無人機能追蹤蝙蝠飛行嗎？專家解析技術挑戰與解決方案

用無人機追蹤蝙蝠飛行——可能嗎？

一位在德國從事蝙蝠研究的學者 Stephanie 提出了一個引人入勝的問題：能否利用具備「跟隨我」（follow-me）功能的無人機，在夜間追蹤蝙蝠的飛行路徑？

Stephanie 的研究團隊已經在使用無人機搭配熱成像技術與 AI 來偵測蝙蝠，但她想更進一步——追蹤蝙蝠的飛行軌跡。她指出：「如果能以視覺方式追蹤蝙蝠更長的時間，我們就能更深入分析牠們的飛行模式。我們知道蝙蝠在不同活動（如捕獵或交配）中會呈現不同的飛行模式，而且不同物種之間也有差異。此外，我們還能研究蝙蝠是否正確使用了高速公路或鐵路上方的特殊圍欄或橋梁等『輔助結構』。」

為了回答這個問題，知名無人機媒體 Drone Girl 特別請教了夏威夷大學馬諾阿分校電機工程兼任教授、工程師 Evan Kawamura。

為何一般「跟隨我」無人機無法追蹤蝙蝠

大多數具備跟隨模式的消費型無人機，是為了在日間追蹤體型較大、光線充足的人類對象而設計的——例如登山客、自行車騎士或衝浪者。然而蝙蝠體型小、速度快、對聲音敏感，且主要在夜間或低光源環境下活動。

Kawamura 表示：「大多數消費型無人機的跟隨模式是針對白天的大型明亮目標設計的。蝙蝠不僅體型小、飛行速度快，且對聲音極為敏感，在標準視覺追蹤難以發揮的低光環境下活動。因此，在黃昏或夜間追蹤蝙蝠，與一般的跟隨功能完全是不同等級的挑戰。」

簡單來說，像 DJI Mavic 3 Classic 這類消費型無人機的標準跟隨功能，在這個應用場景中完全無法勝任。

熱成像鏡頭 + AI 辨識是關鍵

Kawamura 建議，不要依賴可見光追蹤，而是結合熱成像（紅外線）鏡頭與專門針對蝙蝠訓練的 AI 辨識模型。

他解釋道：「我同意研究者的方向，並進一步建議使用熱成像鏡頭搭配專門以蝙蝠熱影像訓練的 AI 偵測模型。」

但即便如此，挑戰依然不小。如果無人機為了避免干擾蝙蝠而保持較遠距離飛行，蝙蝠在畫面中可能僅佔幾個像素。

Kawamura 指出：「由於無人機需保持距離，紅外線鏡頭可能只能在畫面中捕捉到蝙蝠的幾個像素，因此在運行 AI 偵測模型之前，獲取高品質的影像素材更為重要。偵測功能還應搭配預測追蹤（predictive tracking）演算法，讓無人機沿著平滑軌跡飛行，而非根據逐幀偵測的雜訊做出反應。」

這一點至關重要。如果無人機根據不穩定的逐幀偵測來「追趕」蝙蝠，很可能導致飛行行為失控，甚至干擾蝙蝠的自然行為。

噪音問題不容忽視

除了工程技術挑戰，還有生物學上的考量。蝙蝠高度依賴聽覺和回聲定位，即使無人機螺旋槳的噪音頻率主要低於蝙蝠的回聲定位頻率，寬頻噪音和近距離飛行仍可能影響蝙蝠的自然飛行模式。

Kawamura 建議：「為了確保研究的完整性，維持足夠的安全距離至關重要。我建議使用更長焦距的鏡頭配置，而非靠飛更近來解決問題。」

換句話說：用鏡頭拉近，而非讓無人機靠近。

最適合的平台：Freefly Astro 研究級無人機

如果要認真執行這項任務，消費型無人機絕對不夠用。

Kawamura 推薦採用模組化的中型研究平台，例如 Freefly Astro 等級的無人機。他表示：「這類平台比消費型跟隨無人機更適合，因為它能承載穩定的熱成像酬載和機載運算設備，實現即時偵測與追蹤。」

這種平台讓研究人員能夠掛載更高品質的穩定熱成像鏡頭，以及機載處理器來即時運行 AI 偵測。有趣的是，Kawamura 也指出，全自主飛行未必是必要的：

「如果自主性不是首要考量，以手動飛行搭配即時熱影像回傳，就能大幅降低系統複雜度。」有時候，簡單就是最好的方案——在研究領域尤其如此。

結論：技術上可行，但關鍵在於降低干擾

Kawamura 總結道：「成功追蹤蝙蝠的關鍵，不在於內建的跟隨功能，而在於設計一套以感知為核心的系統，優先考量光學品質、平滑追蹤控制，以及將干擾降到最低。」

「將干擾降到最低」或許是整個計畫中最重要的一環。無人機技術上確實有能力完成追蹤任務，但能否在不改變研究對象自然飛行模式的前提下做到，才是真正的挑戰。

消費型跟隨無人機不是為追蹤蝙蝠而生的。但透過專業研究平台、熱成像技術與精心設計的 AI 追蹤系統，這個目標並非遙不可及。

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