Pada bulan Ogos 2015, sekumpulan penyelidik lautan berkumpul di pantai Costa Rica untuk mengkaji perilaku bersarang penyu laut Olive Ridley yang jarang berlaku. Para saintis ingin mengetahui kelakuan misteri di luar pesisir - yang tidak diketahui walaupun kepada para ahli mengenai penghijrahan tahunan 'reptilia, yang dikenali sebagai arribada. Untuk berbuat demikian, mereka beralih kepada alat penyelidikan yang tidak mungkin: drone. Jauh di atas mereka, sayap glider EeeFire yang berpengalaman meninjau tempat kejadian.
Dengan menggunakan glider, para penyelidik dapat melihat kura-kura berkumpul di luar pesisir dalam kelompok sebelum membuat perjalanan ke pantai ke sarang, penemuan yang menimbulkan persoalan tingkah laku yang baru. Tetapi selepas lima penerbangan, pakar drone Rett Newton dari Duke University melihat sesuatu yang pelik. Pasir dari pantai berpaut kepada kepingan logam pesawat. Lebih membimbangkan, bunyi pelik yang dikeluarkan dari enjin.
"Ketika kami mula menjalankan motor, kami mula mendengar bunyi jenis yang renyah, " kata Newton. Ia adalah jika terdapat pasir di dalam gear.
Terdapat. Pasir itu, yang bersifat gunung berapi, telah menjadi magnet tertarik kepada enjin motor. Ini adalah satu cabaran yang tidak dijangkakan para penyelidik. Ragu-ragu pasir akan mengganggu sensor elektronik drone, mereka berpindah ke padang bola sepak dan tanah pertanian berdekatan. "Jika tidak, ia akan menghancurkan sepenuhnya pesawat kami, " kata Newton.
Drone bukan sahaja untuk tentera dan kecenderungan teknologi. Sekarang, para penyelidik yang biasanya berfikir tentang menyelam atau memancing mulai beralih ke langit untuk membantu mereka menangani soalan yang tidak dapat dijawab. Drones, atau Sistem Autonomi Tidak Diurus (UAS), dapat memberikan kelebihan penting ketika menghitung populasi singa laut, mengesan terumbu karang, melahirkan fitoplankton melahirkan dan bahkan memberi ikan paus ujian breathalyzer.
Namun, peralihan dari operasi dron yang beroperasi di darat di lautan terbuka menimbulkan cabaran yang curam - seperti ekspedisi penyu penyu Olive Ridley. Dalam hal projek penyu laut, pasir magnetik menjadi satu lagi cabaran dalam senarai pertimbangan perancangan misi yang sudah termasuk air asin, silau reflektif, hayat bateri pendek, perairan yang berombak dan keadaan berangin.
Jadi mengapa sesetengah penyelidik merasakan bahawa menggunakan dron di lautan adalah berbaloi?
Penyu laut zaitun jarang berlaku di pantai Ostional, Costa Rica. Drones dapat membantu para penyelidik mengetahui tingkah laku misteri mereka di luar pesisir. (Solvin Zankl / Alamy) Salah satu sebab bahawa institusi penyelidikan tidak sabar-sabar untuk menggunakan teknologi drone adalah bahawa harga drone pengguna akhirnya menjadi dalam cara mereka. Drone akhir rendah yang digunakan untuk tujuan pengajaran boleh serendah $ 500, dan model akhir yang lebih tinggi dengan sensor canggih dan kamera datang pada harga pelekat antara $ 20, 000 dan $ 50, 000. Satu lagi ialah operasi lapangan di lautan terbuka sememangnya berbahaya kepada anggota krew-seperti pesawat. Satu kajian 2003 bahaya biologi hidupan liar yang mencatatkan kemalangan pesawat ringan sebagai pembunuh nombor satu saintis lapangan.
Jabatan Pertahanan telah memulakan penggunaan drone yang berasaskan tanah dengan penciptaan Predator pada tahun 1994. Sejak itu, drone telah menjadi alat-alat ketenteraan dan kadang-kadang kontroversial. Namun menurut John C. Coffey, jurutera sistem peneraju untuk Pentadbiran Oseanik dan Atmosfera Negara (NOAA), drone hanya menjadi tumpuan penyelidikan lautan lima tahun lalu. Walaupun mereka dapat dikesan dengan projek NOAA yang mencapai sedikit lebih sedekad yang lalu, satu siri halangan yang diperlukan untuk diselesaikan sebelum teknologi itu dapat dipercayai untuk digunakan di lapangan.
Persekitaran kapal boleh agak membingungkan kepada drone. "Operasi kapal berada antara 10 dan 100 kali lebih keras daripada operasi berasaskan darat, " kata Coffey. Untuk mengekalkan keseimbangan dan hala tuju, drone bergantung pada siri sensor yang mengukur kekuatan graviti, tekanan atmosfera, medan magnet Bumi dan putaran sudut. Sensor ini dikalibrasi dengan keadaan alam sekitar. Tetapi dek kapal membuat permulaan yang berbatu. Guncangan itu boleh menyebabkan penentukuran yang tidak baik, menghantar drone untuk pertandingan berenang yang tidak dijangka dan mendorong misi menyelamat oleh saintis yang kecewa. Drone kalis air wujud, tetapi mereka sering tidak menyokong sensor yang sesuai untuk pengumpulan data.
"Mengambil dan mendarat dari sasaran yang bergerak sangat sukar, " kata Coffey. Di samping itu, kapal itu sendiri menghantar satu siri isyarat, seperti radar dan radio, yang boleh menyebabkan masalah untuk lampu midfielder. Secara kolektifnya dikenali sebagai gangguan elektromagnet, isyarat-isyarat ini harus dipertimbangkan sebelum misi yang dirancang. Halangan yang ditimbulkan oleh laut yang tidak stabil menyebabkan beberapa saintis mengambil pendekatan yang lebih kreatif.
Michael Moore dari Woods Hole Institut Oseanografi menyelidik mamalia marin, ikan paus baleen yang besar seperti humpback dan paus kanan. Beliau telah bekerja bersama gergasi ini selama 37 tahun yang lalu dan menjadi berminat untuk menilai kesihatan ikan paus melalui tinjauan udara foto menggunakan pesawat kecil 20 tahun yang lalu. Diilhamkan oleh kerja rakan sekerja menggunakan pesawat terbang untuk meninjau populasi penguin di Antartika, Moore memutuskan untuk mencuba menggunakan pesawat pada tahun 2013.
Paus hidup jauh dari pantai dan sejak FAA memerlukan garis penglihatan antara juruterbang dan drone, lepas landas pantai keluar dari soalan. Sebaliknya Moore dan rakan-rakannya perlu terbang dari sebuah kapal kecil. Tetapi apabila dia meminta kenalan di Angkatan Laut tentang logistik terbang, Moore berkata, dia menerima kenyataan keraguan.
Pada mulanya saintis menipu drone dengan menentukib di atas tanah dan segera menutupnya sebelum memindahkannya ke bot dan menuju ke air. Tetapi jurutera pada pasukan Moore, Don LeRoi, kemudian mengembangkan patch kod untuk drone Mikrokopter yang mereka gunakan, dan pada tahun 2014 Mikrokopter menyerap kod "mod bot" ke dalam sistem operasi mereka. Robotics 3D, pembuat drone pengguna terbesar di Amerika Syarikat, mengumumkan April ini bahawa mereka akan menyokong perisian yang sama di drone Solo baru mereka.
"Tebak apa yang kami fikirkan, " kata Moore.
Juga diambil oleh hexacopter, foto ini menunjukkan keadaan badan perbandingan pembunuh ikan paus. Wanita di atas kelihatan kurus dan dalam keadaan yang lemah. Paus di bawah adalah mengandung, tubuhnya melambungkan belakang sangkar tulang rusuk. (NOAA, Akuarium Vancouver) Moore kini menggunakan drone secara tetap, dan menyempurnakan satu kaedah pukulan paus di mana sebuah drone hexacopter hovers enam hingga sepuluh kaki ke atas ikan paus yang tenggelam dan menunggu haiwan itu keluar dan menghembus nafas. Plat steril yang terletak di atas drone, yang mengumpul wap yang terkondensasi. Moore berharap dapat mengumpul data kimia yang cukup, termasuk DNA, kehadiran mikroba dan tahap hormon dari nafas paus untuk membangunkan kaedah untuk menilai kesihatan ikan paus. Pengumpulan yang berjaya memerlukan juruterbang drone duduk berdengung segera dalam jarak tembakan lubang.
Dari perahu, saintis bergantung kepada isyarat visual. "The (drone) cenderung kepada shimmy sedikit, " kata Moore.
Mungkin lebih menggerunkan daripada cabaran teknikal dron penyelidikan lautan adalah cabaran birokrasi dari FAA. Operasi melalui NOAA, agensi kerajaan, mempunyai protokol piawai yang serupa dengan semua pesawat awam lain yang terbang di langit, tetapi entiti awam seperti universiti dan institusi penyelidikan mesti memohon pengecualian. Di bawah pengecualian itu, juruterbang drone mesti menjadi juruterbang berlesen, terbang drone di bawah 400 kaki pada siang hari, dan melihat drone itu.
Walau bagaimanapun, perkembangan baru dapat membantu memudahkan para penyelidik mengakses dan menggunakan drone untuk penyelidikan semacam ini. Bermula 29 Ogos, seksyen baru dalam peraturan-peraturan FAA (Seksyen 107) bertujuan untuk meningkatkan bilangan bukan penggemar yang mempunyai akses ke pesawat terbang, dengan menambah ujian khas di mana seorang individu dari sebuah institusi atau perbadanan boleh menjadi pilot pilot yang disahkan .
Universiti Duke bahkan telah membuka pusat baru, Kemudahan Sistem Ekologi Manusia Ekologi Marin, pada musim gugur tahun 2015 untuk membantu penyelidik dan pelajar yang berminat mengemudi teknologi dan peraturan rumit yang mengelilingi projek penyelidikan lautan berasaskan drone. Pusat ini menawarkan kelas pertamanya musim panas ini dan merancang penyelesaian pusatnya di sebuah boathouse yang telah diubahsuai pada akhir Oktober. Satu bengkel mengenai penggunaan drone untuk aplikasi marin di Duke pada musim panas tahun 2015 yang termasuk lebih daripada 50 pakar dalam teknologi kenderaan autonomi menyoroti keperluan pusat untuk menyelaraskan projek serantau dan global.
David Johnston, pengarah kemudahan itu, mengatakan bahawa dia dan universiti boleh menjadi pusat kerjasama dan perkongsian maklumat untuk penyelidikan drone lautan masa depan. Dia melihat kemunduran seperti gangguan magnet dari pasir di Costa Rica sebagai keperluan untuk memajukan teknologi. "Drone adalah satu lagi contoh di mana kita boleh gunakan untuk mencuba persekitaran dengan cara baru dan menangani soalan-soalan yang tidak semestinya dapat dikendalikan dengan mudah, atau bahkan sama sekali."
Ketahui lebih lanjut mengenai lautan dengan Portal Lautan Smithsonian.
