Ocean Alliance разрабатывает новое применение дронов в исследованиях китов: неинвазивная установка метки — Дроноагрегатор

Ocean Alliance разрабатывает новое применение дронов в исследованиях китов: неинвазивная установка метки

Ocean Alliance, научно-исследовательская и природоохранная группа, которая стала пионером в использовании БПЛА для изучения китов с помощью своей революционной технологии « Snotbot », находит новый способ использования дронов для изучения подводной жизни этих великолепных морских животных.

С 2022 года некоммерческая организация из Глостера, штат Массачусетс, использует коммерческие дроны DJI для маркировки китов с помощью датчиков сбора данных (тегирования), которые позволяют ученым изучать движения и поведение китов. Использование БПЛА для доставки меток заменяет старые методы мечения, включающие преследование крупных млекопитающих на лодках и использование длинных шестов для прикрепления меток к коже кита.

Энди Роган, научный менеджер Ocean Alliance, сказал, что метод тегирования шестами оказался инвазивным для китов и опасным для людей. «Всякий раз, когда рядом с животным такого размера находится маленькая лодка, это потенциально опасно», — сказал он.

«Проблема с ме тками заключалась в том, что их было сложно развернуть», — сказал Роган. «Нужно было подойти вплотную к киту, и, по сути, метка была свободно прикреплена к концу этого длинного шеста, а затем, используя шест, вы почти окунали метку в кита, и китам это не нравилось. »

Итак, команда Ocean Alliance начала экспериментировать с использованием БПЛА для доставки меток. Организация уже накопила большой опыт в использовании дронов при изучении китов благодаря своей программе Snotbot, в которой она запускала дрон через распыляемую жидкость из дыхательного отверстия кита, собирая биологические образцы.

«Внутри этого образца есть вся биологическая информация, есть генетическая информация, которая чрезвычайно важна для понимания и управления популяциями китов», — сказал Роган.

Основываясь на успехе программы Snotbot, Ocean Alliance начал рассматривать другие потенциальные применения технологии дронов для изучения морских млекопитающих. Результатом стала программа маркировки дронов, которая с тех пор стала ее основным направлением деятельности.

Оборудованные датчиками метки используются в качестве неинвазивного способа изучения биологии китов уже около четверти века. «По сути, эти метки почти как Fitbit или умные часы для кита, и они позволяют нам впервые понять, что делают киты, когда они находятся под водой», — сказал Роган.

«Эти метки только что открыли совершенно новый мир науки о китах. Они предоставляют очень широкий спектр данных: об экологии питания, биокинетике, акустике, социальной коммуникации и питании».

В конце 2021 года Ocean Alliance приступил к созданию программы мечения с помощью дронов. Работая на арендованном складе к северу от Бостона, команда разработала методы, которые она будет использовать, чтобы расположить дрон над китом, вышедшим на поверхность, и уронить метку с присоской на кожу кита. К февралю 2022 года команда была готова опробовать свои методы в полевых условиях.

«Впервые мы применили метки в феврале 2022 года на синих китах и ​​финвалах в Калифорнийском заливе в Мексике», — сказал Роган. «Вы можете проводить все необходимые тесты в лабораторных условиях и в контролируемых условиях, но все совсем по-другому, когда вы находитесь в океане с китами. Мы надеялись установить на китах 10 меток во время экспедиции, что, по нашему мнению, было довольно амбициозной целью. И в итоге мы получили 21. Так что в конечном итоге это была чрезвычайно успешная экспедиция».

Хотя ранее Ocean Alliance работала в сотрудничестве с инженерным колледжем Олина в Массачусетсе над разработкой дронов по индивидуальному заказу, в настоящее время группа полагается на коммерчески производимые дроны, в основном модели DJI.

«Наша рабочая лошадка — DJI Inspire 2. Но теперь мы также использовали некоторые дроны Matrice, и поэтому у нас есть M210», — сказал Роган. Используя материалы, напечатанные на 3D-принтере, исследователи разработали специальную систему для установки меток, которую можно установить на коммерческие дроны.

Устройство способно нести и развертывать так называемую метку D или метку данных — основной тип метки, используемый учеными-китами по всему миру. Маленькая и легкая метка крепится к коже кита с помощью присосок. Метка прикрепляется к киту, собирая данные, в течение примерно 24 часов, прежде чем она отсоединится и всплывет на поверхность, где излучает радиосигнал, который позволяет ученым обнаружить и извлечь его.

В первоначальных экспериментах метки после падения слишком сильно раскачивались, что не позволяло им правильно прикрепиться, особенно если их развертывал дрон с высоты около 20 футов. Итак, команда разработала и напечатала на 3D-принтере устройство, похожее на газонный дротик, который стабилизирует вертикальное падение, позволяя метке находиться в правильном положении и прикрепляться к киту.

При развертывании более тяжелых меток, оснащенных камерой, известных как метки CATS [индивидуальные решения для отслеживания животных], пилот дрона позволяет БПЛА опуститься на меньшую высоту, примерно на 10 футов над животным, поэтому у падающей метки не хватает времени, чтобы изменить свою ориентацию.

Роган сказал, что установка меток таким способом гораздо менее утомительна для китов, чем старый метод мечения на столбах. «Для нас, конечно, очень важно следить за поведением китов и за тем, как наша деятельность влияет на китов», — сказал Роган. «Иногда кит ныряет после того, как мы бросаем на него метку, и уплывает. Иногда они переворачиваются на бок, чтобы посмотреть вверх. Я бы сказал, что по большей части, может быть, в 70–80 процентах случаев мы не видим никакой реакции, и кит не реагирует никаким образом, который мы можем различить».

Однако эти реакции довольно мягкие по сравнению с реакциями животных, при установке метки шестом, сказал он. «Лодка очень громкая… и, возможно, эти акустические помехи являются основным фактором стресса для кита. И ты ведешь себя почти как хищник, да? Вы подбираетесь очень близко к этому киту на лодке и преследуете его, и животным это не нравится. Поэтому они часто демонстрировали довольно резкую реакцию на процедуру мечения из лука».

С момента разработки системы маркировки дронами услуги Ocean Alliance пользовались большим спросом среди других природоохранных групп и правительственных учреждений, желающих научиться применять эту технологию в своих целях.

«На данный момент мы на самом деле меньше сосредотачиваемся на наших собственных исследовательских программах и просто много сотрудничаем с разными исследователями по всему миру, особенно когда существует огромный спрос и потребность в этих данных», — сказал Роган. В прошлом году организация работала с Национальным управлением океанических и атмосферных исследований США над программой по установке меток на североатлантических китов, одних из наиболее находящихся под угрозой исчезновения китов на планете.

Хотя программа тегирования дронами находится в зачаточном состоянии, организация уже объездила весь мир с исследовательскими экспедициями и экспедициями по мечению. В прошлом году группа вернулась в Мексику, где провела свои первые полевые эксперименты по мечению дронов. Совсем недавно, в декабре, команда Ocean Alliance отправилась на Ближний Восток, чтобы установить метки на находящейся под угрозой исчезновения популяции горбатых китов Аравийского моря у побережья Омана. В этом году планируется провести экспедиции по мечению в водах у берегов Гавайев, Канады и Новой Англии, недалеко от штаб-квартиры организации.

Роган сказал, что программа тегирования дронами сыграла важную роль в оказании помощи Ocean Alliance в достижении конечной цели — сохранении видов китов для будущих поколений. «Это не просто инструмент науки и исследований, но он также очень полезен для сохранения природы. Это помогает нам лучше понять этих китов и лучше защитить их», — сказал он.