飞行、降落、聆听：自主间歇运动实现可扩展的低噪声无人机生态声学调查

生态声学监测使科学家和土地管理者能够在应对人类活动压力和快速变化的气候条件下，更加有效且经济高效地监测和管理生物多样性。目前，大多数生态声学调查采用人工部署的固定传感器记录数据，这限制了调查工作的规模和覆盖范围。在此，我们提出一种概念验证型自主无人机平台，该平台能够利用间歇性运动方式，借助机载传感器开展生态声学调查。我们定制的原型机能够自主飞行、导航和避障，在预定位置着陆，在静止状态下通过机载麦克风录制音频，随后再次起飞并移动至下一个采样点。自主导航与运行能力提高了采样的灵活性、覆盖范围和可扩展性。此外，由于仅在着陆后进行音频记录，无人机旋翼产生的噪声不会掩盖信号或干扰动物，从而简化了信号处理及后续生态学分析。 我们在西萨塞克斯郡克内普庄园的一处灌丛生境中开展了试验，结果表明，该原型机能够成功实现自主导航和避障。此外，我们发现，无人机平台采集的鸟类多样性数据与传统固定式声学传感器部署所获得的数据具有可比性，并且无人机抵达或离开采样点时产生的噪声并未对鸣声模式造成显著影响。尽管要实现该技术的大规模部署，仍需解决更多技术和监管方面的挑战，但我们首次展示了自主间歇式机器人辅助生态声学调查，为开展更具成本效益且覆盖范围更广的生物多样性调查奠定了基础，并有望对保护工作、农业管理、生物安全等领域产生变革性影响。

生态声学监测使科学家和土地管理者能够在面对人类活动压力和快速变化的气候时，更加有效且经济高效地监测和管理生物多样性。目前，大多数生态声学调查采用人工部署的固定式传感器进行数据记录，这限制了调查工作的规模和覆盖范围。本文介绍了一种概念验证型自主无人机平台，该平台能够利用间歇性运动，借助机载传感器开展生态声学调查。我们定制的原型机能够自主飞行、导航和规避障碍物，在预先设定的位置着陆，并在静止状态下通过机载麦克风记录音频，随后再次起飞并移动至下一个采样点。自主导航与运行能力提高了采样的灵活性、覆盖范围和可扩展性。此外，由于仅在着陆后进行音频记录，无人机旋翼产生的噪声不会掩盖信号或干扰动物，从而简化了信号处理及后续生态学分析。我们在西萨塞克斯郡Knepp庄园的一处灌丛生境中开展了试验，结果表明，该原型机能够成功实现自主导航和障碍物规避。此外，我们发现，通过无人机平台采集的鸟类多样性数据与传统固定式声学传感器部署所获得的数据具有可比性；无人机抵达或离开采样点时产生的噪声也未对鸣声模式造成显著影响。尽管要实现该技术的大规模部署，仍需解决更多技术和监管方面的挑战，但我们首次展示了自主间歇式机器人辅助生态声学调查，为开展更具成本效益且覆盖范围更广的生物多样性调查奠定了基础，并有望对保护工作、农业管理、生物安全等领域产生变革性影响。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.28.754547v1?rss=1

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