タイトル：風力駆動型ドローンの艦隊が私たちの海洋理解を変える方法
「風力駆動型ドローンの艦隊が私たちの海洋理解を変える方法」は、セバスチャン・ド・アロウ氏のTEDトークです。この記事では、風力を利用して動くドローンの艦隊がどのように海洋の理解を変えつつあるかについて探求します。この革新的な技術は、海洋研究や環境保護の分野で重要な役割を果たしています。
海洋は地球上の貴重な資源の一つであり、私たちの生態系や気候に大きな影響を与えています。しかし、海洋の広大な領域と複雑な生態系は、研究やモニタリングにおいて多くの課題を抱えています。ここで登場する風力駆動型ドローンの艦隊は、その課題に新たな解決策を提供しています。
風力駆動型ドローンは、風の力を利用して動く革新的な技術です。これらのドローンは、航行中に海洋のデータを収集し、研究者や科学者に貴重な情報を提供します。例えば、海洋温度、塩分濃度、酸素レベルなどのデータをリアルタイムで収集することが可能です。これにより、海洋の生態系の変化や気候変動の影響を詳細に分析することができます。
この技術の利点は、その持続可能性とコスト効率にあります。風力駆動型ドローンは、風の力を利用するため、燃料や電力を必要とせず、環境に優しい選択肢となります。また、複数のドローンを一斉に展開することで、広範囲な海洋領域を効率的にカバーすることができます。
さらに、この技術の応用範囲は広大です。風力駆動型ドローンは、海洋生物のモニタリングや漁業の管理、海洋汚染の監視など、様々な目的に活用されています。これにより、海洋の保全や持続けていきましょう。
風力駆動型ドローンの活用は、海洋保護や持続可能な資源管理において重要な役割を果たしています。例えば、特定の海洋地域の生態系の変化や環境への影響を評価するために、ドローンを使用することができます。これにより、海洋保護の効果的な戦略や政策の策定に役立つ情報を提供することができます。
また、風力駆動型ドローンのデータは、気候変動の研究にも重要な貢献をしています。海洋は地球の気候システムにおいて重要な要素であり、海洋の温度や塩分などのデータは、気候変動のモデリングや予測に不可欠です。ドローンによるリアルタイムのデータ収集は、より正確な気候モデルの作成や、将来の気候変動の影響を評価するための情報を提供します。
さらに、風力駆動型ドローンの活用は、海洋技術の進歩とイノベーションを促進する役割も果たしています。この技術の導入により、新たなデータ収集手法やセンシング技術の開発が進んでいます。また、風力駆動型ドローンの設計や改良に関する研究も進められており、より効率的で信頼性の高いドローンの開発が期待されています。
「風力駆動型ドローンの艦隊が私たちの海洋理解を変える方法」は、海洋研究や環境保護の分野において、新たな展望を開いています。風力を利用した持続可能なドローン技術の導入により、海洋データの収集や分析が効率化され、より正確な情報が得られるようになりました。
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風力発電のドローン群が海洋に対する私たちの理解をどのように変えるのか
私たちは自分たちの惑星よりも他の惑星についてよく知っています。今日は、 私たちが自分たちの惑星についてより深く理解できるように設計された新しいタイプのロボットを紹介したいと思います。 これは、海洋学界では無人水上車両 (USV) として知られるカテゴリーに属します。そして燃料も使いません。代わりに、推進力として風力に依存しています。それでも、一度に数か月かけて地球を一周することができます。そこで、私たちがこれを構築した理由と、それがあなたにとって何を意味するのかを共有したいと思います。
数年前、私は サンフランシスコからハワイまで太平洋を横断する帆船に乗っていました。 私は過去 10 年間、休みなく働き、 何億人ものユーザー向けのビデオ ゲームを開発してきました。 そして、一歩下がって全体像を見て 、必要な思考時間を確保したいと思いました。 私は船のナビゲーターでしたが、ある晩、気象データを分析し 、コースを計画する長いセッションを終えた後、 甲板に上がると、この美しい夕日が見えました。そして、私はある考えを思いつきました。私たちは海について実際にどれだけ知っているのでしょうか? 見渡す限り太平洋が私の周りに広がり、波が私たちのボートを激しく揺さぶっていました。 その計り知れない力を常に思い出させてくれるようなものです。 私たちは海について実際にどれだけ知っているのでしょうか? 私は調べてみることにしました。
私がすぐに学んだのは、私たちはあまり多くのことを知らないということです。 第一の理由は、海洋がいかに広大で、 地球の 70 パーセントをカバーしているかという ことですが、それでも海洋が 地球規模の気象のような複雑な惑星システムを動かし、 私たち全員に日常的に、 時には劇的に影響を与えることがわかっています。 しかし、それらの活動はほとんど私たちの目には見えません。
海洋データはどの基準から見ても不足しています。 陸上に戻ると、私はたくさんのセンサー、 実際には何十億ものセンサーにアクセスすることに慣れていました。 しかし、海上では現場データが不足しており、高価です。 なぜ？それは少数の船とブイに依存しているからです。 この数字がいかに小さいかは、実際には大きな驚きでした。 NOAA として知られる米国海洋大気局は、 船舶を 16 隻しか保有しておらず、世界中の沖合にあるブイは 200 基未満です。その理由は簡単に理解できます。海洋は過酷な場所であり、現場のデータを収集するには、膨大な量の燃料と大勢の乗組員を運ぶことができる、一隻何億ドルもかかる大型船が必要です。 あるいは、大きなブイが長さ 4 マイルのケーブルで海底につながれ 、電車の車輪で重みがかかるため、 配備には危険が伴い、維持費も高くつきます。
衛星はどうなるのでしょうか? 衛星は素晴らしいもので、 過去数十年にわたって私たちに全体像について多くのことを教えてくれました。 しかし、衛星の問題は、海面の 1 ミクロンしか見えないことです。これらの信号は空間的および時間的解像度が比較的低いため、雲量や土地の影響、その他の要因に合わせて信号を補正する必要があります。
それでは、海洋では何が起こっているのでしょうか？ そして、私たちは何を測定しようとしているのでしょうか? そして、ロボットはどのように役立つでしょうか?
海の中の小さな立方体を拡大してみましょう。 私たちが理解したい重要なことの 1 つは地表です。 なぜなら、考えてみれば、地表は すべての空気と海の相互作用の結び目だからです。 これは、すべてのエネルギーとガスが通過する必要があるインターフェースです。 私たちの太陽はエネルギーを放射し、 そのエネルギーは熱として海に吸収され 、その後一部が大気中に放出されます。 CO2 などの大気中のガスは海に溶け込みます。 実際、地球全体の CO2 の約 30 パーセントが吸収されます。 プランクトンや微生物は大気中に酸素を放出する ため、人が呼吸する呼吸はすべて海から来ているほどです。
その熱の一部は蒸発を生成し、雲が発生し 、最終的には降水につながります。 そして、気圧勾配によって表面風が発生し、 大気中の湿気が移動します。 熱の一部は深海に放射され 、さまざまな層に蓄えられます。海は そのすべてのエネルギーを蓄えるある種の惑星規模のボイラーとして機能し、 後にハリケーンなどの短期的な出来事や長期的な出来事で放出される可能性があります。エルニーニョ現象など。これらの層は、熱帯から極地へ熱を輸送する際に重要な垂直湧昇流または水平流によって混ざる可能性があります。もちろん海洋生物もいますが、 微生物から魚、アザラシ、イルカ、クジラなどの海洋哺乳類に至るまで 、地球上で最大の生態系を占めています。
しかし、これらはすべて私たちにはほとんど目に見えません。 これらの海洋変数を大規模に研究する際の課題の 1 つはエネルギーの問題であり、 深海にセンサーを設置するのに必要なエネルギーです。 そしてもちろん、 波動作動装置から 地表ドリフター、 太陽光発電の電気駆動装置に至るまで、多くの解決策が試みられてきましたが、 それぞれに独自の妥協点があります。 私たちのチームの躍進は、風力発電の陸上ヨットでの世界速度記録の追求という、思いがけない源から生まれました。 制御にわずか 3 ワットの電力しか使用せず、世界中で車両を推進できる新しい翼のコンセプトを思いつくまで、10 年の研究開発がかかりました。 一見無制限の自主性を備えています。 この翼のコンセプトを海洋車両に応用することで、 海洋ドローンの起源が生まれました。
さて、これらは見た目よりも大きいです。 それらは高さ約15フィート、長さ23フィート、深さ7フィートです。 それらを表面衛星と考えてください。 それらには、海洋と大気の両方のすべての重要な変数を測定する一連の科学グレードのセンサーが搭載されており 、ライブ衛星リンクはこの高解像度データをリアルタイムで陸上に送信します。私たちのチームは過去数年間、北極から熱帯太平洋に至る、地球上で最も厳しい海洋条件のいくつかでミッションを遂行するために熱心に取り組んできました。私たちは極地の棚氷までずっと航海してきました。私たちは大西洋のハリケーンに向かって航海してきました。ホーン岬を一周しました。 そして私たちはメキシコ湾の石油掘削装置の間をスラロームして移動しました。 これはタフなロボットです。
私たちがプリビロフ諸島周辺で 行った最近の活動を皆さんに共有させてください。これは、米国とロシアの間の冷たいベーリング海の奥深くにある小さな島々のグループです。 現在、ベーリング海はスケトウダラの生息地です。スケトウダラは白身魚で、あまり知られていないかもしれませんが、フィッシュスティックやすり身が好きな人なら一度は味わったことがあるかもしれません。そう、すり身はカニの身のように見えますが、実はスケトウダラです。そして、スケトウダラ漁業は金額と量の両方において国内最大の漁業であり、毎年約 31 億ポンドの魚が捕獲されます。
そこで過去数年間、海洋ドローンの艦隊が スケトウダラの魚資源規模の評価を支援することを目的として、ベーリング海で懸命に活動してきた。 これは、漁業管理に使用される割り当てシステムの改善に役立ち、魚資源の崩壊を防ぎ、この脆弱な生態系を保護するのに役立ちます。現在、ドローンは音響、つまりソナーを利用して漁場を調査しています。これにより音波が下方に送信され、海底や魚群からの音波の反射、エコーによって、水面下で何が起こっているかを知ることができます。実際、当社の海洋ドローンはこの反復的な作業に非常に優れており、ベーリング海を毎日のようにグリッドで監視しています。
現在、プリビロフ諸島はオットセイの大規模なコロニーの本拠地でもあります。 1950 年代には、そのコロニーには約 200 万人が生息していました。 残念なことに、最近では人口が急速に減少しています。 その数は 50% 未満しか残っておらず、 人口は急速に減少し続けています。 そこで、その理由を理解するために、 国立海洋哺乳動物研究所の科学パートナーは、 一部の母アザラシに GPS タグを付け、 毛皮に貼り付けました。 そして、このタグは位置と深さを測定し、 急加速によって作動する非常にクールな小型カメラも備えています。 これは芸術的な才能を持つアザラシが撮影した映画で、水中狩猟について前例のない洞察を与えてくれます。 北極の深部で、このスケトウダラ が捕食される数秒前に捕食されたショット。
さて、北極で仕事をするのは、ロボットにとっても非常に困難です。 彼らは8月の吹雪 と、 乗り物を楽しむ小さなゴマフアザラシの傍観者からの妨害に耐えなければならなかった。
現在、アザラシのタグはシーズン中に 200,000 回以上の潜水を記録しており、 詳しく見ると、 個々のアザラシの足跡と繰り返しの潜水がわかります。 私たちはその採餌場で実際に何が起こっているのかを解読しようとしているところです が、それは非常に美しいものです。ドローンが収集した音響データを重ね合わせると、絵が浮かび上がります。アザラシが島を出て左から右に泳ぐと、約20メートルの比較的浅い深さに潜るのが観察され、ドローンはそこに低カロリーの小型スケトウダラが生息していることを確認した。アザラシはさらに長い距離を泳ぎ、さらに深く潜り始めます。 ドローンが魚と同じように栄養価の高い、より大きく成体のスケトウダラを識別する場所へ 。 残念ながら、この余分な距離を泳ぐために母親アザラシが消費したカロリーでは、 子アザラシに授乳して島に戻すのに十分なエネルギーが残らず、個体数の減少につながっています。さらに、ドローンは島周辺の水温が大幅に上昇していることを確認しました。それがスケトウダラを北へ押し進め、より寒い地域を求めて拡散する原動力の一つかもしれない。したがって、データ分析は進行中ですが、すでにオットセイの謎のパズルのピースの一部が明らかになりつつあることがわかります。
しかし、全体像を振り返ってみると、 私たちも哺乳類です。 そして実際、海は人間一人当たり年間最大20キロの魚を供給しています。 魚資源が枯渇する中、私たち人間は オットセイの物語から何を学べるでしょうか? そして、魚だけでなく、海は 地球規模の気象システムを動かし、私たち全員に日々影響を及ぼしており、 世界の農業生産高などに影響を与えたり、 ハリケーン、猛暑、洪水による人命や財産の壊滅的な破壊につながる可能性があります。 私たちの海洋はほとんど未踏で、サンプリングも不十分ですが、今日でも、私たちは自分たちの惑星よりも他の惑星について多くのことを知っています。
しかし、この広大な海を 6 × 6 度の正方形 ( それぞれの長さは約 400 マイル) に分割すると、 そのような正方形が約 1,000 個得られることになります。 そこで、私たちはパートナーと協力して、少しずつ、 これらのボックスのそれぞれに海洋ドローンを 1 台ずつ配備しています。 惑星のカバー範囲を達成することで、人類に影響を与える 惑星システムについてのより良い洞察が得られることを期待しています 。
私たちはしばらくの間、 太陽系の遠い世界を研究するためにロボットを使用してきました。測定できないものを修正することはできず、未知のものに備えることもできないため、今こそ私たち自身の地球を数値化するときです。
