マウイ島のノースショア沖で、魚雷型の潜水艦2組が水柱の中で複雑なダンスを披露しています。 エディが反時計回りに回転し、深海から堆積物や栄養素を引き上げると、これらの長距離水中自律車両の1つが忍耐強く浮いて、カラム内の微生物の生活のサンプルを収集し、もう1つが周回して塩分と温度をテストします水の。 ハワイ大学の海洋学者は、近くの船に乗って監視し、必要に応じて車両の軌道を調整します。
このプロジェクトは、ハワイ大学マノア校、シュミット海洋研究所、およびモントレー湾水族館研究所（MBARI）とのコラボレーションであり、水をサンプリングし、その中の微小生命のゲノムをシーケンスし、そのデータを使用して、これらの渦の中の垂直の水の層と、その中の生命が食物連鎖や炭素の生産と貯蔵を含む海洋の生産性にどのように影響するか。 光合成植物プランクトンを含む微生物は、二酸化炭素を吸収して海洋に深く引き込むことができますが、他の温室効果ガスを生成することもできます。
「これらはビットプレーヤーではありません。 海洋の微生物は元素循環を制御し、食物連鎖の基礎を形成します。 一般的に言えば、それらは海洋では本当に重要です」とハワイ大学の海洋学教授であるエド・デロンは述べています。 「私たちが理解しようとしているのは、この種の物理的生物学的相互作用であり、これらの渦が回転し、栄養素をもたらし、植物プランクトンのブルームを引き起こす可能性があります。 これらの渦はおそらく、海洋の生産性、そこに生息する植物の量、森林の成長度に大きな影響を与える可能性があります。 それは勉強するのが本当に難しく、それほどよく理解されていません。」
デロングは、ハワイ大学のデイブ・カール教授とともに、長距離自律水中ビークルの最初の航海に関する主要な調査員です。 デロングは海洋の微生物群集を長年研究してきましたが、サンプルを採取するために船を送るのにかかる時間と費用が彼が収集できる情報の量を制限しました。 サイモンズ財団からの資金で、彼とカールはMBARIと協力して車両を設計し、3月24日に最初の2週間のミッションを終えて、さらに2週間離れました。 それらは、現在マウイの北約100マイルで反時計回りに回転しているエディの近くまたは中に留まります。 旅行を車の練習走行として使用しながら、研究者は水と微生物の一連の4次元スナップショットを取得して、コミュニティと行動が時間とともにどのように変化するかを示すことを目指しています。
車両は最初の2週間のミッションを完了し、さらに2週間になりました。 （シュミット海洋研究所、トム・ホフマン） 最大長10フィート、直径12インチのロボットは、「NOT A WEAPON」というラベルが付けられた魚雷のように見えます（チームは3つを作成しましたが、2つしか配備されていません）。イオン電池は、充電で600マイルまでそれらを駆動します。 衛星接続は操縦を制御するのに役立ち、車両がWi-Fiまたはセルラーデータの範囲内にある場合、より大きなデータのパケットが送信されます。 内部には、MBARIのエンジニアが作成した市販の環境サンプルプロセッサ（ESP）の小型バージョンが収容されています。
MBARIでESPプログラムを管理しているジムバーチは、水中車両の設計と構築も支援しました。 これには、抗力とエネルギー消費の最小化、およびスライドバッテリーパック（質量を前後に移動させて鼻を上下に傾ける）と、浮力を変えるためのオイルで膨張可能な外部ブラダーの実装が含まれます。 デバイスは、衛星から見た渦を偵察するために迅速に展開でき、嵐の下を穏やかに移動できます。 ニュートラルな浮力のオプションは、渦に浮かぶのに適していますが、それが唯一の有用な状況ではありません。 カリフォルニア大学サンディエゴが運営する4, 000のブイ型フローティングアルゴスのように、垂直面で沈んで上昇する、より少ないモバイルデバイスに対するよりアクティブな代替手段を提供します。 波グライダーとドローンは水面を巡航しますが、より深い海の層を調べることはできません。 ウッズホール海洋学機関は、非常に深く潜り、推進力なしで移動するものや、電流とMBARIデバイスに似たオイル充填膀胱に依存するものなど、少数の自律型車両を運用していますが、大きな違いはハワイの組み合わせです/ MBARI車両の長距離およびESPサンプラー。 すでに多くの無人の水中自律車両が存在するため、2012年に、 エコノミストはウッズホールのような浮力駆動の海グライダーについて「海の下の2万人の同僚」という物語を発表しました。
「海を研究することは、火星や木星を研究するようなものです」とバーチは言います。 「もう少し頻繁に外出することもできますが、それは過酷で過酷な環境であり、現在の作業に比べて長期間滞在できるロボットを送り出すことは大きな飛躍です。 これは海洋学を変えるでしょう。」
