2015年8月、海洋研究者グループがコスタリカの海岸に集まり、珍しいオリーブリドリーウミガメの営巣行動を調査しました。 科学者たちは、ウミガメの沖合での不思議な行動を発見したかったのです。これは、アリバダと呼ばれる爬虫類の年間移動の専門家でさえ知らないものです。 そのために、彼らはありそうもない研究ツールであるドローンに目を向けました。 それらのはるか上で、senseFly eBee固定翼グライダーがシーンを調査しました。
グライダーを使用して、研究者たちは沖合に集まったカメを観察してから巣作りのためにビーチに行くことができました。これは新しい行動の疑問を提起した発見です。 しかし、5回の飛行の後、無人偵察機のデューク大学のレットニュートンは、奇妙なことに気づきました。 浜辺の砂が航空機の金属片にしがみついていました。 さらに驚くべきことに、エンジンから奇妙な音が出ていました。
「モーターの運転を開始すると、カリカリな音が聞こえ始めました」とニュートンは言います。 歯車に砂が入っていた場合です。
ありました。 本質的に火山性だった砂は、モーターのエンジンに磁気的に引き付けられていました。 これは、研究者が予想していなかった挑戦でした。 砂がドローンの電子センサーに干渉するのではないかと心配して、近くのサッカー場や農地に移動しました。 「そうでなければ、それは私たちの航空機を完全に破壊していたでしょう」とニュートンは言います。
ドローンは軍隊だけでなく、技術的にも傾いているだけではありません。 現在、一般的にダイビングやウェーディングについて考える研究者は、そうでなければ答えられない質問への取り組みを支援するために空に目を向け始めています。 ドローン、または無人自律システム（UAS）は、アシカの個体数のカウント、サンゴ礁の追跡、植物プランクトンのブルームのマッピング、クジラの呼吸検査の実施まで、重要なエッジを提供できます。
しかし、ドローンの陸上での運用から外洋での運用への移行は、Olive Ridleyのウミガメの遠征が示すように、大きな挑戦をもたらします。 ウミガメのプロジェクトの場合、磁気砂は、すでに塩辛い水、反射グレア、短いバッテリー寿命、不安定な水、風の強い条件を含むミッション計画の考慮事項のリストのさらに別の課題になりました。
では、なぜ一部の研究者は、海でドローンを使用する価値があると感じるのでしょうか？
珍しいオリーブのリドリーウミガメがコスタリカのオスティオナルのビーチに到着します。 ドローンは、研究者がオフショアでの不思議な行動を理解するのに役立ちます。 （ソルビン・ザンクル/アラミー） 研究機関がドローンテクノロジーの使用を熱望している理由の1つは、消費者向けドローンの価格がようやくその手段の範囲内になったことです。 教育目的に使用されるローエンドのドローンは500ドルという低価格で、洗練されたセンサーとカメラを搭載したハイエンドモデルは、20, 000ドルから50, 000ドルの間の価格で販売されています。 もう1つは、外洋での野外作戦は飛行機と同様に乗組員にとって本質的に危険なことです。 野生生物生物学者のハザードに関する2003年の研究では、軽飛行機のcrash落事故がフィールド科学者の最大の殺人者として挙げられています。
国防総省は、1994年にプレデターの発明により陸上でのドローンの主要な使用を開始しました。それ以来、ドローンは遍在し、時には物議を醸す軍事ツールになりました。 しかし、国立海洋大気庁（NOAA）のリードシステムエンジニアであるJohn C. Coffeyによると、ドローンは5年前に海洋研究の焦点になりました。 それらは、10年前にさかのぼるNOAAプロジェクトにまでさかのぼることができますが、技術が現場で使用するのに十分な信頼性を得る前に、一連の障害を解決する必要がありました。
船の環境はドローンにとって非常に混乱しやすいものです。 「船上での操作は、陸上での操作よりも10〜100倍困難です」とコフィーは言います。 バランスと方向を維持するために、無人機は重力、大気圧、地球の磁場、角回転を測定する一連のセンサーに依存しています。 これらのセンサーは、飛行前の環境条件に合わせて調整されます。 しかし、船の甲板は岩だらけのスタートになります。 揺れはキャリブレーションを悪化させ、ドローンを予期せぬ泳ぎの飛行中に送り、欲求不満の科学者による救助任務を促します。 防水ドローンは存在しますが、多くの場合、データ収集に適切なセンサーをサポートしていません。
「動くターゲットから離着陸するのは本当に大変です」とコフィーは言います。 さらに、船自体がレーダーやラジオなどの一連の信号を送信しますが、これはドローンの飛行中に問題を引き起こす可能性があります。 電磁干渉として総称されるこれらの信号は、計画された任務の前に考慮に入れられなければなりません。 不安定な海によってもたらされる障害により、一部の科学者はより創造的なアプローチをとるようになりました。
ウッズホール海洋研究所のマイケル・ムーアは、海洋哺乳類、特にザトウクジラやセミクジラのような大型ヒゲクジラを研究しています。 彼は過去37年間これらの巨人と一緒に働いており、20年前に小型飛行機を使用した航空写真調査を通じてクジラの健康状態を評価することに興味を持つようになりました。 ドクターを使用して南極のペンギン個体数を調査する同僚の作業に触発され、ムーアは2013年にドローンの使用を試みることにしました。
クジラは海岸からかなり離れた場所に住んでおり、FAAはパイロットとドローンの間に見通し線を必要とするため、沿岸離陸は問題外でした。 代わりに、ムーアと彼の同僚は、小さなボートからドローンを飛ばす必要がありました。 しかし、彼は海軍の連絡先に飛行ロジスティクスについて尋ねたとき、彼は警告の疑いの声を受け取ったと言います。
科学者たちは最初、ドローンをだまして、陸上で較正し、すぐにシャットダウンしてから、ボートに移して水の上に出ました。 しかし、ムーアのチームのエンジニアであるドン・ルロイは、後に彼らが使用したミクロコプタードローン用のコードパッチを開発し、2014年までにミクロコプターは「ボートモード」コードをオペレーティングシステムに吸収しました。 米国最大の消費者向けドローンメーカーである3D Roboticsは、今年4月、新しいSoloドローンで同様のソフトウェアをサポートすると発表しました。
「推測します、私たちはそれを見つけ出しました」とムーアは言います。
また、ヘキサコプターで撮影したこの写真は、シャチの体の状態の比較を示しています。 上部の女性はskinせており、状態が悪い。 底のクジラは妊娠しており、彼女の体は胸郭の後方に膨らんでいます。 （NOAA、バンクーバー水族館） ムーアは現在、定期的にドローンを使用しており、ヘキサコプタードローンが水面下のクジラの上を6〜10フィート空中に移動し、水面に出て息を吐くのを待つクジラの打撃収集の方法を完成させています。 ドローンの上に滅菌プレートが置かれ、凝縮した蒸気を収集します。 ムーアは、クジラの健康状態を評価する方法を開発するために、クジラの息からDNA、微生物の存在、ホルモンのレベルなどの十分な化学データを収集したいと考えています。 収集を成功させるには、ドローンパイロットがブローホールの射程内にドローンをすぐに座らせる必要があります。
科学者はボートから、視覚的な合図に頼っています。 「（ドローン）は少しシミーになる傾向があります」とムーアは言います。
おそらく、海洋研究用ドローンの技術的課題よりも恐ろしいのは、FAAの官僚的課題です。 政府機関であるNOAAによる運用には、空を飛ぶ他のすべての公共航空機と同様の標準プロトコルがありますが、大学や研究機関などの公共団体は免除を申請する必要があります。 免除の下では、無人機のパイロットは免許を持つパイロットでなければならず、日中は無人機を400フィート未満で飛行させ、無人機を見る必要があります。
ただし、新しい開発は、研究者がこの種の研究にドローンにアクセスして使用することを容易にするのに役立つ場合があります。 8月29日から、FAA規制の新しいセクション（セクション107）は、機関または企業の個人が認定ドローンパイロットになることができる特別なテストを追加することにより、ドローンにアクセスできる非愛好家の数を増やすことを目的としています。
デューク大学は、2015年の秋に、ドローンベースの海洋研究プロジェクトを取り巻く複雑な技術と規制をナビゲートするために、海洋保全生態学無人システム施設という新しいセンターを開設しました。 センターはこの夏に最初のクラスを提供し、10月末までに改装されたボートハウスにセンターを完成させる予定です。 2015年夏にデュークで行われた自律走行車技術の50人以上の専門家を含む海洋アプリケーションでのドローンの使用に関するワークショップでは、地域およびグローバルプロジェクトを調整するセンターの必要性が強調されました。
施設のディレクターであるデビッド・ジョンストンは、大学が将来の海洋ドローン研究のための情報の共同研究と共有のセンターになることができると願っていると言います。 彼は、コスタリカの砂からの磁気干渉のような後退を、技術を促進するための必要性と考えています。 「ドローンは、新しい方法で環境をサンプリングし、必ずしも簡単に、またはまったく取り組むことができなかった質問に取り組むために使用できる別の例です。」
スミソニアンオーシャンポータルで海の詳細をご覧ください。
