Исследователи из Центра исследования динамики биосистем RIKEN (BDR) в Японии завершили технико-экономическое обоснование, указывающее на то, что электрические скаты и жалящие скаты, оснащенные пингерами, смогут картировать морское дно с помощью естественных исследований
Океан - это большое место, полное природных ресурсов, включая ископаемое топливо, полезные ископаемые и, конечно же, рыбу. Проблема в том, что многие из этих ресурсов находятся на дне океана в местах, которые нам еще предстоит найти. Поэтому исследование океана необходимо, и в настоящее время используются автоматизированные транспортные средства, гидролокаторы и спутники с различными преимуществами и недостатками. В RIKEN BDR ученые во главе с Йо Танакой разрабатывают совершенно другую систему, основанную на естественном поведении электрических и жалящих скатов при плавании.
«Электрические скаты и скаты-жалюзи - это донные животные, а это означает, что они проводят большую часть своего времени, плавая по дну океана в глубоких местах», - объясняет Танака. «Объединяя простую технологию пингера и цифровые камеры с этим естественным поведением, мы думаем, что сможем использовать лучи для картографирования дна океана и в то же время собирать значимые данные о дикой природе, биоте и ресурсах океана». Кроме того, этот метод может быть гораздо более экономичным, поскольку Танака и его команда уже продемонстрировали, что электрические скаты могут использовать собственное электричество для питания маленьких пингеров.
Пингер - это устройство, излучающее ультразвук. Когда звук пингера улавливается несколькими приемниками, положение приемников и время обнаружения звука можно использовать для расчета положения пингера. Размещая камеры на лучах и связывая время записанного видео с временем и местоположением, определенными пингерами, исследователи считают, что они могут создать точные карты дна океана. В своем исследовании, подтверждающем концепцию, команда провела два эксперимента, которые показали, что их идея использовать лучи осуществима.
Первое исследование проводилось в большом резервуаре для воды. Установка с камерами в трех плоскостях - спереди, сбоку и сверху - подтвердила, что оба типа лучей плавают вблизи дна резервуара. Изображения, сделанные камерой, позволили воссоздать движения в 3D с течением времени. Они также подтвердили, что к лучам может быть прикреплена камера для записи видео их исследования. С этими положительными результатами команда была готова испытать свою систему в реальном мире - в районе у побережья Окинавы в Японии. Поскольку это был эксперимент для проверки концепции, они выбрали участок с относительно ровным морским дном.
Они прикрепили пингеры как к скатам-жалам, так и к электрическим скатам и спустили их в океан с большой лодки вместе с четырьмя ультразвуковыми приемниками. Глубина океана составляла около 20 м (60 футов), и скатам разрешалось выплывать примерно на 40 м (120 футов) от лодки. Исследователи зафиксировали положение, полученное с помощью пингера, когда лучи плавали рядом с лодкой в течение примерно двух часов. После этого они сравнили данные с картой морского дна уже существующей области и подтвердили, что положения лучей были в пределах 10 см от тех, что указаны на общедоступной карте. Сходные результаты для обоих типов скатов были важны, потому что скаты являются сезонными животными
«В ходе нашего океанского эксперимента, в дополнение к позиционированию щупов, мы смогли подтвердить, что электрические скаты действительно перемещаются по морскому дну», - говорит Танака. «В ближайшее время мы протестируем систему для долгосрочного мониторинга». Для долгосрочного мониторинга потребуются пингеры, которые могут заряжать электрические скаты, а также переносные аккумуляторные батареи для жалящих скатов. В следующем тесте также будет контролироваться область с более разнообразным морским дном и сложной геометрией.