Десятками лет изучение кашалотов (Physeter macrocephalus ) представляло собой логистический кошмар для морских биологов. Эти животные — мастера уклонения, способные нырять на глубину от 400 до 1200 метров и ежегодно преодолевать миграционные пути длиной до 24 000 км. Традиционные методы исследований, основанные на установке физических тегов на тела китов, ограничены коротким сроком работы батареек, который обычно составляет всего от одного до трех дней. Это краткое окно дает лишь фрагментарное представление об их жизни, оставляя большие пробелы в нашем понимании их социальной структуры и способов коммуникации.
Прорывная технология призвана заполнить эти пробелы. Проект CETI (Инициатива перевода китообразных) разработал автономный подводный глайдер, оснащенный встроенным искусственным интеллектом, который предназначен для отслеживания вокализаций кашалотов в реальном времени, не нарушая их естественного поведения. Описанная в статье, опубликованной в журнале Scientific Reports, эта система представляет собой значительный шаг вперед в области минимально инвазивной морской биологии.
«Waymo морских глубин»
Ключевая инновация заключается в способности глайдера самостоятельно мыслить и реагировать под водой. Хотя все подводные глайдеры оснащены стандартным навигационным компьютером для управления движением, система CETI имеет дополнительный специализированный компьютер, выступающий в роли «пассажира на заднем сиденье». Разработанный в сотрудничестве с французской компанией Alseamar, занимающейся морской робототехникой, этот бортовой процессор запускает алгоритмы обнаружения, которые мгновенно идентифицируют щелчки кашалотов и их «коды» (характерные звуковые паттерны).
«С новым глайдером мы значительно расширяем возможности „пассажира на заднем сиденье“, позволяя вносить полные изменения в миссию (например, менять планы погружений)», — объясняет Рое Даямант, руководитель направления подводной акустики в проекте CETI. «Это обеспечивает полностью автономное управление глайдером для отслеживания китов — что является первым случаем для подводных глайдеров, словно Waymo подводного мира».
Данная автономность имеет критическое значение. Глайдер использует четыре специализированных гидрофона для триангуляции источника подводных звуков. Как только кит обнаружен, ИИ корректирует курс аппарата, чтобы поддерживать близость. Каждые несколько часов, выходя на поверхность, глайдер передает данные по спутниковой связи, калибрует сенсоры и получает обновленные параметры миссии перед новым погружением. Этот цикл позволяет осуществлять непрерывный долгосрочный мониторинг, который ранее был невозможен.
Почему это важно: расшифровка языка китов
Возможность слушать отдельных китов в течение длительного времени открывает новые горизонты для исследований. Дэвид Грубер, основатель и президент проекта CETI, отмечает, что эта технология позволяет ученым наблюдать за сложными социальными динамиками, такими как то, как киты-отростки учатся диалектам, специфичным для их клана.
В настоящее время проект CETI проводит полевые исследования в районе площадью 19 на 19 км у побережья Доминики в Карибском море. Здесь исследователи уже стали свидетелями родов и начали расшифровывать «алфавит» кашалотов. Однако кашалоты не ограничены небольшими зонами. Расширяя возможности мониторинга за пределы этого одного региона, ученые смогут отслеживать, как диалекты варьируются в разных океанических бассейнах и как социальные сети формируются на больших расстояниях.
Тихий наблюдатель
Одной из основных проблем морской биологии является баланс между сбором данных и благополучием животных. Традиционные исследовательские суда могут беспокоить китов шумом и своим физическим присутствием. Подход CETI делает приоритетом минимальное вмешательство. Глайдер работает тихо и запрограммирован на плавное всплытие и изменение позиции после обнаружения вокализаций, а не на агрессивное преследование животных.
«Здесь мы расширяем этот минимально инвазивный подход, используя самоуправляемый подводный глайдер, который работает тихо и с меньшим беспокойством для животных», — говорит Даямант.
Этот метод соответствует более широким этическим сдвигам в морской науке, переходя от навязчивой установки тегов к пассивному удаленному наблюдению. Уважая личное пространство китов, исследователи могут собирать более естественные данные об их поведении и коммуникации.
Заключение
Интеграция автономности на базе ИИ в подводные глайдеры знаменует поворотный момент для исследований китообразных. Обеспечивая долгосрочное неинвазивное отслеживание кашалотов, эта технология не только улучшает качество данных, но и уважает естественное поведение животных. По мере того как эти системы становятся более совершенными, они обещают углубить наше понимание китовых обществ и сложных языков, которые они используют для навигации в глубинах океана.
