一個新的自動測量系統已被設計用來映射火山氣體濃度，其測量誤差低至約 5%。慕尼黑工業大學（TUM）的研究人員表示，這個基於無人機和激光的系統可以在未來預防自然災害。通過追蹤二氧化碳與二氧化硫的比例，該系統提供了對地下火山過程的直接觀察。為了測量火山氣體，一個自動化的地面車輛可追蹤距離無人機最多 60 米（196 英尺）遠，通過有害的硫氣和蒸汽霧霾發射激光束。
這項測試在西西里島沿岸的艾奧利亞羣島的火山進行。
火山釋放大量的二氧化碳和二氧化硫，當上升的巖漿經歷壓力下降時，這兩種氣體的比例會根據深度發生可預測的變化，並且充當火山噴發的自然倒計時時鐘。當二氧化碳水平劇烈上升然後迅速下降時，可能會即將發生噴發。然而，準確測量火山氣體並非易事。地面測試常常受到周圍土壤和植被的背景排放的幹擾，而將精密傳感器直接飛入腐蝕性雲霧中則會迅速損壞設備。此外，使用標準無人機會導致螺旋槳的下洗氣流，這會攪動並稀釋測量所需的氣體雲。
TUM 開發的新系統能夠準確測量火山氣體
TUM 通過使用光線克服了這些問題。Marius Schaab 及其在 TUM MIRMI 機器人研究所的團隊部署了一個兩部分的遠程系統。一個地面站通過氣體雲發射開路徑激光，目標直接對準安全飛行在另一側的無人機上的反射器。由於二氧化碳會吸收特定波長的光，當激光穿過水汽時，光束會損失一小部分強度。無人機沿著預編程的網格飛行 15 分鐘，捕獲最多 3,000 次測量。
在地面上，一個智能算法考慮當地風數據，並將衰減的激光信號轉換為高精度的 3D 斷層圖，顯示氣體雲的分佈。
火山活動的錯誤機會減少。艾奧利亞羣島的火山自 19 世紀末（1888–1890 年）以來實際上沒有發生過重大噴發。然而，因為它仍處於活躍且強烈的「脱氣」階段，所以成為理想的測試場地。整體而言，這個系統以 5% 的誤差範圍提供了明確的火山活動圖像。「我們的目標是自動化測量和映射過程，並讓人工智能解釋數據。」TUM MIRMI 機器人研究所副主任及 TUM 計算、信息與技術學院智能系統感知學系主任 Achim Lilienthal 教授表示。
這個新系統設計使得安全的火山預測成為可能，並將人類置於安全之地，電子設備遠離腐蝕性雲霧。
無人機技術在火山研究中的應用
每座火山都有其獨特的指紋。從埃特納山的多變峯頂到那不勒斯附近的不安菲萊格里安平原，理解這些獨特的氣體特徵對評估火山危險至關重要。其他研究人員則在雲內處理這個問題。在美因茨約翰內斯·古騰堡大學，Thorsten Hoffmann 教授的團隊正將無人機直接飛入火山雲霧的中心。該團隊使用專門的機載硬件和光度計追蹤光吸收和電化學反應，並在飛行路徑上記錄持續的化學剖面。