La flota de robots autónomos rastrea, analiza la comunidad microbiana en el océano abierto

| |

Ene. 13 (UPI) – En un estudio de prueba de concepto, el primero de su tipo, los científicos han utilizado una flota autónoma de robots para rastrear y analizar una comunidad de microbios en el océano abierto.

Los microbios marinos producen aproximadamente la mitad del suministro de oxígeno del planeta y absorben las mayores cantidades de dióxido de carbono. Los microbios oceánicos también forman la base de todas las cadenas alimentarias marinas.

En el océano abierto, las comunidades de algas microscópicas o fitoplancton dependen de las corrientes para suministrar nutrientes vitales.

Cuando los remolinos de mar abierto, corrientes sinuosas que pueden extenderse por más de 60 millas, giran en sentido antihorario en los océanos del hemisferio norte, traen concentraciones especialmente ricas de nutrientes desde las profundidades de los océanos hacia la superficie.

La mayoría de las comunidades microbianas en mar abierto prosperan en una capa justo debajo de la superficie llamada máxima de clorofila profunda. En el DCM, los microbios tienen acceso a la luz solar desde arriba y a los nutrientes desde abajo.

Para comprender mejor la relación entre microbios y remolinos, los investigadores programaron con éxito un trío de robots autónomos para realizar análisis microbianos desde dentro del DCM.

Los científicos describieron su hazaña en un nuevo artículo, publicado el miércoles. en la revista Science Robotics.

“El desafío de investigación al que se enfrentó nuestro equipo interdisciplinario de científicos e ingenieros fue encontrar una manera de permitir que un equipo de robots, que se comunican con nosotros y entre sí, rastrearan y muestrearan el DCM”, dijo el coautor del estudio Brett Hobson, un ingeniero mecánico senior del Instituto de Investigación del Acuario de la Bahía de Monterey, dijo en un comunicado de prensa.

Rastrear microbios en el DCM con satélites y sensores de barcos es bastante difícil, dijeron los investigadores. Los remolinos y otros tipos de corrientes contorsionan constantemente la capa del subsuelo y el DCM puede desplazarse verticalmente varios cientos de pies en solo cuestión de horas.

“Los remolinos de mar abierto pueden tener un gran impacto en los microbios, pero hasta ahora no hemos podido observarlos en este marco de referencia en movimiento”, dijo el coautor Ed DeLong, profesor de oceanografía en la Universidad de Hawái, Mānoa. .

Después de localizar un poderoso remolino al norte de las islas hawaianas, los investigadores lanzaron su trío de robots de alta tecnología: dos vehículos submarinos autónomos de largo alcance y un vehículo de superficie Wave Glider.

Uno de los dos robots submarinos, llamado Aku, tenía la tarea de tomar muestras y analizar el material genético y las proteínas de las comunidades microbianas que se encuentran en el DCM cambiante en forma de remolino.

Mientras tanto, el segundo robot submarino, llamado Opah, rodeó a Aku recopilando datos sobre las condiciones ambientales dentro del DCM.

El vehículo de superficie Wave Glider usaba un sonar para mantener el contacto con Aku, mientras que Opah aparecía periódicamente para transmitir datos al Wave Glider, que transmitía las observaciones a los científicos en un barco de investigación cercano.

“Este trabajo es realmente el cumplimiento de una visión de décadas”, dijo Chris Scholin, presidente y director ejecutivo de MBARI, quien comenzó a desarrollar tecnologías de muestreo autónomo mientras era investigador postdoctoral en el instituto de investigación.

“Coordinar una flota robótica para mostrar cómo las comunidades microbianas reaccionan a las condiciones cambiantes es un cambio de juego cuando se trata de investigación oceanográfica”, dijo Scholin.

Los datos recopilados por los dos robots submarinos mostraron que Aku mantuvo con éxito su posición dentro del DCM, incluso cuando la capa se movió hasta 118 pies en menos de cuatro horas.

“Construir un LRAUV con un ESP integrado que pudiera rastrear esta característica fue un hito”, dijo Yanwu Zhang, ingeniero de investigación senior en MBARI y autor principal de este estudio.

“Combinar ese poder de muestreo con la agilidad de tres robots diferentes que trabajan juntos de forma autónoma durante el transcurso del experimento es un logro significativo de ingeniería y operaciones”, dijo Zhang.

Los investigadores esperan adaptar la nueva tecnología de seguimiento de microbios marinos para analizar otros fenómenos oceánicos, incluidas las floraciones de algas nocivas y los derrames de petróleo.

“Dados los rápidos cambios que está experimentando nuestro océano como resultado de actividades humanas como el cambio climático, la contaminación y la sobrepesca, esta tecnología tiene el potencial de transformar nuestra capacidad para comprender y predecir la salud del océano”, dijo Scholin.

.

Previous

MERCADOS GLOBALES – Los bonos caen, el Nikkei cobra más alto ya que el estímulo espera impulsar las ganancias

Netflix Irlanda se ve obligada a emitir un mensaje de advertencia a todos los espectadores de Bridgerton sobre un episodio

Next

Leave a Comment

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.