Η Nortek Nucleus υποστηρίζει το έργο φωτογραμμετρίας κοραλλιογενών υφάλων

© Πιμ Μπόνγκερτς

Σε μια συνεργασία μεταξύ του Νορβηγικού Πανεπιστημίου Επιστήμης και Τεχνολογίας (NTNU), του Πανεπιστημίου του Σίδνεϊ, της Ακαδημίας Επιστημών της Καλιφόρνια (CalAcademy), της Oceanly, του Πανεπιστημίου της Δυτικής Αυστραλίας και του Πανεπιστημίου του Ώκλαντ, με την υποστήριξη της Inkfish, το Seeker AUV του Πανεπιστημίου του Σίδνεϊ, εξοπλισμένο με ένα Nortek Nucleus 1000, συνεργάστηκε με δύτες για να δημιουργήσει έναν τρισδιάστατο χάρτη ενός κοραλλιογενούς υφάλου στα ανοικτά των ακτών των Τόνγκα.

Ερευνητές από το NTNU, το Πανεπιστήμιο του Σίδνεϊ και την CalAcademy συνεργάζονται για να διερευνήσουν πώς οι μεσοφωτικοί ύφαλοι (κοραλλιογενείς ύφαλοι χαμηλού φωτισμού σε νερά μεσαίου βάθους) υποστηρίζουν τη γενετική ποικιλομορφία των κοραλλιών, τα οποία απειλούνται ολοένα και περισσότερο από την κλιματική αλλαγή.

«Οι ρηχοί ύφαλοι είναι πιο ευάλωτοι στην κλιματική αλλαγή», εξηγεί ο Δρ. Τζάκσον Σιλντς, ερευνητής στο Αυστραλιανό Κέντρο Ρομποτικής (ACFR) του Πανεπιστημίου του Σίδνεϊ. «Υπάρχουν θεωρίες ότι οι βαθύτεροι ύφαλοι μπορούν να λειτουργήσουν ως καταφύγια για αυτά τα κοράλλια. Όταν οι ρηχοί ύφαλοι πεθαίνουν, μπορούν να ξαναφυτευτούν με κοράλλια από βαθύτερα οικοσυστήματα».

Στο πλαίσιο της αποστολής Inkfish Coastal Seas, η ερευνητική ομάδα ταξίδεψε στην Τόνγκα το φθινόπωρο του 2024 για να πραγματοποιήσει μια φωτογραμμετρική αξιολόγηση των υφάλων στην περιοχή Hapai, δημιουργώντας ουσιαστικά έναν τρισδιάστατο χάρτη των υφάλων, ο οποίος θα χρησιμοποιηθεί για τη γεωαναφορά των συλλεγμένων δειγμάτων κοραλλιών.

Ωστόσο, οι μεσοφωτικοί ύφαλοι ιστορικά δεν έχουν μελετηθεί επαρκώς, εν μέρει επειδή είναι δύσκολο να προσπελαστούν από τους δύτες λόγω των μεγαλύτερων βάθους τους. Επιπλέον, οι δύτες μπορούσαν να καλύψουν μόνο ένα συγκεκριμένο μέρος του εδάφους κατά τη διάρκεια μιας κατάδυσης. Ως εκ τούτου, η ομάδα επέλεξε να χρησιμοποιήσει δύο Seeker AUV που αναπτύχθηκαν από το ACFR, εξοπλισμένα με αισθητήρες πλοήγησης Nortek Nucleus 1000, για να βοηθήσουν στη συλλογή δεδομένων φωτογραμμετρίας.

Το Seeker AUV της ACFR είναι ένα ελαφρύ AUV σχεδιασμένο να είναι οικονομικά αποδοτικό και εύκολα αναπτυσσόμενο. Είναι εξοπλισμένο με μια στερεοφωνική κάμερα 8MP, την οποία χρησιμοποιούσε για τη συλλογή εικόνων από πλαγιές υφάλων σε βάθη από 5 έως 75 μέτρα.

Η ομάδα χρησιμοποίησε δύο από αυτά τα AUV Seeker, συλλέγοντας δεδομένα σε μια συνολική έκταση 8.000 τετραγωνικών μέτρων για μία έως δύο ημέρες σε κάθε τοποθεσία, περίπου 20 φορές μεγαλύτερη από αυτήν που θα μπορούσε να καλύψει ένας δύτης. Τα οχήματα ταξίδευαν σε σταθερό υψόμετρο 2 μέτρων πάνω από τον ύφαλο, ενώ παράλληλα κινούνταν κατά μήκος της στενά διαχωρισμένης διαδρομής τους, διασχίζοντας πάνω από 8 χιλιόμετρα με ακριβή πλοήγηση.

Ενώ τα AUV συγκέντρωσαν δεδομένα φωτογραμμετρίας μεγάλης κλίμακας, δύτες από την CalAcademy έλαβαν διαγράμματα φωτογραμμετρίας κοντινής εμβέλειας και συνέλεξαν δείγματα κοραλλιών από κάθε περιοχή.

Τα AUV Seeker χρησιμοποίησαν έναν συνδυασμό USBL και του αισθητήρα Nucleus 1000 για πλοήγηση. Το Nucleus έχει σχεδιαστεί για χρήση σε μικρά AUV όπως αυτό και παρέχει πληροφορίες DVL, διαθέτει μια καθορισμένη δέσμη υψομέτρου, έναν αισθητήρα πίεσης και ένα προ-συγχρονισμένο AHRS.

Σε αυτήν την περίπτωση, η ομάδα ACFR συγχωνεύει τις ροές δεδομένων από το Nucleus στο φίλτρο Kalman για την πλοήγηση του οχήματος. Αυτά τα δεδομένα, σε συνδυασμό με δεδομένα από το USBL, διατήρησαν το όχημα σε τροχιά κατά τη χαρτογράφηση της περιοχής.

Ο Shields αναφέρει επίσης ότι το συμπαγές μέγεθος και η εύκολη ενσωμάτωση του Nucleus έχουν ωφελήσει τα AUV. Η ύπαρξη μιας αξιόπιστης λύσης πλοήγησης, ακόμη και σε ένα τόσο συμπαγές όχημα, είναι ζωτικής σημασίας για την επιτυχία έργων όπως αυτά.

Οι μεσοφωτικοί ύφαλοι υποστηρίζουν μια πληθώρα ειδών και αποτελούν κρίσιμα οικοσυστήματα για την ανθεκτικότητα των υφάλων. Σύμφωνα με τον Shields, η αποστολή Inkfish Coastal Seas είχε ως στόχο να χαρακτηρίσει το φυσικό περιβάλλον, τη βιοποικιλότητα και την οικολογία αυτών των μεσοφωτικών υφάλων και την επιρροή τους στα ρηχά συστήματα υφάλων.

Ο Shields λέει επίσης ότι υπάρχει η δυνατότητα στο μέλλον οχήματα σαν κι αυτά να συνεχίσουν να ερευνούν οικοσυστήματα σαν κι αυτά.

Η συνέχιση της εξερεύνησης και της καλύτερης κατανόησης σημαντικών υποθαλάσσιων οικοσυστημάτων όπως αυτά θα βασιστεί στη σύγχρονη υποθαλάσσια τεχνολογία, συμπεριλαμβανομένων των εύκολα αναπτυσσόμενων AUV με αξιόπιστους αισθητήρες πλοήγησης.