آيا هواپيماهاي بدون سرنشين و روبات ها مي توانند دلفين ها را نجات دهند؟

اقدامات انساني بر تعداد نهنگها و دلفين ها بسيار زياد بوده است. برخي از تحقيقات تخمين مي زنند كه فراواني نهنگ هاي كوچك ، كه شامل دلفين ها است ، از سال 1980 87 درصد كاهش يافته است و سالانه هزاران نهنگ از درگيري طناب مي ميرند. اما انسانها نيز صدمات كمتري را به وجود مي آورند. محققان دريافته اند تغييراتي در سطح استرس ، سلامت باروري و سلامت تنفسي اين حيوانات وجود دارد ، اما جمع آوري اين داده هاي ارزشمند بسيار سخت است.

براي درك بهتر چگونگي تأثيرگذاري مردم بر سلامت كلي دلفين ها ، من و همكاران من در انستيتوي تحقيقاتي سيستم هاي بدون سرنشين دانشگاه ايالتي اوكلاهما در حال ساختن يك پهپاد براي جمع آوري نمونه هايي از اسپري هايي هستيم كه از سوراخ هاي آنها به دست مي آيد. با استفاده از اين نمونه ها ، درمورد سلامتي اين حيوانات اطلاعات بيشتري كسب خواهيم كرد ، كه مي تواند به حفظ آنها كمك كند.


امروزه ، محققان مي خواهند سلامت دلفين هاي وحشي را اندازه گيري كنند ، در درجه اول از استفاده از بيوپسي از راه دور استفاده مي كنند — جايي كه محققان از يك دارت كوچك براي جمع آوري نمونه اي از بافت استفاده مي كنند يا براي جمع آوري نمونه حيوانات را اداره مي كنند. اين روش ها به جسمي به حيوانات آسيب نمي رسانند ، اما با وجود اقدامات احتياطي ، آنها مي توانند براي دلفين ها مخرب و استرس زا باشند. علاوه بر اين ، اين روند چالش برانگيز ، وقت گير و گران است.

تمركز تحقيقات فعلي من بر درك دلفين ها است - چگونگي ديدن جهان ، آنها را مي شنوند و حس مي كنند. با استفاده از تجربه من ، من بخشي از تيمي هستم كه يك هواپيماي بدون سرنشين را مي سازد كه بطور خاص براي پيشرفت در روش هاي نمونه برداري فعلي ، هم براي دلفين ها و هم براي محققان طراحي شده است. هدف ما توسعه يك پهپاد آرام است كه مي تواند به يك نقطه كور دلفين پرواز كند و نمونه هايي از مخاط را كه با آب و هوا مخلوط شده است و هنگام بيرون كشيدن نفس از محل سوراخ دلفين پاشيده مي شود ، جمع آوري كند. به اين ضربه گفته مي شود. دلفين ها استرس كمتري را تجربه مي كنند و تيم ها مي توانند نمونه بيشتري را با هزينه كمتري جمع كنند.

برخي محققان در حال حاضر از هواپيماهاي بدون سرنشين براي نمونه گيري ضربات از نهنگ هاي بزرگ و كوچك استفاده مي كنند. اما آن حيوانات به راحتي شگفت زده نمي شوند و مزارع ضربه بزرگي دارند كه قطرات آن را به مدت طولاني در هوا پرتاب مي كنند. دلفين آب دريا ، هوا و هورمون حاوي هورمون را از سوراخهاي آنها با سرعت تقريبي 200 مايل در ساعت و حدود 0.3 ثانيه پيمايش مي كند. علاوه بر اين ، دلفين ها ممكن است از شنوايي بهتري نسبت به انسان داشته باشند و در هر دو طرف سر خود چشمي داشته باشند كه هم در هوا و هم در آب وجود دارد. موفق باشيد كه با يك دلفين روبرو مي شويد.

تيم هاي ديگر تلاش كرده اند با استفاده از هواپيماهاي بدون سرنشين تجاري نمونه هايي از دلفين ها را جمع آوري كنند ، اما به نظر مي رسد حركات حيوانات موفقيت اين تلاش ها را با اين وسايل محدود مي كند.

Robodolphin مانند يك دلفين واقعي به نظر نمي رسد ، اما براي آموزش خلبانان هواپيماهاي بدون سرنشين ما نيازي به اين كار نيست.  CJ بارتون / دانشگاه ايالتي اوكلاهما / گفتگو© تهيه شده توسط روزنامه جانور ربودولفين مانند دلفين واقعي به نظر نمي رسد ، اما براي آموزش خلبانان هواپيماهاي بدون سرنشين ما نيازي به اين كار نيست. CJ بارتون / دانشگاه ايالتي اوكلاهما / گفتگو
هنگام نمونه برداري از ضربه ، ما به دنبال هورمون هايي در مخاط هستيم زيرا مي توان از آنها براي سنجش سلامت روانشناختي و فيزيولوژيكي استفاده كرد. ما به طور خاص به هورمون هايي مانند كورتيزولاند پروژسترون علاقه مند هستيم ، كه به ترتيب سطح استرس و توانايي توليد مثل را نشان مي دهد ، اما مي تواند به تعيين سلامت كلي كمك كند.

علاوه بر اين ، نمونه هاي ضربه مي توانند پاتوژن هاي تنفسي موجود در ريه ها يا معابر بيني را كشف كنند.

اين تجزيه و تحليل سلامت به ويژه در مناطقي كه داراي نشت روغن هستند بسيار مهم است زيرا مواد شيميايي مي توانند باعث ايجاد مشكلات هورموني شوند كه به توسعه ، متابوليسم و ​​توليد مثل دلفين ها آسيب مي رساند.

نمونه هاي هورموني مي توانند اطلاعات ارزشمندي را در اختيار دانشمندان قرار دهند ، اما جمع آوري آنها از حيوانات هوشمند و غيرقابل پيش بيني چالش برانگيز است.

براي ساختن يك هواپيماي بدون سرنشين كه بتواند اسپري را از دلفين هاي متحرك جمع كند ، به داده هاي بيشتري در مورد بينايي و شنوايي آنها احتياج داشتيم ، و اين داده هايي است كه نمي تواند در طبيعت جمع آوري شود و در آزمايشگاه شبيه سازي نشود.

ما با دلفين ها در امكاناتي مانند Dolphin Quest در برمودا كار كرديم ، كه ميهمانان را براي كسب اطلاعات در مورد دلفين ها فراهم مي كند در حالي كه به دانشمندان اجازه مي دهد تا براي تحقيقات غير تهاجمي به حيوانات دسترسي پيدا كنند. در اينجا اگر دلفين ها تصميم بگيرند كه با ما كار نكنند ، دلفين ها مي توانند شنا كنند ، بنابراين ما مجبوريم مطالعه را مانند يك بازي طراحي كنيم. راهي كه يك معلم مهد كودك كلاس را سرگرم مي كند. اگر دلفين ها علاقه اي نداشته باشند ، ما نمي خواهيم اين علم را انجام دهيم.

در طول صدها جلسه ، ما به دنبال پاسخ به دو سؤال بوديم: چه چيزي مي تواند دلفين ها بشنود و چه چيزي مي توانند در اطراف سر خود ببينند؟

براي آزمايش شنيدن دلفين ها ، ميكروفون ها و دوربين هايي را تنظيم كرديم كه هنگام پخش نويز بدون سرنشين در هوا ، رفتار دلفين ها را ضبط كرديم. ما پاسخهاي مربوط به هر صداي را بررسي كرديم - مثلاً چند دلفين به بلندگو نگاه كردند - و از اينها به عنوان يك پروكسي براي توانايي شنيدن صداها استفاده كرديم.

براي آزمايش ديد ، ما چراغهايي را درون يك كره هابمن نصب كرديم - كره پلاستيكي قابل ارتقاء رنگين كمان كه در ويديوي بالا مشاهده مي كنيد - مي توانيم روشن يا خاموش كنيم. وقتي ديدند چراغي در اطراف سرشان وجود دارد ، دلفين ها براي سوت زدن آموزش مي گرفتند. با روشن كردن يك چراغ در يك زمان - كه مي توانيد در اين فيلم مشاهده كنيد - نقشه اي از ميدان ديد دلفين ها ايجاد كرديم.

در مرحله بعد ، ما نياز به درك ضربات و وسيله اي براي تمرين پروازهاي بدون سرنشين بدون دلفين داشتيم. براي انجام اين كار ، دانشجويان فارغ التحصيل روبدولفين ساخته اند ، كه شامل يك ريه دلفين مكانيكي و ماكت سوراخ سوراخ است.

براي ساختن روبدولفين ، ما با دلفين هايي آموزش داده شده بوديم كه براي اندازه گيري ويژگي هاي اسپري ، "دزدكي" يا عطسه كردن دستور را آموزش مي دهند. ما از عكاسي با سرعت بالا براي ديدن نفس دلفين ها هنگام حركت در هوا استفاده كرديم. سپس ما اسكن CT با وضوح بالا از سر دلفين را انجام داديم و يك ماكت از يك بيني را به صورت سه بعدي چاپ كرديم.

اكنون ، ما يك روبدولفين كامل داريم و مي خواهيم اسپري هاي آن را تقريباً با چيز واقعي يكسان كنيم. اين به ما امكان مي دهد تا تعيين كنيم كه چقدر به جمع آوري نمونه ها نزديك شده ايم و بنابراين ، پهپاد ما چقدر بي صدا است.

طي چند ماه آينده ، پروازهايي را كه بر روي روبودولفين با هواپيماهاي بدون سرنشين موجود انجام مي شود آزمايش خواهيم كرد تا زمان بندي و استراتژي جمع آوري را تعيين كنيم. از آنجا ، ما يك پهپاد كم صدا توليد مي كنيم كه مي تواند به اندازه كافي سريع و با قدرت مانور كافي براي گرفتن نمونه از دلفين هاي وحشي پرواز كند. مانند يك بازي ويديويي ، ما از داده هاي زمينه بصري براي توسعه مسيرهاي رويكرد براي ماندن در نقاط چشمگير استفاده خواهيم كرد.

ما قصد داريم هواپيماهاي بدون سرنشين خود را روي يك روبودولفين سوار بر كاميون كه در حال حركت به پايين باند فرودگاه است ، آزمايش كنيم ، سپس از يك قايق براي شبيه سازي شرايط واقعي استفاده كنيم. مراحل بعدي شامل آزمايش اقيانوس با دلفين هايي است كه براي شنا آزاد در اقيانوس آموزش ديده اند. اين آزمايشات مشخص مي كند كه دستگاه هاي ما مي توانند هورمون ها را جذب كنند و نگه دارند ، زيرا هواپيماي بدون سرنشين به سمت قايق محقق پرواز مي كند.

سرانجام ، ما سيستم را براي جمع آوري داده ها در مورد دلفين هاي وحشي مستقر خواهيم كرد. هدف اول ما آزمايش دلفين هاي مقيم - حيواناتي است كه در سواحل زندگي مي كنند و مستقيماً با نويزهاي صنعت نفت و قايق برخورد مي كنند - كه به ما اين امكان را مي دهد تا درباره استرس ناشي از تأثيرات انساني اطلاعات بيشتري كسب كنيم.

اين نمونه ها يك راه دور هستند ، اما اگر همه چيز خوب پيش برود ، ما يك هواپيماي بدون سرنشين مخصوص ساخته شده داريم كه قادر به پرواز در مسافت هاي طولاني و گرفتن نمونه هاي كشف نشده در چند سال است. نمونه هاي جمع آوري شده به محققان اين امكان را مي دهد تا علم بهتري با تأثير روي حيواناتي كه آنها مطالعه مي كنند انجام دهند.