斯坦福大学研究员Mac Schwager于2016年6月参加一次聚会，偶然进入了“企鹅世界”。在那里，他得知生物学家Annie Schmidt正在寻找更好的成像方法，能够在南极拍摄到一个大型企鹅栖息地。

三年半后，施瓦格尔的研究生Kunal Shah来到了著名的麦克默多站，在南极为新的多无人机成像系统做好了准备工作，该系统可以协调多个高端自主无人机，但也可以与业余无人机一起使用。

这个项目的开始并不顺利。沙阿回忆说：“这里的气温太低了，导致无人机电池过冷无法工作。因此无人机遥控器和电话也无法正常使用”。

沙特和他的同事们并没有惊慌，很快就对系统进行了调整，并在10月28日在《科学机器人》上发表了一篇论文。该论文中描述的系统对位于开普敦2平方公里区域的约30万对阿德利企鹅嵌套企鹅进行了反复的视觉调查。克罗齐尔（Crozier），相当于摩纳哥（Monaco）整个国家的面积，约有3,000个企鹅的巢穴。之前进行的无人机调查花费了两天的时间，与美国国家科学基金会（NSF）和美国南极计划（USAP）合作完成的新一轮调查大约在两周内完成，这要归功于路线规划算法，该算法可协调2到4架无人驾驶无人机进行调查。

施瓦格说：“只要将所有设备搬到一个远程站点，然后就可以做准备工作，部署设备，而无需帐篷和小木屋，这真是了不起”。

无人机的飞行速度至关重要

以前曾对企鹅栖息地进行过航空勘测，通常使用直升机或一架无人驾驶飞机。利用直升飞机可得到高质量的图像，但价格昂贵，燃油效率低并且打扰到鸟类活动。无人机调查非常耗时，而且由于无人机必须在距离企鹅栖息地约五公里（三英里）的安全距离内起飞，因此很难导航。无人机的另一个缺点是，它们的电池容量很小，必须在12-15分钟内抵达企鹅的栖息地。

使用多架无人机避免了这些问题，斯坦福大学研究人员开发出了一种独特的路线规划算法，使之成为可能。给定一个调查空间，该算法对该空间进行了划分，为每个无人机分配了目的地，并找出了如何以最有效的方式将无人机通过这些点移动。

该论文的主要作者Shah说：“这个工作过程很快。在前一天的屏幕上就有了这些企鹅们的图像” 。“我们可以看到他们在栖息地中走来走去，所有的企鹅都在巢中和海洋中往返，这真是不可思议”。

无人机上的“眼睛”

研究人员还预想了许多无人机系统的其他用途，例如交通监控和跟踪森林火灾的火源。他们已经在一些不同的环境中进行了测试。他们飞越了加利福尼亚的一个大型牧场，来估算可用于牲畜的植被。他们还把无人机带到加利福尼亚州和内华达州边界附近的莫诺湖，以调查居住在湖中心帕哈岛附近的加利福尼亚海鸥种群。像南极洲一样，莫诺湖的测试也面临着挑战，因为这里的鸟类更小。

企鹅生物学家专注于测量种群大小，出生率和巢密度，并将于今年进行第二轮企鹅观察。

施瓦格说：“人类永远不可能在天空中数出30万只企鹅或跟踪森林大火”。 “我认为，无人机研发团队将会使这种不可能做到的事成为可能”。