光学和声学上的新机器人可以感知浮游生物

Zooglider（上图），包含机器人捕获的浮游动物图像。上图：本杰明惠特莫尔

一个由生物和物理海洋学家和工程师组成的团队修改了一个共同的物理海洋仪器，能够在浮游动物穿过海洋时对浮游动物进行成像。

该机器人是加利福尼亚大学圣地亚哥分校斯克里普斯海洋学研究所的生物海洋学家Mark Ohman称为Zooglider的首款传感器，它使用Scripps开发的滑翔机作为Spray。 Ohman和Scripps的仪器开发人员使用相机（称为Zoocam）配备鱼雷形喷雾滑翔机，研究人员称Zonar以声纳仪器的方式收集有关浮游动物 - 自由漂移的微观海洋动物的声学数据。

Zooglider可以将海水引入船上取样隧道，每隔5厘米，深度达400米或更长时间获取浮游动物的图像。新仪器代表了一项突破，它能够观察其栖息地的微观生命，并在空间背景下提供有关生命的信息。这提高了科学家获得有关特定区域内微观生命的定量数据的能力，这是生物学海洋学家的基本追求，他们研究海洋生物如何与周围环境的物理和化学相互作用并受其影响。

“几乎所有海洋中的主要过程 - 碳循环，渔业生产，有害的藻类大量繁殖，海洋酸化，脱氧 - 都直接与公海的自由漂流动物 - 浮游动物相关联，”Ohman说。 “这是我们通过完全自动驾驶车辆开启世界的第一扇窗口。我们对Zooglider提供的新机会感到兴奋，这些机会可以在不受干扰的自然环境中对这些生物进行可视化和理解。“

Zooglider收集的数据将提供有关浮游动物动态的知识，该浮游动物动态产生关于浮游动物饲料和浮游动物生物的浮游植物的间接信息。 Zooglider还承诺对海洋生物如何应对气候变化进行无价的观察。

由Scripps的Russ Davis领导的物理海洋学家和工程师从20世纪90年代末开始研制喷雾滑翔机。这个2米长的机器人可以通过手机进行编程，用于检测和监测加利福尼亚州的厄尔尼诺现象，墨西哥湾的石油泄漏以及所罗门海的水流。喷雾滑翔机被编程为沿着横断面运行，潜水和以跷跷板重铺路面，因为它们的浮力由内部气囊操纵。在地面上，滑翔机将数据传回给研究人员。

Ohman，Davis，开发工程师Jeff Sherman和其他人为Zooglider添加了光学传感器包和声纳系统。作者表示，他们选择Spray作为其他类型海洋仪器的平台，因为它能够通过增加更复杂的传感器来最小化功耗并在海洋中停留50天或更长时间。此外，它的设计对其观察到的微观社区造成的破坏程度最小。

“Mark [Ohman]有一个好主意，可以将高度放大的摄像机带到滑翔机的上层海洋中观察浮游动物和Jeff [Sherman]，我很高兴设计长焦距Zoocam并将其安装在喷雾滑翔机上制作Zooglider，“戴维斯说。 “更令人欣慰的是看看浮游动物行为的新事实是如何从其数据中推断出来的。”

来自加州大学圣地亚哥分校Jacobs工程学院的共同作者Jeffrey Ellen正在创建方法，通过机器学习可以分析Zooglider图像数据。其他贡献者包括Kyle Grindley，Benjamin Whitmore和Scripps的Catherine Nickels。

Zooglider的开发得到了Gordon和Betty Moore基金会的支持。