Oceanografen en ingenieurs van de Universiteit van Californië in San Diego werkten samen om een ​​gemeenschappelijk instrument voor fysieke oceanografie aan te passen om zo plankton in beeld te brengen terwijl het door de oceaan glijdt.

De robot, genaamd Zooglider, gebruikt als platform een ​​door Scripps ontwikkeld zweefvliegtuig dat bekend staat als Spray. De instrumentontwikkelaars van Ohman en Scripps hebben de torpedovormige Spray-glijders uitgerust met een camera (zoocam genaamd) en een apparaat dat onderzoekers Zonar noemen en dat akoestische gegevens verzamelt over zoöplankton - vrij zwevende microscopische zeedieren - op de manier van een sonarinstrument. Dit belooft een onbetaalbaar beeld van hoe het leven in zee reageert op klimaatverandering.

Co-auteur Jeffrey Ellen van de Jacobs School of Engineering van UC San Diego creëert methoden waarmee Zooglider-beeldgegevens kunnen worden geanalyseerd door middel van machine learning.

Zooglider kan om de vijf centimeter tot een diepte van 400 meter (1, 300 voet) of meer omdat het zeewater in een bemonsteringstunnel aan boord leidt. Het nieuwe instrument betekent een doorbraak omdat het observaties van microscopisch leven in zijn habitat mogelijk maakt en informatie geeft over dat leven in ruimtelijke context. Dit bevordert het vermogen van wetenschappers om kwantitatieve gegevens over microscopisch leven binnen gedefinieerde gebieden te verkrijgen, een fundamenteel streven van biologische oceanografen die bestuderen hoe mariene organismen omgaan met en worden beïnvloed door de fysica en chemie van hun omgeving.

"Bijna alle belangrijke processen in de oceaan - koolstofcyclus, visserijproductie, schadelijke algenbloei, oceaanverzuring, deoxygenatie - zijn direct gekoppeld aan de vrij ronddrijvende dieren van de open zee, het zoöplankton, "Zei Scripps biologisch oceanograaf Mark Ohman. "Dit is ons eerste venster op hun wereld via een volledig autonoom voertuig. We zijn enthousiast over de nieuwe mogelijkheden die Zooglider biedt om deze organismen te visualiseren en te begrijpen, onverstoorbaar in hun natuurlijke omgeving."

De door Zooglider verzamelde gegevens zullen kennis opleveren over de dynamiek van zoöplankton die indirecte informatie oplevert over het fytoplankton waarmee zoöplankton zich voedt en over de organismen die zich met zoöplankton voeden.

Een beschrijving van het instrument staat in de uitgave van januari 2019 van het tijdschrift Limnologie en oceanografie:methoden .

Fysische oceanografen en ingenieurs onder leiding van Russ Davis van Scripps ontwikkelden de Spray glider begin jaren negentig. De twee meter lange robot, die kan worden geprogrammeerd vanaf een mobiele telefoon, is gebruikt om El Niño-omstandigheden voor de kust van Californië te detecteren en te controleren, olierampen in de Golf van Mexico, en stromingen in de Salomonszee. Sproeiglijders zijn geprogrammeerd om langs transecten te lopen, duiken en weer opduiken op een wip, omdat hun drijfvermogen wordt gemanipuleerd door interne blazen. Terwijl aan de oppervlakte, de zweefvliegtuigen sturen gegevens terug naar onderzoekers.

Oh man, Davis, ontwikkelingsingenieur Jeff Sherman en anderen voegden een optisch sensorpakket en sonarsysteem toe aan Zooglider. De auteurs zeiden dat ze Spray als platform verkozen boven andere soorten maritieme instrumenten vanwege het vermogen om het stroomverbruik te minimaliseren en voor perioden van 50 dagen of langer in de oceaan te blijven met de toevoeging van complexere sensoren. Ook, het ontwerp veroorzaakt de minste verstoring van de microscopische gemeenschappen die het waarneemt.

"Mark [Ohman] had een geweldig idee om een ​​sterk uitvergrote camera op zweefvliegtuigen naar de bovenste oceaan te dragen om het zoöplankton en Jeff [Sherman] te observeren en ik had een geweldige tijd bij het ontwerpen van de Zoocam met lange brandpuntsafstand en het monteren ervan op een Spray-glider om Zooglider maken, " zei Davis. "Nog meer voldoening schenkend was om te zien hoe nieuwe feiten over het gedrag van zoöplankton uit de gegevens werden afgeleid."