Dronlar, Ağaç Tepelerinden DNA Toplayarak Koruma Çabalarına Yeni Bir Yaklaşım Sunuyor

Sağlıklı bir ekosisteme sahip olmak için biyolojik çeşitliliğe ihtiyacımız var, çünkü bu, insanlar da dahil olmak üzere Dünya üzerindeki tüm yaşamı destekler. Mikroorganizmalar, bitkiler ve hayvanların çeşitliliği olmadan dengeli bir ortam elde edemeyiz.

Biyolojik çeşitlilik, temiz hava, tatlı su ve sel yönetimi gibi ekosistem hizmetleri sunar; bu hizmetler insan refahı için hayati öneme sahiptir. Ayrıca gıda güvenliğini destekler, karbon tutulumuna yardımcı olur, atıkları detoksifiye eder ve ayrıştırır, organizmaların direncini artırır ve hastalıkların düzenlenmesine katkı sağlar. Bitki ve hayvanlardaki genler, ilaç ve farmasötik geliştirmede bile kullanılmaktadır.

Dolayısıyla, biyolojik çeşitliliği daha iyi anlamamız gerektiği açıktır. Ormanlarda ve ağaç gövdelerinde biyolojik çeşitliliği incelemenin güçlü bir aracı, çevresel DNA (eDNA) analizidir. Ancak, eDNA örneklerini bu kadar yüksek ve karmaşık ortamlardan toplamak kolay değildir.

Geleneksel olarak, ağaç yuvarlama veya yüzey sürme gibi emek yoğun yöntemler bu görevi yerine getirmek için kullanılmıştır. Bölgeyi incelemek için uydu görüntülerine dayanmak ya da vinç kullanmak, yeterli kapsama ulaşmak için büyük çaba gerektirmekle kalmayıp aynı zamanda hassasiyetten de yoksundu.

Artık durum böyle değil. Dronlar, yakın plan, yüksek çözünürlüklü görüntüleme ve veri toplama yetenekleriyle durumu dönüştürmeye hazır.

Yeni bir çalışma, özellikle uzak ve erişilemez bölgelerde ağaç tepelerindeki biyolojik çeşitliliği keşfetmek için insansız hava araçları (UAV’lar) kullanılmasını önerdi. Bu, dronların işi güvenli bir şekilde yapacağı, insanların tropikal yağmur ormanları gibi ulaşılması zor bölgelere giderek ağaç tepelerinden genetik materyal toplamasına gerek kalmayacağı ve biyolojik çeşitliliği daha derinlemesine anlamamıza yardımcı olacağı anlamına geliyor.

Dronlarla eDNA Toplama

eDNA, mukus, dışkı ve ölü deri hücreleri gibi biyolojik maddelerde bulunur ve birkaç on yıldır biyolojik çeşitliliği incelemek için kullanılmaktadır. Biyolojik çeşitliliği kataloglamak ve izlemek için kullanılan DNA izleri, araştırmacıların belirli bir bölgede hangi türlerin bulunduğunu belirlemelerine yardımcı olur.

Geçen yılın başlarında, ETH Zürih araştırma enstitüsünden bilim insanları bu tekniği kullandı orman gölgesini ev olarak kullanan türlerin hangileri olduğunu belirledi.

Ağaç dallarından kendi başına örnek toplayabilen bu özel dronu inşa etmek için, ETH Zürih’teki araştırmacılar, İsviçre Federal Araştırma Enstitüsü WSL’den olanlarla birlikte SPYGEN şirketiyle ortaklık kurdu.

Uçak, alt kısmına yapışkan şeritler takıldı. UAV, dallara nazikçe indirildi ve dallardan bu yapışkanlara genel bir madde transfer edildiğinde analiz edildi.

Ancak dallar kalınlık ve esneklik bakımından değişiklik gösterir. Uçağın bir dala yaklaşarak sabit kalıp örnek alabilmesi araştırmacılar için büyük bir zorluk oldu.

“Dallara inmek karmaşık kontrol gerektirir.”

– Stefano Mintchev, o dönemde ETH Zürih ve WSL’de Çevresel Robotik Profesörü

Bu yüzden ekip, drona bir kuvvet algılayıcı kafes taktı; bu, uçağın dalın esnekliğini ölçmesini ve buna göre hareket etmesini sağladı. Cihaz, yedi ağaç türünde test edildi ve örneklerin kuşlar, böcekler ve memeliler dahil olmak üzere 21 farklı organizma grubunun DNA’sını içerdiği bulundu.

Bu, biyologları ağaç tepelerine yüksek yerlere göndermeye göre daha kolay, daha hızlı ve daha güvenli bir alternatif olsa da, bu yöntem de tamamen risksiz değildir.

Drone kullanıldığında, sadece ağaca zarar verme riski değil, aynı zamanda istenmeyen sert bir çarpışma durumunda dronun kendine de zarar verme riski vardır. Ayrıca, sadece dronun indiği dallardan örnek toplama sınırlaması vardır. Bu yüzden sonuçlar ‘umut verici’ olsa da, dronun geliştirilmesi gerekiyor.

Biyolojik Çeşitliliği İncelemek İçin Geliştirilmiş Sistem

Şimdi, ETH Zürih’ten bilim insanları yeni, özel tasarlanmış bir robotik sistem geliştirdi. Ağaç gövdelerinde eDNA toplamak için UAV’lar için bu yeni yaklaşım, yüzey sürme tekniğini kullanıyor.

ETH Zürih’te robotik doktora öğrencisi Steffen Kirchgeorg liderliğinde, çalışma düz bir kumaş probu içeren bir örnekleme sistemi geliştirdi. Flanel kumaş parçası, bir kahve filtresi gibi daire şeklinde kesilir ve yapısal destek sağlamak için cam elyaf şeritlerle birleştirilir.

Prob, quadcopter’ın alt kısmına monte edilmiş bir kaldırma ekipmanından bir bağlama (tether) ile aşağı indirilir. Böylece drone bitki örtüsünden uzak tutulur.

Drone ayrıca, probun bağının dallara takılmasını önleyen bir sensörle donatıldı. Araştırmacılar, bir çarpışma tespit edildiğinde sistemin konumunu otomatik olarak değiştirecek şekilde programladı.

Çalışma şekli, UAV’nin ağaç tepelerinin üzerinde güvenli bir şekilde süzülmesidir. Prob daha sonra yaprak ve dallara sürtünerek bitki örtüsü arasından aşağı indirilir. eDNA toplandıktan sonra, prob çıkarılır ve içeriği daha sonra analiz edilir.

Deney, Güneydoğu Asya’da bir yağmur ormanında gerçekleştirildi; burada drone, Kirchgeorg ve ekibi tarafından yerleşik kamerasından gelen canlı yayın üzerinden uzaktan kontrol edildi. Drone, görüş alanının dışına uçurularak orman gölgesinden on örnek topladı.

Yeni yaklaşımın etkinliği, XPRIZE Rainforest Yarı Finali sırasında gösterildi; ekip, bu örneklerden 152 farklı türün eDNA’sını bulduklarını açıkladı; bunların çoğu örümcek ve böceklerden oluşuyordu.

Ekip, aynı zamanda uzun kuyruklu makak maymununun eDNA’sını, termit türlerini, birden fazla karınca ve sinek türü olan gall midges’i buldu.

“İnsanların doğayı korumasını istiyorsak, onlara aslında neyi koruduğumuzu söylemeliyiz — çözümümüzle gölgedeki yaşamı daha iyi anlamayı umuyoruz.”

– Baş yazar Kirchgeorg

Ekip, uzak habitatlarda biyolojik çeşitliliği incelemenin bu alternatifinin koruma ve restorasyon girişimleri için kritik olduğunu belirtiyor. Bir sonraki adımda, ekip, penetrasyon derinliğinin, probun bitkiyle etkileşiminin ve örnekleme süresinin örneklerin DNA konsantrasyonunu nasıl etkilediğini araştırmaya odaklanacak.

Dronların Devrim Niteliğindeki Gelişimi

Drones, which are also known as Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) due to operating without having a human pilot onboard, have grown substantially over the past decade and çok sayıda endüstrinin ayrılmaz bir parçası haline geliyor.

Bu talep doğrultusunda, drone teknolojisi pazarının 2023’te 33,9 milyar dolardan $61.2 bln in 2029 büyümesi bekleniyor.

Bu uçan robotlar farklı boyutlarda gelir ve kameralar, sensörler, GPS sistemleri ve iletişim bağlantıları sayesinde uzaktan ya da önceden programlanmış algoritmalarla kontrol edilir.

İşletmelere, gerçek zamanlı görüntü ve video kaydı, gözetim, haritalama ve teslimat hizmetleri gibi çeşitli yetenekleri sayesinde maliyet etkin çözümler sunarlar. AI gibi en yeni teknolojilerin kullanımı, dronların birçok işlevselliğini daha da artırarak bilinçli ve zamanında karar almayı, gelişmiş veri analitiğini ve otonom operasyonları mümkün kılmıştır.

Dronların tüm bu yetenekleri, araştırmacıların tür davranışlarını, göç desenlerini ve ekosistem değişikliklerini vahşi yaşamı rahatsız etmeden gözlemlemelerine özellikle faydalı kılar.

Ayrıca, bu uçan robotların yoğun ormanlarda kolayca dolaşabilmesi ve aksi takdirde erişilemeyen ağaç tepelerine ulaşabilmesi, bilim insanlarının bitki türleri hakkında ilk kez veri toplamasını sağlıyor. Zaman içinde dronları konuşlandırarak, yıllarca değişiklikler izlenebilir ve iklim değişikliği ya da ormansızlaşmanın etkisini incelemeye ve tahmin etmeye yardımcı olacak uzun vadeli veriler toplanabilir.

Bu, dron kullanımının birçok örneklerinden sadece biri. Dronların yenilikçi uygulamalarından bazıları tarımda görülüyor; bu UAV’lar ekin sağlığını izlemeye, zararlıları tespit etmeye, sulamayı yönetmeye ve verimi optimize etmeye yardımcı olur.

Hassas tarım teknikleriyle tarımı devrim niteliğinde dönüştürmenin yanı sıra, dronlar afet riski yüksek bölgelerde arama ve kurtarma görevleri, hayati malzemelerin teslimi ve hasar değerlendirmesi için de kullanılabilir. Orman yangınları, kasırgalar ve depremler gibi acil durumlarda, bu dronlar tehlikeli alanlarda hızlıca hareket etme yetenekleri sayesinde hayatları riske atmadan vazgeçilmez olabilir.

Dronların giderek daha fazla kullanıldığı diğer sektörler arasında teslimat yapmak, köprüler ve boru hatları gibi ulaşılması zor altyapıyı denetlemek ve inşaat sahaları ya da madenlerin ayrıntılı 3D modellerini oluşturmak yer alıyor.

Tüm bu örnekler, dronların hobi amaçlı ya da askeri olarak kullanılan bir yenilikten, şimdi sağlık, inşaat ve çevre izleme gibi çeşitli sektörlerden pizza ve ilaç teslimatına, tedarik zinciri, uçak bakımı ve daha fazlasına kadar yayılmasını gösteriyor.

Dronların artan kullanımı ve popülaritesi, teknoloji ilerlemeleriyle yönlendiriliyor. Örneğin, AI ve ML algoritmaları artık gömülü sistemlere daha fazla entegre edilerek bu makineleri daha verimli ve akıllı hâle getiriyor.

Yarı iletken teknolojisindeki yeniliklerden kaynaklanan düşük güç, yüksek performanslı mikrodenetleyiciler ve işlemciler de mevcut. Bu ilerlemeler, daha az enerji tüketirken daha fazla işlem gücü sağlayarak dronların verimliliğini ve dayanıklılığını artırıyor.

Dron uygulamalarını genişletmeye yardımcı olan diğer önemli ilerlemeler, daha hızlı ve güvenilir veri iletimi sağlayan 5G ve IoT gibi kablosuz iletişim teknolojileri ve hassas zamanlama ve görev yönetimi için gerçek zamanlı işletim sistemleri (RTOS) olmuştur.

Tüm bu teknolojik ilerlemeler, dronların performansını ve yeteneklerini önemli ölçüde geliştirmiş ve daha geniş alanlarda uygulanmasını teşvik etmiştir.

Drone Çözümleri Geliştiren Şirketler

Şimdi, drone teknolojisi geliştirmede öncü konumda olan şirketlere bir göz atalım.

DJI, drone endüstrisindeki baskın güç olup, tarım, haritalama ve altyapı denetimi gibi alanlarda kullanılan geniş bir tüketici, profesyonel ve endüstriyel drone çözüm yelpazesi sunar.

Boeing (BA ) savunma ve ticari kullanım için yüksek dayanıklılıklı dronlar geliştiren bir isimdir, Northrop Grumman (NOC ) RQ-4 Global Hawk gibi UAV’ların geliştirilmesiyle ilgilenmektedir. Lockheed Martin (LMT ) drone teknolojisine dahil olan bir başka savunma devidir, Kratos Defense & Security Solutions (KTOS ) ise ticari sektörlere genişlemektedir.

Tarım sektörüne bakarsak, Draganfly (DPRO ) drone teknolojisi AI destekli analizler, haritalama ve acil durum yanıt sistemlerine odaklanır. AgEagle Aerial Systems (UAVS ) çevre izleme için drone tabanlı çözümler üretirken, Parrot hassas tarım, 3D haritalama ve biyolojik çeşitlilik araştırmalarında kullanılan büyük bir Avrupa drone üreticisidir.

Şimdi birkaç önde gelen isme daha derinlemesine bakalım:

#1. AeroVironment, Inc.

Drone teknolojisinde lider olan AeroVironment (AVAV ), askeri ve ticari uygulamalar, çevre izleme ve tarım dahil olmak üzere UAV’larda uzmanlaşmıştır.

Yazının yazıldığı sırada $209 işlem gören AeroVironment hisseleri bu yıl %65 artmış ve şirketin piyasa değeri $5.865 milyar olmuştur. 12 aylık (TTM) EPS’i 2.12, P/E (TTM) 98.08 ve ROE (TTM) %8.30’dur.

2024 ikinci çeyrek için şirket, yıllık %24.4 artışla $189.5 milyon gelir bildirdi. Aynı çeyrekte geçen yıl $1 iken, non-GAAP hisse başına kar $0.89 olarak düştü. Çeyrek sonunda serbest nakit akışı $22.92 milyon oldu.

“Kayıt birinci çeyrek geliri”, drone üreticisinin önümüzdeki üç ila beş yıl içinde milyar dolarlık bir şirket olma hedefiyle geliyor; 2024 mali yılında gelir $717 milyon iken.

Ürünü Switchblade, bu hedeflerin merkezinde yer alıyor; Ruslar ve Ukraynalılar tarafından kullanılan bir dolaşım mühimmatı. AeroVironment, en son modifikasyonlarla karıştırmayı (jamming) aşmak için çalışıyor; bu ve daha iyi eğitim, Switchblade’in etkinlik oranını %80’in üzerine çıkaracak.

Son zamanlarda, ABD Ordusu şirkete 2029’a kadar Switchblade alımlarını kapsayan, 990 milyon dolara kadar olan en büyük sözleşmesini verdi. Mayıs ayında ise Pentagon, AeroVironment’a Replicator projesi için Switchblade üretme sözleşmesi verdi. Bu da değil; Birleşik Krallık, Litvanya ve Fransa da Switchblade satın aldı. AeroVironment’a göre 20’den fazla ülke bu uçağı satın almayı hedefliyor.

#2. Trimble Inc.

Trimble, veri toplama, arazi yönetimi ve 3D haritalama konularında yardımcı olan jeo-uzamsal ve tarımsal drone çözümleri sunar. Teknolojileri hassas tarım ve inşaat izleme alanlarında kritik bir rol oynar. Çözümleri arasında bilgi alışverişi ve verimli iş akışlarına odaklanan Trimble Geospatial, çiftçilerin ihtiyaçlarına uygun hassas tarım ürün kombinasyonunu bulmalarına yardımcı olan FAST App’i sunan Trimble Agriculture ve 360 derece görüntüleme ve nokta bulutları sağlayan Trimble Reality Capture bulunur.

Yazının yazıldığı sırada $62.14 işlem gören Trimble hisseleri bu yıl %16.82 artmış ve şirketin piyasa değeri $15.175 milyar olmuştur. 12 aylık (TTM) EPS’i 6.13, P/E (TTM) 10.14 ve ROE (TTM) %30.34’tür.

2024 ikinci çeyreğinde şirket, %14 artışla $2.11 milyar Yıllık Tekrarlayan Gelir (ARR) bildirdi; brüt marj %66.5 ve genişletilmiş EBITDA marjı %24.6 idi. Trimble gelirinin %75’i yazılım hizmetlerinden geldi ve şirket AI çözümlerine, endüstri ölçeğine ve monetizasyonun erken aşamalarına odaklandığını vurguladı. Trimble ayrıca hisse geri alımını yeniden başlatma planlarını paylaştı. Bu arada, şirket Çin ve Japonya pazarlarında zorluklarla karşılaşıyor ve otomotiv pazarında yavaş gelir tanıması görüyor.

Bu ay, Trimble, sınıf kontrol çözümlerinin dağıtımı için Caterpillar Inc. (CAT ) ile uzun süredir devam eden ortak girişimini genişletti. Bu yılın başlarında, Şubat ayında, Trimble ve DroneDeploy, dronlardan gerçeklik yakalama için birinci sınıf konumlandırma doğruluğu tanıttı; bu, operatörlerin “yüksek doğrulukta haritalar” daha hızlı ve tutarlı bir şekilde sunmasını sağlayacak ve “dronların hassas jeo-uzamsal uygulamalarda kullanılmasını” mümkün kılacak.

Sonuç

İnsanların pratik olarak erişemediği bölgelerde eDNA toplamak için dronların kullanılması, UAV’ların bir başka heyecan verici uygulamasını ve çevre koruma çabalarında önemli bir adımı işaret ediyor. Ayrıca, tehlikeli bölgelere insan erişimine gerek kalmadan ayrıntılı biyolojik çeşitlilik verileri sağlayarak, dronlar ekosistemlerin daha hızlı, daha güvenli ve daha kapsamlı izlenmesini mümkün kılıyor.

Zaten, teknolojik yenilikler dron uygulamalarını lojistik, tarım, savunma ve çevre izleme gibi geniş bir endüstri yelpazesine genişletti. Şimdi, iklim değişikliğinin etkilerini ele almamıza ve insanlara, çevreye ve ekonomiye kritik olan gezegenin biyolojik çeşitliliğini koruma çabalarımızı yönlendirmeye yardımcı olabilecek biyolojik çeşitlilik araştırmalarını yeniden şekillendirmeye hazır.

Yatırım yapabileceğiniz beş en iyi drone şirketinin listesi için buraya tıklayın.