Razvrščanje po neurejenih, zapletenih posnetkih in iskanje lokalnih minimumov in maksimov je posebnost današnjih ML sistemov, zračne slike iz brezveznih letališč so bogate z ustreznimi podatki.

CTO podjetja je vodila oblikovanje modela ML, ki določa najboljše lokacije za postavitev dreves na spletno stran – čeprav je ta naloga lahko zelo različna glede na potrebe gozda. Podjetje za hlodovanje bi morda želelo drevo vsakih nekaj metrov, tudi če to pomeni, da jih postavite v podoptimalne pogoje – vendar lahko nekaj centimetrov na levo ali desno naredi vse razlike. Po drugi strani pa lahko nacionalni gozdovi zahtevajo bolj redke uvajanje ali posebne vrste na določenih lokacijah, da bi preprečili erozijo ali vzpostavili trajnostne požarne pregrade.

Ko so podatki crunched, je zemljevid naložen v umor panj deonov in konvoji gre na lokacijo, kjer je plovilo naloženo s semeni namesto herbicidov.

Ampak ne samo kaj stara semena! Vidiš, to je še en gube. Če ste na tla nataknili semen s čopičem, čeprav je na najboljšem mestu na svetu, bi ga zlahka gnala žival, zvitala ali umila v bližnjo puščico ali pa preprosto ne najde pravih hranilnih snovi v kljub najboljšim prizadevanjem planerja.

Zato je DroneSeed-ov vodja zasaditve in njegova ekipa delal na lastniškem paketu semen, ki so bili neverjetno nezdružen s podrobnostmi.

Na podlagi tega, kar sem lahko zbral, so na tono embalaže semena v pakete z majhnimi pikami, hranjene s hranili skupaj z biološko razgradljivimi vlakni. Zunanjost je prašena s kapsaicinom, kemikalijo, ki naredi začinjeno hrano začinjeno (in tudi tisto, kar naredi medveda, da naredi, kar počne). Če mi niso povedali, sem morda ugibal, saj je bila delavnica z njim mračna, kar nas je pripeljalo do kašlja in malo raztrganja. Če bi bil marmot, se bom naučil, da se te stvari hitro izognemo.

Paktov ali "semenskih posod" je mogoče in jih je treba prilagoditi glede na lokacijo in namen – moraš se ujemati z vsebino in kislostjo tal, takšne stvari. DroneSeed bo moral narediti na milijone teh stvari, vendar ne namerava biti proizvajalec.

Končno so ti paki naloženi v posebni razpršilnik, ki tesno usklajuje z drogom, v enem trenutku točkuje točko in hitrost, ki jo potrebuje, da se v nekaj centimetrov od mikrosite.

Vsi ti dejavniki bi morali bistveno izboljšati stopnjo preživetja sadik. To pomeni, da bodo metode podjetja ne samo učinkovitejše, temveč učinkovitejše. Obnavljanje je število iger na lestvici in celo rahle izboljšave – in DroneSeed je obetav več kot to – se merijo v kvadratnih miljah in na milijone ton biomase.

Dokaz o življenju

DroneSeed je že podpisal nekaj velikih pogodb za škropljenje, naslednja je zasaditev. Na žalost, čas na njihovi strani je pomenil, da so zamudili letošnjo sezonsko sezono, čeprav bi z nekaj malimi mesti in prikazali rezultate, bodo v naslednjem letu v polfinalu.

Po dokazovanju učinkovitosti tehnike sajenja podjetje pričakuje znatno povečanje poslovanja. To je skalirni del – spet, ni enostavno, ampak lažje kot najemanje še nekaj tisoč plenilcev vsako leto.

Ryan Warner / DroneSeed

Idealno je, da strojno opremo dodelite lokalnim ekipam, ki opravljajo delo na kraju samem, in tako ustvarijo loke dejavnosti okoli glavnih gozdov, iz katerih se lahko zaposlijo v velikih ali malih lestvicah. Nabor petih ali šestih brezpilotnih letov dela enega helikopterja, grobo rečeno, tako da glede na količino, ki jo zahteva podjetje ali gozdarska organizacija, boste morda potrebovali več deset na zahtevo.

To je vse, kar je še treba raziskati, vendar je DroneSeed prepričan, da bo industrija videla pisanje na steni, ko gre za stare metode, in jih opredeliti kot rešitev, ki ustreza prihodnosti.

Če se mi zdi, da sem navdih za to družbo, to je zato, ker sem jaz. Pogosto v svetu tehnoloških zagonskih skupin ne najdete skupine ljudi, ki bi skušali rešiti resen problem – to je dovolj pogosto, da najdejo podjetja, ki zadenejo to ali tisto vprašanje – vendar so preživeli čas, zbrali strokovno znanje in resnično naredili umazani, škornji na tleh delo to se mora zgoditi, tako da gre od odlične ideje do resničnega podjetja.

To je tisto, kar sem se počutil, je bil primer z DroneSeedom, in upam, da se njihovo delo izplača – zase, seveda, a predvsem za naše.