自动驾驶机器人收集水样以创建海洋微生物的快照

来自Mānoa的夏威夷大学(UHMānoa)和蒙特利湾水族馆研究所(MBARI)的科学家将首次部署一支能够收集的小型远程自主水下航行器(LRAUV)。并自动归档海水样本。这些新型机器人将使研究人员能够以前所未有的细节跟踪和研究海洋微生物。

海洋微生物在我们的大气中产生至少50%的氧气，同时去除大量的二氧化碳。它们还构成了海洋食物网的基础，包括支持全球海洋渔业的网络。UHMānoa海洋与地球科学与技术学院(SOEST)的海洋学教授Edward DeLong和David Karl几十年来一直在研究这些微生物。对于这个项目，他们和他们的团队正在与MBARI的工程师合作，测试自适应采样海洋学特征的新方法，例如开阔海洋漩涡，在太平洋上缓慢移动的旋转大量水，这对海洋微生物有很大影响。 。

2018年2月下旬，MBARI工程师与UHMānoa科学家合作完成了三个新LRAUV的建造和测试，并于上周交付了他们在夏威夷水域的首次部署。当LRAUV在海洋中移动时，它们收集有关水温，化学和叶绿素(微观藻类的指示物)的信息，并将这些数据发送给岸上或附近船上的科学家。此外，这些AUV的独特之处在于集成的环境样品处理器(ESP)，这是一个微型机器人实验室，可以收集和保存海上的海水样本，使研究人员能够捕获生物体遗传物质和蛋白质的快照。

MBARI已开发ESP约15年。第一台仪器的大小约为55加仑的鼓。这些最新的ESP，第三代，直径为8到10英寸 - 原始尺寸的十分之一 - 专为安装在LRAUV内部而设计。

ESPARI的ESP项目首席工程师吉姆·伯奇评论说：“当我们第一次谈到将ESP放入AUV时，我心里想，'这种情况永远不会发生。'但现在我真的认为这将通过让我们在海洋中持续存在来改变海洋学 - 这种存在不需要船只，可以在任何天气条件下运行，并且可以保持在相同的水量中随着它漂移开放的海洋。“

凭借其测量能力，LRAUV允许科学家发现，跟踪和采样开阔海洋漩涡，这些漩涡可以超过100公里(62英里)，持续数月。当这些漩涡逆时针旋转时，它们会将水从深处带向表面。这种水通常携带微观藻类(浮游植物)需要存活的营养物质。

“新的LRAUV可以运行超过600英里，并使用他们自己的'眼睛和耳朵'来检测重要的海洋事件，如浮游植物的花朵，”DeLong解释说。“这些新的水下无人机将极大地扩展我们研究偏远地区的范围，并且还将允许我们采样和研究远程卫星成像我们可以看到的海洋事件和特征，即使船只不可用。”

在夏威夷的田间试验期间，远程AUV在水面下巡航。图片由夏威夷大学的Elisha Wood-Charlson提供

施密特海洋研究所(SOI)研究船Falkor号于3月10日前往MBARI新设计的LRAUV进行海洋开放试验。在巡航期间，研究人员将使用卫星数据定位涡流，然后部署LRAUV以测量该特征并收集水样。当机器人返回地面并恢复时，UHMānoa研究人员将从过滤器中提取DNA。这些信息将为涡流的持续时间，稳定性和对海洋系统的影响提供独特的见解;并将改进目前的海洋模式，这对于培养对未来海洋健康的期望至关重要。

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