يمكن للروبوت الجديد أن يحسس العوالق بصريًا وواسعًا

Zooglider (أعلى) مع مجموعة مختارة من الصور الحيوانية التي التقطت الروبوت. الصورة العليا: بنيامين وايتمور

قام فريق من خبراء علم المحيطات والمهندسين البيولوجيين والفيزيائيين بتعديل أداة علمية فيزيائية مشتركة تسمح لهم بتصوير العوالق الحيوانية أثناء انزلاقها عبر المحيط.

إن الروبوت ، وهو أول جهاز استشعار من نوعه يطلق عليه زوغليدير بواسطة مارك أومان ، وهو متخصص في علم المحيطات في معهد سكريبس لعلوم المحيطات بجامعة كاليفورنيا في سان دييغو ، يستخدم كمنصة خاصة به وهي طائرة شراعية مطورة من سكريبس تعرف باسم الرذاذ. قام مطورو آلات أومان وسكريبس بتجهيز طائرات شراعية بالرصاص على شكل طوربيد مع كاميرا (تسمى زوكام) ، وقام باحثون من الأجهزة بربط Zonar الذي يجمع البيانات الصوتية حول الحيوانات البحرية المجهرية المنجرفة بحرية - بطريقة السونار.

يمكن أن تحصل Zooglider على صور العوالق الحيوانية كل خمسة سنتيمترات إلى أعماق تصل إلى 400 متر أو أكثر عندما تقوم بتوصيل مياه البحر إلى نفق أخذ العينات على متن السفينة. تمثل الأداة الجديدة طفرة في أنها تمكن من رصد الحياة الميكروسكوبية في بيئتها وتوفر معلومات عن تلك الحياة في السياق المكاني. وهذا يزيد من قدرة العلماء على الحصول على بيانات كمية عن الحياة الميكروسكوبية ضمن مناطق محددة ، وهو السعي الأساسي لعلماء المحيطات البيولوجية الذين يدرسون كيف تتفاعل الكائنات البحرية مع الفيزياء والكيمياء المحيطة بها ويتأثرون بها.

"جميع العمليات الرئيسية تقريبا في المحيط - ركوب الكربون ، وإنتاج الأسماك ، وتكاثر الطحالب الضارة ، وتحمض المحيطات ، وإزالة الأكسجين - ترتبط مباشرة بالحيوانات الحرة المنجرفة في البحر المفتوح ، والعوالق الحيوانية" ، قال أومان. "هذه هي أول نافذة على عالمهم من خلال سيارة مستقلة تمامًا. نحن متحمسون بالفرص الجديدة التي يقدمها Zooglider لتصور وفهم هذه الكائنات ، التي لا تعتريها البيئة الطبيعية ".

وستوفر البيانات التي يجمعها Zooglider المعرفة عن ديناميكيات العوالق الحيوانية التي تنتج معلومات غير مباشرة عن العوالق النباتية التي تتغذى عليها العوالق الحيوانية وحول الكائنات الحية التي تتغذى على العوالق الحيوانية. كما وعد زوغليدير بنظرة لا تقدر بثمن لكيفية استجابة الحياة البحرية لتغير المناخ.

طور علماء المحيطات الفيزيائيون والمهندسون بقيادة سكريفس روس ديفيس طائرة شراعية الرش بداية من أواخر التسعينيات. تم استخدام الروبوت البالغ طوله مترين ، والذي يمكن برمجته من هاتف خلوي ، للكشف عن ظروف النينيو ومراقبتها قبالة كاليفورنيا ، والانسكابات النفطية في خليج المكسيك ، والتيارات في بحر سليمان. مبرمجة الرشاشات الشراعية لتشغيل على طول القاطرات ، والغوص والتطريق في أزياء متأرجحة حيث يتم التلاعب بها الطفو من قبل المثليات الداخلية. بينما على السطح ، ترسل الطائرات الشراعية البيانات إلى الباحثين.

أضاف كل من أومان ، ديفيس ، مهندس التطوير جيف شيرمان وآخرون حزمة مستشعر بصري ونظام سونار إلى Zooglider. وقال المؤلفون إنهم اختاروا الرش كمنصة على أنواع أخرى من الأدوات البحرية بسبب قدرته على تقليل استهلاك الطاقة والبقاء في المحيط لفترات 50 يومًا أو أكثر مع إضافة أجهزة استشعار أكثر تعقيدًا. كذلك ، فإن تصميمه يسبب أقل قدر من الاضطراب للمجتمعات المجهرية التي يلاحظها.

"كان لدى مارك [أومان] فكرة رائعة أن يحمل كاميرا عالية التكبير إلى أعلى المحيط على متن الطائرات الشراعية لمراقبة العوالق الحيوانية وجيف [شيرمان] ، وقد قضيت وقتًا عظيمًا في تصميم البؤرة البؤرية الطويلة من زوكام وقمت بتركيبها على طائرة شراعية للرذاذ جعل Zooglider "، وقال ديفيس. "كان الأمر الأكثر إرضاءً هو رؤية كيف تم استنباط الحقائق الجديدة لسلوك العوالق الحيوانية من بياناته".

المؤلف المشارك جيفري إلين من مدرسة جاكوبس في جامعة سان دييغو في سان دييغو هو خلق طرق يمكن من خلالها تحليل بيانات الصور Zooglider من خلال التعلم الآلي. ومن بين المساهمين الآخرين كايل جريندلي ، وبنجامين وايتمور ، وكاثرين نيكلز من سكريبس.

تم دعم تطوير Zooglider من قبل مؤسسة جوردن وبيتي مور.