Подводные роботы будут составлять трёхмерную карту планктона в океане

Художественное изображение подводного робота "Харальд".

Художественное изображение подводного робота "Харальд".
Иллюстрация David Fierstein, Arild Hareide.

Беспилотник Harald AUV на охоте на "пятна" фитопланктона.

Беспилотник Harald AUV на охоте на "пятна" фитопланктона.
Фото Trygve Fossum, NTNU.

Художественное изображение подводного робота "Харальд".
Беспилотник Harald AUV на охоте на "пятна" фитопланктона.

Вода покрывает большую часть поверхности планеты, и от состояния мирового океана зависит жизнь на материках. От количества пищи в морях зависит жизнь и размножение целой цепочки животных.

Учёные из Норвегии, которые наблюдали птиц на острове Рунне, озаботились сокращением их численности. Крупные пернатые здесь охотятся на рыб, таких как скумбрия, сардина и атлантическая сельдь. Упадок численности птиц может быть напрямую связан с сокращением поголовья рыбы в океане.

Как и полагается, причину стали искать в "прогалах" в пищевой цепочке, основой которой служит фитопланктон. Чтобы убедиться, что именно недостаток пищи приводит к падению численности птиц у берегов Норвегии, учёные прибегли к помощи беспилотного подводного транспортного средства, которое коротко назвали Harald AUV (БПТС "Харальд"). Подводный робот получил своё имя в честь норвежского океанолога Харальда Свердрупа.

Двухметровый подводный робот позволил учёным создать 3D карту распределения планктона в океане. Дело в том, что последний не рассеивается равномерно по всей толще воды, а скапливается в отдельных пятнах, местоположение которых зависит от течений. Ранее построить подобную карту было почти невозможно.

"Он может быть сосредоточен в воде вдоль слоя комфортной температуры или солёности или по какой-то другой физической причине, — говорит Трюгве Фоссум (Trygve Fossum) из Норвежского университета науки и техники. — Очень сложно однозначно выяснить, что определяет фрагментированность скоплений планктона в каждом отдельном случае".

"Если мы опустим наш пробоотборник прямо в середине пятна, то можем получить завышенные показатели, и, таким образом, переоценить количество фитопланктона", — добавляет Фоссум.

Беспилотник Harald AUV на охоте на "пятна" фитопланктона.

В этом отношении БПТС "Харальд" представляет почти неограниченные возможности. Это устройство — совместная разработка биологов, математиков, программистов и инженеров из Норвегии и Португалии. Беспилотник умеет составлять трёхмерную карту участков фитопланктона в море в реальном времени и избавляет учёных от необходимости неотступно преследовать планктон. Про аналогичного робота-глайдера мы писали ранее.

"Электронный биолог" оснащён устройством ECOpuck, которое умеет регистрировать свечение хлорофилла. В процессе фотосинтеза фитопланктон светится красным или зёленым светом. Благодаря этому эффекту можно посчитать общее количество биомассы в воде.

"От этой карты я хочу точности, — рассказывает Фоссум. — Нам нужно понимать, где находится фитопланктон, чтобы иметь возможность оценить истинные причины его расположения в том или ином месте".

Исследования причин исчезновения популяций птиц на острове будут проходить и дальше. Учёным предстоит также выяснить периоды доступности пищи в виде фитопланктона. Они важны как для рыб, так и для птиц.

О результатах своей работы авторы рассказали в статье журнала Science Robotics.

Ранее авторы проекта"Вести.Наука" писали, что к 2100 году более 50% Мирового океана может поменять свой цвет из-за наличия или отсутствия фитопланктона, к тому же заболевший фитопланктон портит погоду.

Добавим, что беспилотные аппараты прогрессируют, и студенты из России также разрабатывают подводные беспилотники, а недавно аппарат Pandora помог им победить на Открытом чемпионате Азии.