2017年12月13日 , 星期三
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澳洲大堡礁已处于消失边缘,为了挽救,除了招募大堡礁守护员,最新方法是让「机器人」探求拯救方法!

被视为“海洋环境缩影”的大堡礁,可谓澳洲最脆弱的“国宝”,有不少科学家曾表示,大堡礁已处于消失的边缘。为了挽救这场危机,除了招募大堡礁守护员,澳洲最新的做法是,让高科技机器人去收集数据,探求拯救的方法。

网络图片

把机器人放入大堡礁

3D建模、yndonIDAR9(光探测和测距)海底测绘、大数据打击非法捕鱼……从冰岛到库克群岛再到大堡礁(Great Barrier Reef),科学家、各国政府,甚至海军都在利用高科技观察、监测着神奇的大自然。

在过去的三年里,由于气候变化导致海洋温度上升,连续的珊瑚白化事件,给大堡礁带来了毁灭性的打击。绵延2,300公里的礁石,已经有70%遭到白化影响。白化危机也已经“杀死”了大堡礁北海岸三分之二的珊瑚。

由于大堡礁本身的生态重要性及其带来的庞大经济效益,“治愈”大堡礁,似乎成了全球范围珊瑚保护人群的头等大事。为了探索“治愈”大堡礁的方案,澳洲的科学家和工程师们近日动用了许多高精尖的新型设备,也找到了更多检测大堡礁现状的方法。

图片来源:chinadaily

澳洲海洋科学研究学院是一个隶属于政府的机构,Lyndon Liewellyn是数据与科技革新小组的组长,他表示:“我们需要清楚地了解大堡礁的现状,及其发展趋势。而且,我们需要的不仅仅是观测,还需要大量的数据来分析出一个解决办法。”

位于硅谷的液体机器人公司(Liquid Robotics)是波音公司(Boeing)的一个分支,曾创造出机器人Wave Glider,这是一款与冲浪板差不多大的波浪滑翔机,利用波浪和太阳能工作。今年10月,Liewellyn与Liquid Robotics进行了合作,将一款载有传感器(sensor-laden)的波浪滑翔机投入大堡礁,进行了为期七天的海底作业。这款滑翔机“游历”了昆州北部绵延370公里的大堡礁海岸,收集海浪高度、水的含盐量、pH值、叶绿素以及天气状况等数据。

在Llewellyn看来,这种波浪滑翔机具有种种优势,他说:“我们可以从中得到很多数据,并且几乎是同步即时获取。而且,你可以根据需要调整编程,也可以获取任务进程。比如说,如果我现在就想知道进程如何,我可以在世界任何地方登陆手机或电脑客户端进行查询。”Llewellyn举例称,波浪滑翔机完成的最近一次试点任务是在夏威夷,而他则在昆州用电脑远程监控着它的一举一动。

在澳洲大陆的南端,工程师Mark Underwood也与澳洲联邦科学与工业研究组织一起,部署了一款名为Starbug X的水下机器人,探索大堡礁的海底生态,测量溶解氧(dissolved oxygen)、温度以及含盐量等基本参数信息。

图片来源:csiro

Starbug X的设计初衷是为了替代潜水员。它的两个并排的外壳上配备有两个到四个摄像机,每一个外壳都有手提箱大小,它们可以被空运到世界各地,而且每一个摄像机都是3D立体成像。科学家们主要使用Starbug X来监测珊瑚,探究不同品种的珊瑚在气候变暖的情况下如何“逃脱”白化的命运。

Underwood来自塔州霍巴特,他还将基因传感器(genomic sensor)放置在了港内系船设备系泊处(mooring),以便在编程时获取水样,用来精确查找入侵物种,以及棘冠海星(crown-of-thorns starfis,COTS),这是一种生长在大堡礁地区的珊瑚杀手,在近年来“野蛮生长”。此外,Underwood还希望启用名为Saildrone的机器人,它是一款利用风能和太阳能的全自动机器人,可以在构成大堡礁的3,000个珊瑚礁之间进行快速横切作业,但Saildrone上并没有安装传感器。Underwood打算将基因传感器放置在机器人的微芯片上,以便能立即处理Saildrone收集到的样本。

Underwood表示:“我们试图让潜水员避开那些有鳄鱼、鲨鱼、毒刺动物和其他有潜在威胁生物出没的海域,以减少不必要的伤害。当然,还有一些海域对人类来说太深、太暗难以到达。这些机器人可以说是人类能力的延伸,帮助我们拓展那些人类力所不及的区域。

2016年10月,来自珊瑚礁研究中心(ARC Center of Excellence for Coral Reef Studies)的科学家Andrew Baird在大堡礁海域收集健康珊瑚的数据。有研究显示,减少污染和抑制过度捕鱼,或许并不会阻止珊瑚白化。《日本时报》

无独有偶,来自昆士兰科技大学的工程师们设计了一款名为COTSbot的机器人,专门用来对付棘冠海星。还有一种全自动海上驱动设备,不仅可以提高科学家的工作效率,还可以通过潜入危险地区来扩大数据采集范围,因为对于人类来说,海底并不是“风平浪静”的。这种全自动海上驱动设备可以工作很久,这一点,即使是最强壮的潜水员恐怕都无法做到。

然而,再先进的设备也有其掣肘之处。Llewellyn和同事正在加紧研究,想尽办法试图提高这些海底作业机器人的成像设备,因为目前机器人成像似乎不如人类手拍那么清晰。比成像像素低更需要注意的是,机器人还可能被“不请自来”的海浪拍打到珊瑚上,从而对珊瑚造成直接的伤害。

不过,科学家们目前正在利用一款全天候检测大堡礁的卫星,后者可以传导出高光谱画质。Llewellyn表示:“我们正试图通过太空、天空、海面以及海底等多维视角,研制出一个完整的系统,可以自动更新大堡礁的检测数据。”

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