如果一只动物穿过森林，没有人看见它，它会留下痕迹吗?一个世纪以前，没有办法找到留下的任何线索。但随着DNA技术的进步，特别是环境DNA (eDNA)检测仪器的进步，科学家们可以根据动物粪便中的遗传物质以及动物脱落和留下的微观皮肤和毛细胞来收集野生动物去过的地方。对于寻求尽可能非侵入性地测量生态系统生物多样性的生态学家来说，eDNA可能是一个洞察力的宝库。它可以在一个样本中捕捉到多个物种的存在。
但收集eDNA并非易事。森林是很大的开放空间，通常不容易到达(例如，很难到达树冠)，而eDNA可能潜伏在任何地方。解决这个大问题的一种方法是专注于森林中的一个特定表面，从中提取eDNA样本，并使用小型机器人去人类无法到达的地方。这是来自苏黎世联邦理工学院、瑞士联邦森林、雪和景观研究所WSL以及SPYGEN公司的一组研究人员的主要策略。一篇关于他们的方法的论文本周发表在了该杂志上。
在水生环境中，采集edna的机器人一边啜饮一边游泳来完成它们的工作。但是为了到达树顶，研究人员不仅必须使用无人机(更难定位，更难保护)，这些无人机还需要能够在各种表面上栖息。
这个瑞士团队想出的设计看起来很像一个悬浮的篮子，或者可能是一个微型飞碟。他们将这个重达2.6磅的装置命名为eDrone。它有一个由四个弧组成的笼状结构，延伸到直径约17英寸的环形主机下面。环形和笼子状的机身保护它和它的四个螺旋桨免受障碍物的影响，有点像一辆碰碰车周围的环形。
为了进行机动，eDrone使用了一个摄像头和“基于触觉的着陆策略”，根据该论文，它可以感知施加在机器人身体上的力的位置和大小，以便制定适当的行动方针。为了帮助它抓握，还有防滑材料和每个弧底部的碳悬臂。
一旦它牢固地着陆，无人机就会在每条弧线上使用一种粘性材料，从树枝上剥离一份eDNA样本，并将其收藏起来，供以后分析。在一次小规模的概念验证中，eDrone成功地从三个不同家族的七棵树中获得了eDNA样本。这是因为不同的树种有自己的分支形态(一些是圆柱形的，而另一些则有更多不规则的突出的分支)。不同的树也有不同的动物和昆虫。
研究人员在论文中写道:“物理交互策略源自一个数值模型，并通过在模拟和真实树枝上着陆进行了实验验证。”“在户外着陆期间，我们成功地从7种不同的树木的树皮上收集到了eDNA，从而能够识别21个分类单元，包括昆虫、哺乳动物和鸟类。”
尽管机器人在这些小型试验中很好地完成了预期的工作，但研究人员指出，除了他们测试的树种之外，还需要进行更广泛的研究，以确定它的性能如何受到树木物种的影响，或者受到风或阴天等变化的环境条件的影响。此外，他们提出，通过机器人收集eDNA，可以与其他方法(如从汇集的雨水中分析eDNA)一起，成为在森林中采集eDNA的另一种方法。
研究小组写道:“通过允许这些机器人居住在环境中，这种生物监测范式将提供关于全球生物多样性的信息，并有可能使我们测量、理解和预测生物圈如何对人类活动和环境变化做出反应的能力自动化。”
观看无人机在下面的行动:
