作者:哥伦比亚大学地球研究所凯文·克拉吉克
一枚俄罗斯制造的PFM一号地雷
这些大部分由塑料制成的装置从空中大量落下，里面装满了爆炸性液体
许多孩子，认为他们是玩具，捡起来，被杀害或致残
信用:贾斯帕·鲍尔 贾斯珀·鲍尔拥有一个新诞生的地质学本科学位，从事采矿行业
不是那些我们开采金属或矿物的矿山；每年杀死和残害成千上万人的那种
Baur和他的同事们正试图证明，无人机搭载的地球物理传感器已经在勘探地质学、火山学和考古学等领域得到应用，可以更有效地发现和消除这些致命的危险 2016年，作为纽约州北部宾汉姆顿大学的一名新生，鲍尔开始与两位地球物理学教授亚历克斯·尼克林和蒂莫西·德斯梅特合作，研究使用装备仪器的无人机来加速缓慢而危险的寻找地雷的任务
鲍尔坚持研究直到大学毕业；现在他是哥伦比亚大学拉蒙特-多尔蒂地球观测站火山学的研究生，他仍在继续研究
他说:“这似乎是对科学真正相关和有影响力的运用。”
“它有人道主义的一面，这绝对是我研究的动力
" 地雷和其他未爆弹药是一个世界性的威胁；目前大约有1亿台设备分散在几十个国家
除了禁止战时和战后地区旅行、农业或其他任何事情之外，他们在2019年造成了至少5500人的伤亡记录；前几年的总数要高得多
大约80%的受害者是平民，其中近一半是儿童
在过去十年中，至少在15个国家部署了地雷:阿富汗、哥伦比亚、印度、伊朗、以色列、利比亚、缅甸、尼日利亚、朝鲜、巴基斯坦、叙利亚、泰国、突尼斯、乌克兰和也门
尽管事实上已经有160多个国家签署了1997年禁止储存或使用核武器的公约(主要例外:美国、俄罗斯和中国)
埋设地雷的人很少回来清除地雷
这通常落在非营利人道主义组织身上，他们大多认为这是一种老式的方式:步行，用磁力计或其他手持仪器缓慢地扫描可疑地点
找到一枚地雷并解除其武装需要大量时间，估计需要300至1000美元
鲍尔指出:“当然，这很危险。”
进入越来越便宜和复杂的无人机和小型化地球物理传感器
宾汉姆顿团队的第一个焦点是俄罗斯制造的PFM一号水雷，这是一个直径只有五英寸的装置，主要由塑料制成，形状像蝴蝶
它们被设计成从空中大量落下，像一群鸟一样轻轻地飞向地面，等待粗心的人
设计主要是为了致残，而不是杀人，它们很难被磁力计发现，因为它们几乎不含金属
因为它们像塑料玩具，很多孩子会处理它们，然后被炸飞
它们仍然存在于不同国家的武库中，但阿富汗是它们的基地
估计仍有1000万垃圾散落在这个国家——许多甚至不是来自最近的战斗，而是来自1979-1989年的俄罗斯占领
他们杀害或伤害了3万多名阿富汗人
最近，他们出现在乌克兰与俄罗斯激烈争夺的边境
为了进行实验，该团队从一个军事收藏品网站上购买了几十架PFM-1——当然解除了武装，它们内部的爆炸性液体被抽干，并重新注入惰性油
他们将地雷散布在校园和附近的切南戈山谷国家公园的各种景观中，包括草地、沙地和雪地
然后，他们派出无人机探索各种方法，通过视觉或其他方式发现它们
为了模拟地雷最常出现的阿富汗崎岖的高山地形，他们得到了国家公园的许可，开采了一个废弃的、部分破碎的旧沥青停车场
他们发现，一个富有成效的途径是热成像；在清晨和一天结束时，矿井升温或降温的速度与周围物质不同
在早期的试验中，他们证明了他们可以通过在计算机上手动观察温差来找到大约四分之三的PFM-1
他们还尝试了可见光和红外光光谱来直观地发现地雷，取得了类似的成功
该团队承认，这不足以让无人机取代地面团队，但它可以迅速缩小雷区的位置和布局
(无人机在离地面10米的高度飞行，可以在3分半钟内勘测10×20米的地块，这是一个椭圆形的PFM一号矿区的典型大小
) 最近，为了提高探测率，该团队开始采用机器学习，训练他们的计算机识别各种地雷特征并快速显示出来
在鲍尔和他的前同学加布里埃尔·斯坦伯格领导的《常规武器销毁杂志》上刚刚发表的一篇论文中，他们展示了人工智能是如何让他们将视觉检测率提高到90%以上的
该组织还调查了发现传统埋藏金属地雷的情况，显示携带航磁仪器的无人机也能看到其中一些，包括大型反坦克地雷
(像许多其他弹药一样，这些弹药也可以在军事剩余地点找到，已经解除武装
他们还在调查如何找到多管火箭发射器发射的未爆炸弹药
现在他正在研究火山学，鲍尔可能没有那么多时间排雷了
今年夏天，他在拉蒙特-多尔蒂火山学家艾纳特·列夫的指导下，前往阿拉斯加偏远的阿留申群岛的奥克莫火山
在那里，他致力于一个项目，在高度活跃的山峰上安装地球物理仪器，以测量地面水平、地震波和其他属性的变化，这是拉蒙特公司广泛、长期努力的一部分，旨在完善预测危险喷发的仍然粗糙的科学
火山学和地雷有什么关系？他说，什么都没有，什么都有
一些用于研究火山的仪器和数据分析技术类似于探测地雷的仪器和技术
而且，越来越多的火山学家正在部署无人驾驶飞机去勘测那些太危险而不能步行的地方
应用火山学也类似于排雷，因为它的最终目的是帮助人们避免受伤或死亡
与此同时，鲍尔和他的老教授以及斯坦伯格成立了一个组织，排雷研究团体
除其他外，他们与红十字会和联合国的排雷专业人员保持联系
各种各样的组织已经考虑使用无人机来加速他们的工作，但是到目前为止，几乎没有其他已发表的研究，也没有被采纳
“出于非常充分的理由，排雷界非常谨慎
他们不愿意接受新的方法，”鲍尔说
“所以你真的必须证明这是可行的，这需要时间
" 到目前为止，鲍尔在访问以色列期间只瞥见了一个真正的雷区，一个有标记的雷区
最后，他说，“我们想在一个真实的矿区测试我们的方法
你不能解释你在人工环境中可能遇到的所有事情
现实世界中有更多的混乱
" 既然塔利班已经接管了阿富汗，他会考虑去那里做他的真实世界的研究吗？“呃，没有
“但总有乌克兰
“我们在那里有一些联系人，”他说
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
