Подводные роботы будут составлять трёхмерную карту планктона в океане

Художественное изображение подводного робота "Харальд".

Иллюстрация David Fierstein, Arild Hareide.

Беспилотник Harald AUV на охоте на "пятна" фитопланктона.

Фото Trygve Fossum, NTNU.

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

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.