Современный подводный аппарат нового поколения CUREE способен самостоятельно отслеживать акустические сигналы обитателей рифа — от щелчков креветок до звуков, издаваемых рыбами, — чтобы составлять подробные карты морских экосистем. Этот робот, действуя в автономном режиме, совмещает слуховое и визуальное восприятие, что позволяет ему в реальном времени определять зоны с наибольшим биологическим разнообразием на коралловых рифах.
Ирина Медведева
Автономный подводный робот CUREE использует камеры и гидрофоны для сбора аудио- и визуальных данных в среде коралловых рифов. Austin Greene/Woods Hole. Источник: interestingengineering.com
Любопытный подводный робот для исследования экосистем
Инженеры и биологи создали подводное устройство, которое без участия человека находит и наносит на карту участки повышенной концентрации жизни на коралловых рифах.
Сочетая акустические и оптические методы, аппарат открывает новые возможности для изучения и охраны уязвимых подводных сообществ. Разработка, получившая обозначение CUREE — Любопытный подводный робот для исследования экосистем, — была выполнена в рамках проекта Reef Solutions при Океанографическом институте Вудс-Хоул.
Оборудованный камерами, гидрофонами и бортовыми вычислительными системами, робот обрабатывает подводную обстановку прямо на ходу и с высокой точностью определяет районы, где биологическая активность особенно интенсивна.
В отличие от традиционных методов, когда исследователи работают с аквалангами, этот аппарат способен долго действовать без человека, охватывая обширные пространства без риска для людей.
Он постоянно накапливает визуальные и звуковые данные, чтобы понять, как морские организмы распределяются в сложных рифовых структурах.
Напомним, что коралловые рифы покрывают меньше 0,01 процента океанической поверхности, но служат домом почти для четверти всех известных морских видов. Это делает их жизненно важными системами, которые сегодня испытывают серьезное давление из-за нагрева воды, чрезмерного вылова и разрушения прибрежных зон. Знание того, где именно сосредоточено наибольшее разнообразие, становится ключом к их сохранению.
Соединение звука и изображения
Система CUREE объединяет несколько способов сбора информации: она фотографирует рыб, выполняет акустическое картографирование под водой и следит за поведением отдельных видов. Это дает ей возможность замечать как видимые организмы, так и те, что выдают себя только через подводный шумовой фон.
Робот может ориентироваться по биологическим звукам — например, по щелчкам креветок или по голосам рыб, используя эти сигналы для управления своим движением. После этого он подтверждает свои предположения, подходя поближе и делая снимки, что повышает надежность определения даже в запутанных рифовых лабиринтах.
Полевые испытания, проведенные на Американских Виргинских островах с 2022 по 2024 год, показали, что аппарат многократно обнаруживал крупные очаги биоразнообразия вблизи коралловых возвышений на отмели Джоэла. В этих местах плотность рыб была почти в двадцать пять раз выше, чем на соседних участках, и это подтверждалось как показаниями гидрофонов, так и визуальными записями, сообщает interestingengineering.com.
Как отметил исследователь Сет Маккаммон, сочетание потоков данных позволяет роботу замечать активность на расстоянии с помощью слуха, а затем детально проверять ее визуально.
Наблюдение за скрытой жизнью рифа
Помимо прочего, система использует поведенческие особенности отдельных видов для выявления экологически значимых зон. В одном из экспериментов она отслеживала перемещения барракуд, чтобы найти участки, имеющие высокую биологическую ценность.
Робот успешно фиксировал подводные звуки на дистанции до восьмидесяти метров и самостоятельно добирался до рифовых очагов в радиусе около тридцати метров. Ученые подчеркивают, что такой метод позволяет вести непрерывное картографирование рифовых сообществ, которые иначе было бы крайне сложно изучать.
В перспективе команда намерена создать целый парк подобных аппаратов, которые будут работать в разных частях океана, отслеживать состояние рифов и помогать в природоохранных мероприятиях по мере того, как моря нагреваются, а экосистемы деградируют.
По словам ведущего исследователя Йогеша Гирдхара, коралловые рифы сегодня сталкиваются с беспрецедентными угрозами, поэтому нужны более умные и быстрые методы, чтобы понять, где жизнь сохраняется и почему, чтобы защитники природы могли сосредоточиться на самых критических участках.
Исследователи уверены, что этот подход способен существенно улучшить мониторинг рифов, снизив зависимость от ручных обследований и обеспечив непрерывное составление детальных карт подводных систем, изучение которых обычными методами остается сложным, трудоемким и дорогостоящим, утверждается в .
Об интересных специализациях роботов мы рассказывали уже не раз: например, о пришедшем из фэнтази пилотируемом роботе-трансформере; о промышленных гуманоидных роботах-альпинистах для работы в условиях высокого риска; и даже о роботе-монахе, наряду с людьми исполняющем буддийские ритуалы.