海洋無人機首先在產(chǎn)卵季節(jié)確定石斑魚交配電話
就像太陽開始凝固一樣,僅僅幾個月,成百上千的石斑魚聚集在美國東南部,墨西哥灣和加勒比海盆地沿著貨架斷裂的最喜歡的聚會場所產(chǎn)生 - 幸運的是它們是關(guān)于它的聲音,提供他們的生殖行為以及他們最喜歡的交配點的重要數(shù)據(jù)。
來自佛羅里達(dá)大西洋大學(xué)海洋分支海洋學(xué)研究所和維爾京群島大學(xué)海洋與環(huán)境研究中心的科學(xué)家團(tuán)隊開發(fā)了一種新型的傳感方法,使用水無人機或機器人來監(jiān)聽石斑魚的交配。由FAU海港分公司開發(fā)的傳感器組件和石斑聲學(xué)識別計算機算法已經(jīng)安裝在液體機器人波浪滑翔機上,這是第一個現(xiàn)成的同類海洋無人機。
許多商業(yè)上重要的石斑魚(包括拿騷,華沙,黑色,黃鰭金槍魚和紅色后石斑魚)的產(chǎn)卵季節(jié)每年集中在幾個月內(nèi)。產(chǎn)卵季節(jié)的集中性和持續(xù)時間短使得它們特別容易受到重度捕撈的影響,因此許多產(chǎn)卵聚集體在大量產(chǎn)卵中消失或縮小。在這些地點過度捕撈可以顯著減少石斑魚種群,這項研究的結(jié)果有助于為漁業(yè)管理者提供必要的保護(hù)措施。
通過肌肉收縮抵靠其游泳膀胱產(chǎn)生的獨特聲音來識別每個石斑魚物種。這些聲音最好描述為打擊鼓上的動臂。通常情況下,魚會在領(lǐng)土防御中或在準(zhǔn)備產(chǎn)卵的雌性求愛期間發(fā)出這些聲音。圖片來源:佛羅里達(dá)大西洋大學(xué)海港分校海洋研究所
“每個石斑魚物種都是通過肌肉與其游泳膀胱收縮產(chǎn)生的獨特聲音來識別的,”FAU海港分部副研究員Laurent Cherubin博士說。“這些聲音最好的描述就像跳動鼓上的一樣。通常情況下,這些聲音可以在領(lǐng)土防御中或在準(zhǔn)備產(chǎn)卵的女性求愛期間發(fā)出這些聲音。”
新的機器人傳感技術(shù)正在幫助研究人員采取重要的保護(hù)措施,使數(shù)據(jù)收集比以往更容易,成本更低。購買海港分公司的波浪滑翔機及其開發(fā)和測試傳感器組件的工程努力得到了海港分支海洋學(xué)研究所基金會(HBOIF)的慷慨資助。
波浪滑翔機的表面漂浮物大約10英尺長,有一個太陽能電池板,手機和衛(wèi)星通信天線,GPS接收器和一個監(jiān)測大氣條件如風(fēng)速,濕度和溫度的氣象站?;铏C可以在最佳條件下記錄1000米距離內(nèi)的聲音,并將實時數(shù)據(jù)傳輸?shù)桨渡?。因為滑翔機是太陽能供電并且使用波浪能而不是電動機來移動,所以它不會產(chǎn)生太大的噪音,使其對魚類的侵入性最小。它還可以調(diào)查海底的大面積區(qū)域,并可能發(fā)現(xiàn)新的石斑魚產(chǎn)卵場。最近的一次波浪滑翔機任務(wù)發(fā)生在4月份的美屬維爾京群島,那里的聲音記錄在三個已知的石斑魚產(chǎn)卵場所周圍。研究人員著手更好地理解發(fā)聲頻率與魚類豐度之間的關(guān)系。使用水下聽音裝置或水聽器,以及一個特殊的軟件程序來檢測石斑魚發(fā)出的非常明顯的聲音,Cherubin和他的同事們敏銳地聽取了維爾京群島這些地方的生殖活動。在白天天氣條件允許的情況下,他們在船上跟隨波浪滑翔機,而在夜間獨自鉆探。使用攝像機和激光卡尺的水下視覺調(diào)查來估計研究地點魚的密度和長度,并將有助于校準(zhǔn)聲學(xué)數(shù)據(jù)并最終估計魚的數(shù)量。
由于波滑翔機實時傳輸聲學(xué)數(shù)據(jù),因此只要在各個位置檢測到信號,就可以部署潛水員來驗證潛在的產(chǎn)卵場?,F(xiàn)場測試該技術(shù)在維爾京群島的應(yīng)用是由國家海洋和大氣管理局(NOAA)的Saltonstall-Kennedy撥款資助的。
“我們只知道大約25%的海洋生物發(fā)出的聲音,”凱魯賓說。“一旦我們創(chuàng)建了這些不同呼叫的庫,我們就可以使用這種技術(shù)來監(jiān)控海洋的健康和生物多樣性。而且,我們的石斑魚聽力滑翔機是一個非常好的開始。”
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