水下珊瑚礁机器人的代表性图像,该机器人利用珊瑚礁声音检测珊瑚栖息地和海洋生物。图片来源:ChatGPT。 小型自主水下机器人为科学家提供了一种新方法来发现珊瑚礁上生物活动异常高的区域。该系统不是仅仅依赖潜水员和摄像机,而是将水下声学记录与对珊瑚礁的视觉观察结合起来。 据伍兹霍尔海洋研究所称,在美属维尔京群岛的实地试验中,机器人反复识别出大型柱状珊瑚周围的一个热点区域,那里的鱼类密度大约是珊瑚礁其他地方的25倍。该系统还可以追踪水中的生物声音,在受控实验中成功追踪 80 米外的声源。伍兹霍尔海洋研究所(WHOI)的研究人员开发的技术称为 CUREE,代表用于生态系统探索的好奇水下机器人。能听能看的机器人传统的珊瑚礁调查通常依靠潜水员、相机和其他仪器来收集观测结果。这些方法可以提供详细的观察,但其覆盖范围和持续时间受到水下工作的实际限制的限制。 CUREE 旨在在复杂的珊瑚礁环境中自主移动并收集信息,同时搜索生物活性异常高的区域。该机器人将摄像头与水听器、水下麦克风结合起来,记录海洋动物发出的声音。当车辆移动时,车载计算机会实时分析音频和视觉信号。摄像头可以提供近距离的详细信息,而声学传感可以检测远离机器人的生物活动。两种传感方法都弥补了彼此的局限性。 相机可以提供物种级别的信息,但只能在相对较短的范围内提供。声学信号可以提供大范围的信息,但它们包含的物种级信息很少,并且很难在嘈杂的珊瑚礁环境中定位。因此,CUREE 可以使用声音来识别感兴趣的区域,然后再使用相机进行仔细检查。一处珊瑚群格外引人注目研究团队在 2022 年至 2024 年间对美属维尔京群岛乔尔斯浅滩的三次考察中对该系统进行了测试。 CUREE 始终将同一区域确定为生物热点。目视调查发现,该结构附近的鱼类密度比珊瑚礁其他部分高出近 25 倍。研究结果还指出了珊瑚礁结构对于了解海洋生物集中区域的重要性。复杂的珊瑚礁结构可以提供庇护和进食机会,有助于解释为什么某些特征支持高密度的动物。 识别这些精细尺度的热点可以帮助研究人员调查为什么同一珊瑚礁的相邻部分支持截然不同的生物活动。该机器人还能够拾取某些生物声音。在受控实验中,CUREE 跟踪最远…
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