Zooglider (en haut) avec une sélection d'images de zooplancton capturées par le robot. Crédit :Benjamin Whitmore
Des océanographes et des ingénieurs de l'Université de Californie à San Diego ont collaboré pour modifier un instrument d'océanographie physique commun afin de pouvoir imager le zooplancton alors qu'il glisse dans l'océan.
Le robot, surnommé Zooglider, utilise comme plate-forme un planeur développé par Scripps connu sous le nom de Spray. Les développeurs d'instruments Ohman et Scripps ont équipé les planeurs Spray en forme de torpille d'une caméra (appelée Zoocam) et d'un appareil que les chercheurs appellent Zonar qui recueille des données acoustiques sur le zooplancton - des animaux marins microscopiques en liberté - à la manière d'un instrument sonar. Cela promet une vision inestimable de la façon dont la vie marine réagit au changement climatique.
Le co-auteur Jeffrey Ellen de la Jacobs School of Engineering de l'UC San Diego crée des méthodes par lesquelles les données d'image Zooglider peuvent être analysées grâce à l'apprentissage automatique.
Zooglider peut acquérir des images de zooplancton tous les cinq centimètres (deux pouces) à des profondeurs de 400 mètres (1, 300 pieds) ou plus car il canalise l'eau de mer dans un tunnel d'échantillonnage à bord. Le nouvel instrument représente une percée en ce qu'il permet des observations de la vie microscopique dans son habitat et fournit des informations sur cette vie dans un contexte spatial. Cela améliore la capacité des scientifiques à acquérir des données quantitatives sur la vie microscopique dans des zones définies, une quête fondamentale des océanographes biologiques qui étudient comment les organismes marins interagissent avec la physique et la chimie de leur environnement et sont influencés par celle-ci.
"Presque tous les processus majeurs dans l'océan - le cycle du carbone, production halieutique, efflorescences algales nuisibles, L'acidification des océans, désoxygénation – sont directement liés aux animaux en liberté du large, le zooplancton, " a déclaré Mark Ohman, océanographe biologique de Scripps. " C'est notre première fenêtre sur leur monde à travers un véhicule complètement autonome. Nous sommes enthousiasmés par les nouvelles opportunités offertes par Zooglider pour visualiser et comprendre ces organismes, imperturbables dans leur environnement naturel."
Crédit :Université de Californie - San Diego
Les données collectées par Zooglider fourniront des connaissances sur la dynamique du zooplancton qui fourniront des informations indirectes sur le phytoplancton dont se nourrit le zooplancton et sur les organismes qui se nourrissent de zooplancton.
Une description de l'instrument apparaît dans le numéro de janvier 2019 de la revue Limnologie et Océanographie :Méthodes .
Les océanographes physiques et les ingénieurs dirigés par Russ Davis de Scripps ont développé le planeur Spray à partir de la fin des années 1990. Le robot de deux mètres (6,5 pieds) de long, qui peut être programmé à partir d'un téléphone portable, a été utilisé pour détecter et surveiller les conditions d'El Niño au large de la Californie, marées noires dans le golfe du Mexique, et les courants de la mer des Salomon. Les planeurs de pulvérisation sont programmés pour courir le long des transects, plonger et refaire surface à la manière d'une balançoire car leur flottabilité est manipulée par des vessies internes. Tandis qu'à la surface, les planeurs transmettent les données aux chercheurs.
Ohman, Davis, L'ingénieur de développement Jeff Sherman et d'autres ont ajouté un ensemble de capteurs optiques et un système de sonar à Zooglider. Les auteurs ont déclaré avoir choisi Spray comme plate-forme plutôt que d'autres types d'instruments marins en raison de sa capacité à minimiser la consommation d'énergie et à rester dans l'océan pendant des périodes de 50 jours ou plus avec l'ajout de capteurs plus complexes. Aussi, sa conception cause le moins de perturbations aux communautés microscopiques qu'il observe.
"Mark [Ohman] a eu une excellente idée de transporter une caméra très grossie dans la partie supérieure de l'océan sur des planeurs pour observer le zooplancton et Jeff [Sherman] et j'ai passé un bon moment à concevoir la longue focale Zoocam et à la monter sur un planeur Spray pour faire Zooglider, " a déclaré Davis. " Encore plus gratifiant était de voir comment de nouveaux faits sur le comportement du zooplancton ont été déduits de ses données. "
