現代環境保護的概念，萌生於1970年代由美國發起的第一屆世界地球日（Earth Day），早期「環境生態」的價值仍屬模糊抽象。直到2019年聯合國氣候行動峰會提出「自然解方」（Nature-based Solutions, NbS）概念，才具體提出保護自然的實踐路徑；而推動NbS加速落實的項目，則稱為「自然科技」（Nature Technology）。監測、報告和驗證（Monitoring,Reportingand Verification, MRV）是其中核心的自然科技，畢竟沒有數據就無法管理，資料可被採信才能促使改善行動。然而，資料要被採信，需要更長的時間跨度和更廣的空間分布，因此許多與跨國MRV資料串聯共享、標準化相關的倡議網絡和政策應運而生。
生態數據全球化：自然科技與跨國MRV標準網絡成形
地球觀測組織的生物多樣性觀測網絡（GEO BON）
地球觀測組織生物多樣性觀測網絡（Group on Earth Observations Biodiversity Observation Network, GEO BON）是一個橫跨165個國家、超過4,000名會員的科學與政策網絡，致力於建構全球生物多樣性觀測系統（Global Biodiversity Observing System, GBiOS），以串聯各地的觀測協力網絡。GEO BON提出三維的生態資料框架，稱為基本生物多樣性變數（Essential Biodiversity Variables, EBVs），用於記錄生物多樣性在時間、空間與生物層級上的動態變化。
歐盟主導的「目的地球」（DestinE）製作地球數位分身
「目的地球」（Destination Earth, DestinE）是歐盟執委會於2024年上線的旗艦型計畫，其目的是在虛擬世界建立一個高精度的地球數位分身，可動態模擬人類活動與自然現象的互動。目的地球核心的資料機制稱為「資料湖」（Data Lake），其中氣候和極端天氣模擬資料皆可透過開源方式獲取。
突破類比瓶頸：釋放現場人力與加速建構全球觀測網
國際碳權與永續認證權威機構「黃金標準」（Gold Standard）等組織發布報告指出，目前的MRV工作有超過九成仍屬於類比式與人工流程，需要人員親至現場進行每月或每年一次的訪查，效率極低。加上MRV工作所使用的器材安裝、設定操作、資料傳輸和處理，都遠比一般工廠或實驗室環境來得更為嚴苛，高度仰賴人員操作，導致目前已蒐集到的觀測數據，有八成集中在全球10個國家境內，只占全球面積的7%。解決目前困難，是加速推動MRV工作的當務之急，未來無人化環境生態監測的願景，可從以下三個面向開展：
- 全地形環境的自主追蹤：未來的MRV設備應具備長時間且高度自主運作的能力。凡是需要人類在嚴苛地形或廣袤幅員中艱困移動，或需要人員翻山越嶺才能完成操作與維護MRV儀器的工作，都應該由無人系統接手。
- 直觀且全視角的溫室氣體監測：未來針對溫室氣體排放、洋流河流溫度的監測工作，應該更加直覺並拉長時間跨度，擺脫人員移動與現場操作的時空限制。
- 裝置邊緣資料自主處理：因應MRV作業環境的多樣變化，MRV裝置未來將具備一定程度的邊緣運算能力，能精準判斷自身裝置的運作，降低設備的資源消耗。
傳統環境生態監測面臨的四大實務挑戰
幅員廣袤且地形險峻，調查耗時費力
例如2017年一組義大利研究者赴剛果卡波博山脈（Kabobo Massif，面積約1,000平方公里、海拔700至2,700公尺的高山雨林）探勘設點採樣環境DNA（environmentalDNA, eDNA），才證實這個孤立萬年的生態區，具有發現新物種的潛力，值得劃定為國家公園。如此耗費人力與時間，是過去環境監測的常態。
MRV設備仰賴人工往返更換且操作程序複雜
「相機陷阱」（Camera Trap）是觀察野生動物的重要工具，研究人員需步行數日到野外安裝、24小時不間斷錄影。因野外無網路訊號，須待電池與容量耗盡後再度往返更換，再逐一檢視漫長影片，確認是否錄到目標動物。
另一個例子，是在海上採取生物樣本的環境DNA，這是一種透過採樣生物遺留在水中的DNA物質，確認生物活動痕跡的生態調查工作。傳統作法需要召集研究員和船員，搭乘載人研究船出海探測，時間往往長達數週甚至數月，成本和風險極高。
傳統溫室氣體監測方式可信度受質疑
溫室氣體排放巡檢的傳統做法，一種是巡檢人員手持洩漏檢測儀器或紅外線相機，在可疑汙染源周遭記錄數據，這不僅耗費人力，且一旦地點誤判還要重跑，難以掌握時間變化；第二種是架設監測站，雖能精準分析空氣中溫室氣體，卻無法得知來源方向與擴散動態。兩者都存在資料時間不連續、採樣不全面的問題，影響監測可信度。
受限於生態保護原則與成本，仍需人工野外追蹤
例如野生動物遷徙範圍和動線觀察，是生態研究的經典類型。研究人員會捕捉目標動物，在身上安裝類比式無線電標籤和生命監測裝置，隨後放回野外，由於受限於嚴格的5%原則（即裝置的重量不得超過動物體重的5%），很多小型的鳥類只能配戴便宜且輕巧的特高頻（Very High Frequency, VHF）無線電標籤。而研究人員必須手持天線和接收器，先駕車在野外追蹤目標，然後下車步行、爬山，一路追著訊號跑。
無人科技賦能環境監測的四大標竿案例
太空遙測：加拿大GHGSat實現溫室氣體視覺化監測
成立於2011年的GHGSat是一家環境監測衛星資料服務的新創公司，能鎖定每小時最低100公斤的甲烷排放，也能精準監測並鎖定單一設施或廠區的二氧化碳排放；目前已有15顆衛星，預計在2026年底前將衛星總數增至21顆。相較傳統人員手持溫室氣體探測裝置，透過衛星影像直接「看」溫室氣體的動態分布，其資料品質在EBVs的框架下，更具有跨時間和空間的豐富度。GHGSat 並不直接銷售無人監測設備，而是透過無須大量人員操作的遙測衛星監測溫室氣體，定期維運具時空連續性的可信資料，讓上市櫃公司可以證明廠區碳排放改善成果。
陸域邊緣運算：美國Conservation X Labs讓相機陷阱自主化
美國新創公司Conservation X Labs所開發的「哨兵」（Sentinel）系統，是一套可以幫助傳統「相機陷阱」直接升級成自主化的系統。使用者只需將哨兵套組接上相機，並提供目標動物的影像讓哨兵訓練學習後，即可部署於生態研究的田野環境中。哨兵系統辨識目標動物時會自動啟動並錄下影像，再從衛星或無線網路傳回資料。因此相機不需24小時連續錄影，搭配太陽能供電，理論上不用定期更換電池。其商業模式是銷售一套升級傳統設備為無人化的解決方案，加上訂閱制的AI學習，擴大生態研究的監測時間與空間幅度。
海洋無人採樣：加拿大Open Ocean Robotics自動化擷取eDNA
加拿大籍Julie Angus和Colin Angus夫婦於2018年成立Open Ocean Robotics，Julie Angus身兼女性賽艇運動員和探險家身分。這家新創公司自主研發並獲得專利的太陽能無人載具，研究人員設定路線和採樣點後，太陽能無人船會依路線規劃航行至採樣點，自動採樣器就會自動採樣，並將多餘海水過濾，讓樣本卡在濾膜上，自動注入化學藥劑保存 eDNA。同時，船隻也會使用船載多感測器，如溫鹽深儀（Conductivity-Temperature-Depth, CTD）、測流儀（Acoustic Doppler Current Profiler, ADCP）和氣象儀同步記錄採樣點的海水、海流和氣候資料。Open Ocean Robotics的商業模式是銷售太陽能無人監測載具，能自動化執行複雜的eDNA採集工作，並即時生成實驗室所需要的資料。
空中精準定位：澳洲Wildlife Drones大規模追蹤野生動物
澳洲保育生態學家Debbie Saunders博士於2016年創立Wildlife Drones，其產品是一套相容於全球所有廠商製造的動物追蹤VHF標籤訊號的空中無線電遙測系統。該系統可以安裝在各式無人機上，一旦追蹤到動物的VHF訊號，系統會將捕獲的訊號即時進行三角定位計算，將計算值回傳地面的軟體系統。這項技術能將原本可能需要耗費一至數天的動物追蹤作業，縮短至2小時內完成，省去研究人員在野外長途跋涉追蹤動物的辛苦。Wildlife Drones的商業模式是銷售能替代現場人員，並以超大規模追蹤野生動物VHF訊號的服務，大幅增加了野生動物監測的時空廣度。
全球觀測網絡成形，無人科技填補巨大環境資料缺口
由國際組織網絡建立的環境生態監測的數據框架已逐漸成形。在全球共享、串聯的資料池體系下，無論是科學社群想要取得良好的環境生態監測資料，或是MRV資料提供者為碳排放者提供可驗證證據，都會促使環境生態資料需求愈來愈大；傳統人力、手持探測器的方式，將在成本和速度上漸漸無法滿足需求，進而間接刺激MRV設備升級。這意味著MRV產品的零組件，將會因應智慧化需求而全面升級，特殊應用積體電路（Application-Specific Integrated Circuit, ASIC）晶片或網路通訊晶片都會扮演愈來愈重要的角色。
供應鏈新賽局：非紅供應鏈規範成形，臺灣卡位關鍵零組件利基
在非紅供應鏈和地緣政治影響下，環境生態監測的MRV產品也無法自外於規範，從無人機到MRV系統中的核心零組件，如ASIC晶片、衛星及網路通訊產品都在管制範圍內，而這些零組件正好是臺灣的強項。
例如美國的《美國安全無人機法案》（AmericanSecurity Drone Act, ASDA）即規範禁止使用聯邦經費，採購中國製或受中國控制且影響的實體所製造的無人機和關鍵零組件。歐盟方面支持「目的地球」許多環境生態資料蒐集的展望歐洲（Horizon Europe）計畫，已禁止中國組織和公司參與，並提出「EU trusted」無人機標籤，只要在歐盟境內起飛與營運的無人機均需取得該標籤，規範深度達零組件物料清單（Billof Materials,BOM）層級。
臺灣可建立無人化環境生態監測硬體支援平台，幫助這些新創公司找到適合的飛行控制晶片、通訊晶片及衛星定位晶片的非紅供應商，並快速在臺灣找到合適的艱困環境進行測試，成為全球無人化環境監測科技背後「關鍵的隱形推手」。
產學鏈結展望：引導環境生態科學社群投入利基型MRV產品開發
無人化MRV新創團隊的一大特色，在於創辦人本身就是環境生態科學社群的成員；這類設備本身屬於高度利基型定位，身為使用者更能理解實際應用需求。但由於初期市場規模有限，一般廠商難以獨立支持開發，若能透過政策資源引導我國環境生態科學社群，將自身的學術研究經驗轉化為MRV應用產品的開發量能，結合臺灣涵蓋高山、海洋的多元地理特色，將更容易執行各種環境條件下的應用測試，進而獲得國際生態學術社群的信賴。
