就像太陽開始凝固一樣，僅僅幾個(gè)月，成百上千的石斑魚聚集在美國東南部，墨西哥灣和加勒比海盆地沿著貨架斷裂的最喜歡的聚會(huì)場所產(chǎn)生 - 幸運(yùn)的是它們是關(guān)于它的聲音，提供他們的生殖行為以及他們最喜歡的交配點(diǎn)的重要數(shù)據(jù)。

來自佛羅里達(dá)大西洋大學(xué)海洋分支海洋學(xué)研究所和維爾京群島大學(xué)海洋與環(huán)境研究中心的科學(xué)家團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一種新型的傳感方法，使用水無人機(jī)或機(jī)器人來監(jiān)聽石斑魚的交配。由FAU海港分公司開發(fā)的傳感器組件和石斑聲學(xué)識別計(jì)算機(jī)算法已經(jīng)安裝在液體機(jī)器人波浪滑翔機(jī)上，這是第一個(gè)現(xiàn)成的同類海洋無人機(jī)。

許多商業(yè)上重要的石斑魚(包括拿騷，華沙，黑色，黃鰭金槍魚和紅色后石斑魚)的產(chǎn)卵季節(jié)每年集中在幾個(gè)月內(nèi)。產(chǎn)卵季節(jié)的集中性和持續(xù)時(shí)間短使得它們特別容易受到重度捕撈的影響，因此許多產(chǎn)卵聚集體在大量產(chǎn)卵中消失或縮小。在這些地點(diǎn)過度捕撈可以顯著減少石斑魚種群，這項(xiàng)研究的結(jié)果有助于為漁業(yè)管理者提供必要的保護(hù)措施。

通過肌肉收縮抵靠其游泳膀胱產(chǎn)生的獨(dú)特聲音來識別每個(gè)石斑魚物種。這些聲音最好描述為打擊鼓上的動(dòng)臂。通常情況下，魚會(huì)在領(lǐng)土防御中或在準(zhǔn)備產(chǎn)卵的雌性求愛期間發(fā)出這些聲音。圖片來源：佛羅里達(dá)大西洋大學(xué)海港分校海洋研究所

“每個(gè)石斑魚物種都是通過肌肉與其游泳膀胱收縮產(chǎn)生的獨(dú)特聲音來識別的，”FAU海港分部副研究員Laurent Cherubin博士說。“這些聲音最好的描述就像跳動(dòng)鼓上的一樣。通常情況下，這些聲音可以在領(lǐng)土防御中或在準(zhǔn)備產(chǎn)卵的女性求愛期間發(fā)出這些聲音。”

新的機(jī)器人傳感技術(shù)正在幫助研究人員采取重要的保護(hù)措施，使數(shù)據(jù)收集比以往更容易，成本更低。購買海港分公司的波浪滑翔機(jī)及其開發(fā)和測試傳感器組件的工程努力得到了海港分支海洋學(xué)研究所基金會(huì)(HBOIF)的慷慨資助。

波浪滑翔機(jī)的表面漂浮物大約10英尺長，有一個(gè)太陽能電池板，手機(jī)和衛(wèi)星通信天線，GPS接收器和一個(gè)監(jiān)測大氣條件如風(fēng)速，濕度和溫度的氣象站?；铏C(jī)可以在最佳條件下記錄1000米距離內(nèi)的聲音，并將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)傳輸?shù)桨渡?。因?yàn)榛铏C(jī)是太陽能供電并且使用波浪能而不是電動(dòng)機(jī)來移動(dòng)，所以它不會(huì)產(chǎn)生太大的噪音，使其對魚類的侵入性最小。它還可以調(diào)查海底的大面積區(qū)域，并可能發(fā)現(xiàn)新的石斑魚產(chǎn)卵場。最近的一次波浪滑翔機(jī)任務(wù)發(fā)生在4月份的美屬維爾京群島，那里的聲音記錄在三個(gè)已知的石斑魚產(chǎn)卵場所周圍。研究人員著手更好地理解發(fā)聲頻率與魚類豐度之間的關(guān)系。使用水下聽音裝置或水聽器，以及一個(gè)特殊的軟件程序來檢測石斑魚發(fā)出的非常明顯的聲音，Cherubin和他的同事們敏銳地聽取了維爾京群島這些地方的生殖活動(dòng)。在白天天氣條件允許的情況下，他們在船上跟隨波浪滑翔機(jī)，而在夜間獨(dú)自鉆探。使用攝像機(jī)和激光卡尺的水下視覺調(diào)查來估計(jì)研究地點(diǎn)魚的密度和長度，并將有助于校準(zhǔn)聲學(xué)數(shù)據(jù)并最終估計(jì)魚的數(shù)量。

由于波滑翔機(jī)實(shí)時(shí)傳輸聲學(xué)數(shù)據(jù)，因此只要在各個(gè)位置檢測到信號，就可以部署潛水員來驗(yàn)證潛在的產(chǎn)卵場?，F(xiàn)場測試該技術(shù)在維爾京群島的應(yīng)用是由國家海洋和大氣管理局(NOAA)的Saltonstall-Kennedy撥款資助的。

“我們只知道大約25%的海洋生物發(fā)出的聲音，”凱魯賓說。“一旦我們創(chuàng)建了這些不同呼叫的庫，我們就可以使用這種技術(shù)來監(jiān)控海洋的健康和生物多樣性。而且，我們的石斑魚聽力滑翔機(jī)是一個(gè)非常好的開始。”