新しいロボットはプランクトンを光学的にそして音響的に感じることができる

ロボットが捕獲した動物プランクトン画像の選択を含む動物グライダー（上）。トップ写真：ベンジャミンウィットモア

生物学的および物理的海洋学者とエンジニアのチームは、それが海を滑走するとき動物プランクトンを画像化することができるように一般的な物理的海洋学機器を修正しました。

カリフォルニア大学サンディエゴ校のスクリップス海洋研究所の生物学的海洋学者であるMark OhmanによるZoogliderと名付けられたこの種の最初のセンシング機器は、そのプラットフォームとしてスプレーとして知られるスクリップス開発のグライダーを使用しています。 OhmanとScrippsの機器開発者は、魚雷型のSprayグライダーにカメラ（Zoocamと呼ばれる）を装着し、動物研究者はゾナプランツのように動物プランクトン - 自由漂流微視的海洋動物についての音響データを収集するZonarと呼んでいます。

Zoogliderは、海上のサンプリングトンネルに海水を流すので、5 cmごとに400 m以上の深さまで動物プランクトンの画像を取得できます。この新しい機器は、その生息地での顕微鏡生活の観察を可能にし、その生活に関する情報を空間的な文脈で提供するという点で画期的な製品です。これは、定義された領域内の顕微鏡生活に関する定量的データ、海洋生物とその周辺の物理学および化学との相互作用および影響を研究する生物学的海洋学者の基本的な追求を得る能力を向上させます。

「炭素循環、漁業生産、有害な藻類の繁殖、海洋の酸性化、脱酸素など、海洋のほぼすべての主要なプロセスは、外海の自由漂流動物に直接関連しています」とオマーン氏は述べています。 「これは、完全に自律型の乗り物を通した彼らの世界への私たちの最初の窓です。私たちは、これらの有機体を視覚化し理解するためにZoogliderが提供する新しい機会に、彼らの自然環境の中で混乱を招くことなく興奮しています。」

Zoogliderによって収集されたデータは、動物プランクトンが摂食する植物プランクトンおよび動物プランクトンを摂食する生物についての間接的な情報をもたらす動物プランクトン動態についての知識を提供します。 Zoogliderはまた、海洋生物が気候変動にどのように反応しているかについての貴重な見方を約束します。

ScrippsのRuss Davisが率いる物理的な海洋学者とエンジニアは、1990年代後半からSprayグライダーを開発しました。携帯電話からプログラムすることができる2メートルの長さのロボットは、カリフォルニア沖のエルニーニョの状態、メキシコ湾の油流出、そしてソロモン海の海流を検出し監視するのに使用されてきました。スプレーグライダーは、それらの浮力が内部の空気袋によって操作されるので、シーソーのようにトランセクト、ダイビング、そしてリサーフェシングに沿って走るようにプログラムされています。表面にいる間、グライダーは研究者にデータを送り返します。

Ohman、Davis、開発エンジニアのJeff ShermanらがZoogliderに光センサーパッケージとソナーシステムを追加しました。著者らは、より複雑なセンサーを追加して電力消費を最小限に抑え、50日以上の期間海洋に留まることができるため、他のタイプの海洋機器のプラットフォームとしてSprayを選択したと述べました。また、そのデザインはそれが観察する微視的なコミュニティに最小限の混乱を引き起こします。

Mark [Ohman]は、動物プランクトンとJeff [Sherman]を観察するためにグライダーで高倍率のカメラを海上に持ち込むことを考えました。長焦点距離のZoocamを設計し、それをSprayグライダーに取り付けるのは素晴らしい時間でした。デイビスは言った。 「さらにもっと満足したのは、動物プランクトンの行動の新しい事実がそのデータからどのように推測されたかを見ることでした。」

カリフォルニア大学サンディエゴ校のJacobs School of Engineeringの共同執筆者Jeffrey Ellenが、Zoogliderの画像データを機械学習によって分析できる方法を作成しています。その他の寄稿者には、Kyle Grindley、Benjamin Whitmore、およびCatherine Nickels of Scrippsがあります。

Zoogliderの開発はGordon and Betty Moore Foundationによってサポートされていました。