VegSense има смисъл за проучвания в горите

Еколозите не винаги ще имат нужда от скъпо и обемисто оборудване за измерване на растителността в дивата природа. Учените от университета Райс откриха модерен хедс-ъп дисплей, който работи доста добре.

Изследователите на ориза създадоха a Microsoft HoloLens като сензор за смесена реалност за захранване на VegSense, тяхното приложение за измерване подземна растителнострастителен живот, който расте между горския покрив и пода.

Райс Ph.D. студент Даниел Горчински, носещ слушалки Microsoft HoloLens. Gorczynski, учен по данни и консервационен биолог, написа приложение с отворен код за слушалките, за да рационализира събирането на полеви данни за подземна растителност. (Снимка: Джеф Фитлоу/Университет Райс)

Проучване за доказателство на концепцията от завършил студент Даниел Горчински и биоучен Лидия Бодро показва, че VegSense може да бъде подходяща алтернатива на традиционните класически полеви измервания на ниска цена.

Проучването им в Методи в екологията и еволюцията показва, че комбинацията хардуер-софтуер се отличава с количественото определяне на относително зрели дървета в дивата природа, което е една мярка за цялостното здраве на гората.

Gorczynski излезе с идеята да изпробва HoloLens, който обикновено се предлага на пазара като инструмент за продуктивност в производството, здравеопазването и образованието. Той разработи софтуера с отворен код за устройството и отбеляза, че макар комбинацията да е по-малко ефективна при бране на фиданки и малки клони, има достатъчно място за подобрение.

Изображение на разделен екран, показващо какво вижда Даниел Горчински с приложението VegSense и слушалките HoloLens
Приложението VegSense с отворен код на университета Райс позволява на изследователите да събират полеви данни за подземната растителност, докато се разхождат и разглеждат растителността с помощта на слушалките HoloLens на Microsoft. Това изображение на разделен екран показва какво вижда създателят на VegSense Даниел Горчински през слушалките (отгоре), докато ходи и гледа растителността под дърветата в кампуса на Райс (отдолу). (Снимка от Брандън Мартин/Университет Райс)

Горчински каза, че се е запознал с усещането за смесена реалност, докато е бил студент в университета Вандербилт и е признал потенциала му за биологични изследвания. „Изглеждаше нещо като естествено прилягане“, каза той. Горчински донесе идеята на Бодро през 2019 г. малко след пристигането си в Райс.

Приложението VegSense с отворен код на Райс събира данни за екологични полета с помощта на слушалките Microsoft HoloLens
Приложението VegSense с отворен код на университета Райс за слушалките Microsoft HoloLens позволява на изследователите да записват данни за растителността, която виждат, докато се разхождат из поле и да създават файлове за изтегляне за по-късен анализ. (Снимка от Брандън Мартин/Университет Райс)

Комбинацията от стоков хардуер и персонализиран софтуер струва много по-малко от системите, базирани на него лидар (за „откриване и обхват на светлина“) най-често се използва в триизмерни теренни изследвания, каза Горчински, който разработи VegSense на платформа, насочена повече към 3D игри и интерактивни преживявания, отколкото към твърда наука.

Полеви тестове в Хюстън Мемориален парк показа, че поне за възрастни дървета по-малкото решение е също толкова добро. В тяхното казус VegSense лесно откри 48 от 50 такива дървета в целевата зона, кръг с диаметър около 30 фута, който Горчински обходи, гледайки нагоре, надолу и наоколо, за да изгради 3D базата данни. („Представете си звездичка с кръг около нея“, каза той, описвайки модела за улавяне на данни.)

„За това проучване искахме да бъдем наистина преднамерени в опитите си да повторим по-традиционните измервания на структурата на подземната растителност“, каза Горчински. „Опитахме се да постигнем това ниво на детайлност.“

Това, което той вижда, докато сканира околната среда, е решетка, подобна на холограф, която проследява повърхностите на растителността. „Това, което наистина е страхотно, е, че можете да видите какво улавя скенерът, но също и местата, които сте пропуснали“, каза Горчински. „Идеята е мрежата да покрие колкото се може повече от растителността, защото това е, което ви осигурява най-доброто сканиране.“

Лидия Бодро
Учен по данни от университета Райс и консервационен биолог Лидия Бодро. (Снимка: Джеф Фитлоу/Университет Райс)

„Резултатите бяха толкова хубави, че Дан бързо го написа за публикуване“, каза Бодро, отбелязвайки, че Горчински разшири своята проверка на екипировката по време на последващо екскурзия до Танзания, фокусът на една от 15-те тропически гори в скорошно проучване на тропическите гори от групата Райс.

„Това устройство може да улесни много големи екологични изследвания, особено защото е толкова рентабилно“, каза тя. „Събирането на информация за растителността на горския под в момента е наистина трудно без много ръчен труд или наистина скъпа лидарна система.“

„Така че това е новаторско, рентабилно устройство“, каза Бодро. „Няма да ви даде същата разделителна способност като lidar, но това е само първото приложение. Надяваме се, че превръщането на VegSense в отворен код за екологичната изследователска общност ще стимулира всички потенциални начини, по които може да бъде разработен.”

Northrop Grumman, Conservation International и Rice подкрепиха изследването.

Даниел Горчински използва създаденото от него приложение VegSense за събиране на екологични полеви данни с помощта на HoloLens на Microsoft
Студентът от университета Райс Даниел Горчински създаде приложение с отворен код, наречено VegSense, за да събира полеви данни за подземна растителност, използвайки слушалките HoloLens на Microsoft. Приложението позволява на теренните изследователи да събират данни, докато се разхождат и разглеждат растителността. Пространствените данни се показват на екрана на HoloLens в реално време и могат да се съхраняват за по-късен анализ. (Снимка: Джеф Фитлоу/Университет Райс)
Рецензирана статия

„Измерване на структурата на подземната растителност с помощта на ново устройство за смесена реалност“ | Методи в екологията и еволюцията | DOI: 10.1111/2041-210X.13927

Даниел Горчински и Лидия Бодро

Видео

Лаборатория на университета Райс, която е специализирана в прилагането на науката за данните към изучаването на консервационната биология, създаде приложение с отворен код за събиране на полеви данни от слушалките за смесена реалност HoloLens на Microsoft. Даниел Горчински, завършил студент в лабораторията на учения по данни на Райс и природозащитния биолог Лидия Бодро, създаде софтуерния пакет, наречен VegSense. Работи със слушалките на Microsoft за събиране на полеви данни за подземна растителност в определени места. Приложението позволява на изследователите да събират данни, докато се разхождат и разглеждат растителността. Пространствените данни се показват на екрана на HoloLens в реално време и могат да се съхраняват за по-късен анализ. (Видео от Брандън Мартин/Университет Райс)

Изтегляне на изображения

НАДПИС: Студентът от университета Райс Даниел Горчински създаде приложение с отворен код, наречено VegSense, за да събира полеви данни за подземна растителност, използвайки слушалките HoloLens на Microsoft. Приложението позволява на теренните изследователи да събират данни, докато се разхождат и разглеждат растителността. Пространствените данни се показват на екрана на HoloLens в реално време и могат да се съхраняват за по-късен анализ. (Снимка: Джеф Фитлоу/Университет Райс)

НАДПИС: Приложението VegSense с отворен код на университета Райс позволява на изследователите да събират полеви данни за подземна растителност, докато се разхождат и разглеждат растителността с помощта на слушалките HoloLens на Microsoft. Това изображение на разделен екран показва какво вижда създателят на VegSense Даниел Горчински през слушалките (отгоре), докато ходи и гледа растителността под дърветата в кампуса на Райс (отдолу). (Снимка от Брандън Мартин/Университет Райс)

НАДПИС: Приложението VegSense с отворен код на университета Райс за слушалките Microsoft HoloLens позволява на изследователите да записват данни за растителността, която виждат, докато минават през полето, и да създават файлове за изтегляне за по-късен анализ. (Снимка от Брандън Мартин/Университет Райс)

НАДПИС: Райс Ph.D. студент Даниел Горчински, носещ слушалки Microsoft HoloLens. Gorczynski, учен по данни и консервационен биолог, написа приложение с отворен код за слушалките, за да рационализира събирането на полеви данни за подземна растителност. (Снимка: Джеф Фитлоу/Университет Райс)

НАДПИС: Учен по данни и биолог по опазване Лидия Бодро е асистент професор по бионауки в университета Райс. (Снимка: Джеф Фитлоу/Университет Райс)

/Публично съобщение. Този материал от първоначалната организация/автор(и) може да бъде от естество към определен момент, редактиран за яснота, стил и дължина. Изразените възгледи и мнения са на автора(ите). Вижте изцяло тук.