Trong lĩnh vực sinh thái học, phương pháp thiết lập các ô mẫu 1m x 1m thường được các nhà khoa học áp dụng nghiên cứu trên đối tượng có kích thước nhỏ (như thực vật thân thảo, cây bụi, cây tái sinh). Theo cách tiếp cận truyền thống, việc ghi nhận dữ liệu thường được đo đếm trực tiếp trên thực địa ngay sau khi thiết lập ô mẫu. Nhằm tiết kiệm thời gian, một số nhà nghiên cứu đã linh hoạt thu thập hình ảnh ô mẫu trên thực địa trước, sau đó việc đo đếm dữ liệu sẽ được thực hiện sau trong phòng nghiệm dựa trên các hình ảnh ghi nhận. Tính hiệu quả và chính xác của phương pháp này sẽ phụ thuộc nhiều vào chất lượng hình ảnh của ô mẫu. Điều này có thể được khắc phục bằng việc áp dụng các hệ thống máy ảnh cao cấp cho độ phân giải lớn, tuy nhiên thường đi kèm với chi phí đắt đỏ.

Trong tháng 7/2021 vừa qua, ba nhà khoa học của Hoa Kỳ - Potter, Tan và Penczykowski đã giới thiệu một hệ thống mới mang tên “Robotany” giúp chụp ảnh các ô mẫu 1m2 không những với chi phí thấp mà còn tự động trong thao tác chụp ảnh. Nguyên tắc cơ bản của hệ thống “Robotany” là chia nhỏ ô mẫu 1m2 thành 24 ô phụ nhỏ hơn, máy ảnh sẽ tự động di chuyển và chụp ảnh từng ô phụ này (Hình 1). 24 ảnh tương ứng 24 ô mẫu phụ sẽ được ghép lại để cho ra một bức ảnh tổng thể của ô mẫu với độ phân giải cao, cho phép phóng lớn để xem chi tiết ô mẫu trong quá trình đo đếm, định danh, thu thập dữ liệu trong phòng thí nghiệm (Hình 2). Quá trình ghép ảnh này cũng được thực hiện tự động với phần mềm R. Các tác giả đã sử dụng bộ vi mạch Pololu ‘A-Star 32U4 (LV)’ được lập trình trên môi trường Arduino để thiết lập quá trình di chuyển và chụp ảnh tự động của máy ảnh. Hệ thống này  rất cơ động, cho phép di chuyển, tháo gỡ và lắp ráp nhanh chóng, đơn giản với thành phần chính là các ống nhựa PVC (nhựa nhiệt dẻo - Polyvinyl chloride).

Hình 1: Sơ đồ minh họa cấu trúc và nguyên tắc hoạt động của hệ thống Robotany (Nguồn: Potter & nnk. 2021)

Hình 2: Không ảnh chất lượng với độ phân giải cao của ô mẫu 1m2 được chụp tự động bởi hệ thống Robotany

(Nguồn: Potter & nnk. 2021)

Với những đặc tính trên, hệ thống này không những giúp tiết kiệm được chi phí, thời gian và công lao động ngoài thực địa, mà còn tăng hiệu quả công việc nhờ ảnh chụp có độ chi tiết cao, đảm bảo chất lượng cho nghiên cứu cũng như góp phần xây dựng cơ sở dữ liệu hình ảnh, cho phép kiểm tra lại thông tin khi cần và có thể làm tư liệu trong việc triển khai các nghiên cứu khác.

Sơ đồ thiết kế chi tiết cũng như các đoạn mã lập trình điểu khiển hệ thống đã được các tác giả công bố trên tạp chí “Methods in Ecology and Evolution”: Potter J.J., Tan S. & Penczykowski R.M. 2021. — Robotany: A portable, low-cost platform for precise automated aerial imaging of field plots. Bài báo hiện đang được truy cập miễn phí tại địa chỉ https://doi.org/10.1111/2041-210X.13688.

Xuân Bách (SIE)

Tổ chức cộng tác
  • Chương trình hợp tác Lâm sản ngoài gỗ Đông Nam Á
  • Bảo tàng nhiệt đới
  • Viện sinh học nhiệt đới
  • Viện Hàn lâm Khoa học và Công nghệ Việt Nam
Giới thiệu theo yêu cầu
  • Tổ chức vì môi trường thế giới
  • Bảo vệ động vật hoang dã
  • Hành động vì môi trường
  • Bảo vệ động vật hoang dã
Phim
Allo-mothering
Forum
Updating...