Ny robot kan fornemme plankton optisk og akustisk

Oceanografer og ingeniører ved University of California San Diego samarbejdede om at ændre et fælles fysisk oceanografisk instrument for at kunne forestille zooplankton, mens det glider gennem havet.

Robotten, kaldet Zooglider, bruger som platform en Scripps-udviklet svævefly kendt som Spray. Ohman og Scripps instrumentudviklere udstyrede de torpedoformede Spray-svævefly med et kamera (kaldet Zoocam) og en enhedsforskere kalder Zonar, der indsamler akustiske data om zooplankton-frit drivende mikroskopiske havdyr-på samme måde som et ekkolod. Dette lover et uvurderligt syn på, hvordan havlivet reagerer på klimaændringer.

Medforfatter Jeffrey Ellen fra UC San Diego's Jacobs School of Engineering skaber metoder, som Zooglider-billeddata kan analyseres ved hjælp af maskinlæring.

Zooglider kan erhverve billeder af zooplankton hver femte centimeter (to tommer) til 400 meters dybde (1, 300 fod) eller mere, når det kanaliserer havvand ind i en prøvetagningstunnel ombord. Det nye instrument repræsenterer et gennembrud ved, at det muliggør observationer af mikroskopisk liv i dets levesteder og giver information om det liv i rumlig kontekst. Dette fremmer forskernes evne til at erhverve kvantitative data om mikroskopisk liv inden for definerede områder, en grundlæggende forfølgelse af biologiske oceanografer, der studerer, hvordan marine organismer interagerer med og påvirkes af deres omgivelsers fysik og kemi.

"Næsten alle større processer i havet - kulstofcykling, fiskeriproduktion, skadelige algeopblomstringer, forsuring af havet, deoxygenering-er forbundet direkte med de frit drivende dyr i det åbne hav, zooplankton, "sagde Scripps biologiske oceanograf Mark Ohman." Dette er vores første vindue på deres verden gennem et helt autonomt køretøj. Vi er begejstrede for de nye muligheder, Zooglider tilbyder at visualisere og forstå disse organismer, uforstyrret i deres naturlige miljø. "

De data, der er indsamlet af Zooglider, vil give viden om zooplanktondynamik, der giver indirekte information om det planteplankton, som zooplankton lever af, og om de organismer, der lever af zooplankton.

En beskrivelse af instrumentet vises i januar 2019 -udgaven af ​​tidsskriftet Limnologi og Oceanografi:Metoder .

Fysiske oceanografer og ingeniører ledet af Scripps 'Russ Davis udviklede Spray -svæveflyet, der begyndte i slutningen af ​​1990'erne. Den to meter lange (6,5 fod) lange robot, som kan programmeres fra en mobiltelefon, er blevet brugt til at opdage og overvåge El Niño -forhold uden for Californien, olieudslip i Den Mexicanske Golf, og strømme i Salomonhavet. Sprayglider er programmeret til at køre langs transekter, dykning og genoplivning på vippemåde, da deres opdrift manipuleres af interne blærer. Mens de var på overfladen, svæveflyene sender data tilbage til forskere.

Åh mand, Davis, udviklingsingeniør Jeff Sherman og andre tilføjede en optisk sensorpakke og ekkolodsystem til Zooglider. Forfatterne sagde, at de valgte Spray som en platform frem for andre typer marine instrumenter på grund af dets evne til at minimere strømforbruget og blive i havet i perioder på 50 dage eller mere med tilføjelse af mere komplekse sensorer. Også, dets design forårsager den mindste forstyrrelse af de mikroskopiske samfund, den observerer.

"Mark [Ohman] havde en god idé at bære et stærkt forstørret kamera ind i det øvre hav på svævefly for at observere zooplankton og Jeff [Sherman], og jeg havde en god tid med at designe Zoocam med lang brændvidde og montere det på en Spray -svævefly til lav Zooglider, "Sagde Davis." Endnu mere glædeligt var det at se, hvordan nye fakta om zooplanktonadfærd blev udledt af dets data. "