Группа международных исследователей разработала устройство на базе дрона, которое позволяет быстро прикреплять к китам датчики мониторинга, не допуская при этом вмешательства человека.
Традиционные методы и новый подход
В настоящее время исследователи помечают китов, приближаясь к ним на лодке и используя длинный шест для крепления датчиков. Новое исследование, опубликованное в PLOS, показало, что для этого можно использовать гоночные дроны с видом от первого лица (FPV).
Авторы пишут: «Размещение этих датчиков на спинах китов в их естественной среде обитания — сложная задача. Мы предлагаем недорогой и быстрый метод их установки с помощью небольших дронов».
Исследователи модифицировали гоночный дрон FPV, установив его на раму размером 17,8 см. Дрон управлялся пилотом дистанционно.
Они пометили кашалотов у побережья острова Доминика в Карибском море. Установка датчиков занимала в среднем 1 минуту 15 секунд, при этом успешность составила более 55%.
Преимущества использования дронов
«Используя скорость и манёвренность этих дронов, мы улучшаем процесс установки датчиков, сокращая потребность в судне для установки датчиков в непосредственной близости от кита и сокращая время процесса установки как минимум в три раза», — пишут авторы.
Установка датчика на кита включает несколько этапов: поиск кита, осторожное приближение к нему и прикрепление датчика. Традиционные методы установки датчиков могут занять примерно от 3 до 5 минут с момента обнаружения кита до установки датчика.
«[Метод с шестом] не адаптирован к любым лодкам, — пишут авторы. — Этот метод требует как специализированной инфраструктуры, так и персонала для успешного выполнения». Это может сделать процесс установки датчиков более дорогостоящим.
Лодки, приближающиеся к китам, могут беспокоить или пугать животных. Использование дронов может стать более дешёвым и менее инвазивным методом.
«Наше исследовательское судно часто находилось в сотнях метров от кита, которого мы намеревались пометить; маловероятно, что традиционная лодка, используемая для установки датчиков с помощью шеста, смогла бы прибыть вовремя», — пишут авторы.
Кашалоты — это вид глубоководных китов, которые остаются под водой примерно по 45 минут на каждые 8–10 минут пребывания на поверхности. Это может усложнить установку датчиков традиционными методами, поскольку правильное позиционирование кита и лодки может занять много времени.
Дроны команды смогли выдержать воздействие морской воды, успешно выпустив датчик, когда он был на спине кита.
Защита дронов от повреждений
«Для защиты от повреждений в морских условиях мы разработали метод гидроизоляции почти всех электронных компонентов, чтобы они выдерживали брызги, а для некоторых компонентов — полное погружение в морскую воду», — пишут авторы.
Это включало нанесение жидкой ленты на переднюю и заднюю части батарей, чтобы избежать проникновения воды, и использование прозрачной термоусадочной трубки для обмотки радиоприёмника, чтобы он оставался сухим.
Однако использование дронов имеет свои ограничения. Авторы отмечают, что ветреные условия со скоростью более 120 узлов могут затруднить полёт дрона и привести к боковому дрейфу при сбросе датчика на китов. Время полёта дрона также ограничено примерно 10 минутами из-за времени работы батареи.
Датчики на китов — это основной инструмент исследования, который позволяет морским биологам и исследователям собирать массу данных о китах. Эти данные необходимы для защиты таких видов, как кашалоты, которые считаются уязвимыми к исчезновению из-за деятельности человека.
«Будущие направления могут сосредоточиться на использовании инструментов машинного обучения для разработки контроллеров, которые автоматизируют процесс установки датчиков, обеспечивая их установку в соответствующем месте с достаточным давлением», — пишут авторы.