Jasper Baur 刚刚获得地质学本科学位，从事采矿业。不是那些我们开采金属或矿物的矿山;每年杀死和致残数千人的那种。Baur 及其同事正试图证明，已经在勘探地质学、火山学和考古学等领域使用的无人机地球物理传感器可用于更有效地发现和消除这些致命危险

2016 年，作为纽约州北部宾厄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·尼库林和蒂莫西·德·斯梅特合作，研究使用配备仪器的无人机来加快寻找地雷这一缓慢而危险的任务。鲍尔在大学期间一直坚持研究;现在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，他仍在追求它。

“这似乎是对科学的真正相关和有影响的使用，”他说。“它具有人道主义方面，这绝对是我研究的动力。”

地雷和其他未爆弹药是世界性的威胁;据认为，目前约有 1 亿台设备分散在数十个国家/地区。除了将战时和战后地区禁止旅行、农业或其他任何事情外，它们在 2019 年造成至少 5,500 人伤亡;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，至少有 15 个国家部署了地雷：阿富汗、哥伦比亚、、、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。尽管事实上已有 160 多个国家签署了 1997 年的公约，禁止其储存或使用(主要例外：、俄罗斯和中国)。

那些埋下地雷的人很少回来清除它们。这通常属于非营利性人道主义组织，他们大多采用老式的方式：步行，用磁力计或其他手持仪器缓慢地扫过可疑地点。寻找和解除单个地雷需要大量时间，估计花费 300 到 1,000 美元。“而且，当然，这很危险，”鲍尔指出。

进入越来越便宜和复杂的无人机和微型地球物理传感器。宾厄姆顿团队的第一个重点是：俄罗斯制造的 PFM-1 地雷，这个装置只有 5 英寸宽，主要由塑料制成，形状像一只蝴蝶。设计为大量从空中掉落，它们像鸟群一样轻轻地飘向地面，等待粗心大意的人。它们主要设计用于致残，而不是杀死，它们很难用磁力计发现，因为它们含有很少的金属。而且因为它们类似于塑料玩具，许多孩子拿了它们，然后被炸毁。它们仍然在各国的武器库中，但阿富汗对它们来说是零基础。据估计，仍有 1000 万人在该国乱扔垃圾——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。他们已经造成30多人死亡或受伤，000 阿富汗人。最近，他们出现在乌克兰与俄罗斯激烈争夺的边界上。

为了进行实验，该团队从一个收藏品站点购买了几十个 PFM-1——当然是解除武装，它们的爆炸性液体内部排空并重新填充惰性油。他们将地雷散布在校园和附近的 Chenango Valley 州立公园的各种景观中，包括草地、沙地和雪地。然后他们派无人机上去探索通过视觉或其他方式发现它们的各种方法。为了模拟最常发现地雷的阿富汗高山碎石地形，他们获得了州立公园的许可，在一个废弃的、部分破碎的旧沥青停车场进行开采。

他们发现，一种富有成效的途径是热成像;在清晨和一天结束时，矿井以与周围材料不同的速度升温或降温。在早期试验中，他们证明通过在计算机上手动观察温差，他们可以找到大约四分之三的 PFM-1。他们还尝试了可见光和红外光谱来目视发现地雷，并取得了类似的成功。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。(在离地表 10 米处飞行，无人机可以在三分半钟内勘测 10 x 20 米的地块，这是单个椭圆形 PFM-1 雷区的典型大小。)

最近，为了提高检测率，该团队开始使用机器学习，训练他们的计算机识别各种地雷特征并快速显示它们。在 Baur 和前同学 Gabriel Steinberg 领导的《常规武器销毁杂志》刚刚发表的一篇论文中，他们展示了人工智能如何让他们将视觉检测率提高到 90% 以上。

该小组还研究发现传统的埋藏金属地雷，表明携带航空磁仪器的无人机也可以看到其中的一些，包括大型反坦克地雷。(像许多其他弹药一样，这些弹药也可以在剩余地点获得，已解除武装。)他们还在研究如何找到从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。今年夏天，他在拉蒙特-多尔蒂火山学家 Einat Lev 的指导下工作，前往阿拉斯加偏远的阿留申群岛的奥克莫克火山。在那里，他参与了一个在高度活跃的山峰上安装地球物理仪器的项目，以测量地平面、地震波和其他特性的变化，这是拉蒙特长期广泛努力的一部分，以完善预测危险火山喷发的仍然粗糙的科学.

火山学与地雷有什么关系?什么都没有，他说——还有一切。一些用于研究火山的仪器和数据分析技术类似于那些用于探测地雷的仪器和数据分析技术。并且，越来越多的火山学家正在部署无人机来调查那些徒步旅行太危险的地方。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，鲍尔与他的老教授和斯坦伯格组建了一个组织，即排雷研究社区。他们一直与红十字会和联合国的排雷专业人员等保持联系。各种组织已经考虑使用无人机来加速他们的工作，但到目前为止，几乎没有其他已发表的研究，也没有被采纳。“出于很好的理由，排雷社区非常谨慎。他们不愿意接受新方法，”鲍尔说。“所以你真的必须确定这是有效的，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，一个标记的雷区。最终，他说，“我们想在真实的矿场上测试我们的方法。你无法解释在人工环境中可能遇到的一切。现实世界中还有更多的混乱。”

现在塔利班已经接管了阿富汗，他会考虑去那里做他的现实世界研究吗?“呃，没有。” 但总有乌克兰。“我们在那里有一些联系人，”他说。