革新的な水中技術が港湾の研究と保全を変革

アシュリー・タウンズ著、ワシントンSEAグラント・キーストーン・フェロー

博物館を歩いていると、突然、水生生物があふれる広大な水中世界を描いた絵画の前に立っていることに気づくことを想像してください。 筆運びと色を研究すると、心の目で細部が埋められ始め、豊かで立体的な体験が生まれます。 同様に、360 度カメラや小型水中遠隔操作探査機 (ROV) を使えば、私たちを深海に連れて行き、自然の生息地で海洋生物を観察することができます。 広角レンズと高度なテクノロジーを備えたこれらのツールは、あらゆる細部を捉え、私たちを新しい世界に連れて行ってくれる没入型の水中体験を提供し、息をのむような畏敬の念を抱かせる景色を与えてくれます。

これらの革新的なツールは、港とパートナーが海洋環境を研究し、炭素排出を削減し、地域の生息地を保護する方法を変えています。 このテクノロジーが港の研究と保全にどのような変化をもたらしているかを学びましょう。

深海のダイビングは、探検家や科学者にとって常に興味深いものでした。 ただし、これには課題がないわけではありません。 そこで、小型水中遠隔操作探査機（ROV）の登場です。1980 年代に市場に導入されたこれらの水中機械は、その誕生以来、大きな進歩を遂げてきました。 その設計は、水生環境の調査と監視のための包括的でコスト効率の高いソリューションを提供するように進化しました。

小型ROVとは何ですか? これらは遠隔制御のロボット システムであり、地上のオペレーターが非侵襲的な方法で水中世界を探索、観察、研究できるようになります。 これらの小型 ROV にはカメラ、照明、その他の科学機器が装備されており、研究者は海洋生物や水中生息地の高品質の画像やビデオ映像を撮影できます。 さらに、これらの機器はユーザーのニーズに応じて交換できます。

しかし、小型ROVは科学者や研究者だけのものではありません。 誰でも水中世界観光に使えます！ これらの小型 ROV には、1 人で操作できる手持ち式ユニットから、オペレーターのチームが必要な大型車両まで、さまざまなサイズがあります。 これらの小型水中ROVの可能性は無限です。

360 度カメラはあらゆる角度から画像やビデオをキャプチャし、シームレスなパノラマ画像やビデオを作成し、1 つのまとまりのある静止画やクリップを作成します。 その結果、コンピューター、モバイル デバイス、または仮想現実ヘッドセットで楽しめるインタラクティブな視聴体験が実現します。 海洋調査や生息地の評価に 360 度カメラを使用するのは比較的新しいアイデアですが、観察研究やデータ収集の向上に大きな期待が寄せられています。 ケルプの森全体や、ある生息地から別の生息地へ移動する魚の群れを、1 つのまとまった静止画またはクリップで撮影できることを想像してみてください。 360 度カメラを使用すると、研究者はこれまでよりも包括的かつ没入型の方法で海洋生物を研究できます。

360 度カメラと小型 ROV を組み合わせると、水生調査や監視を目的とした高品質の画像やビデオを作成できる可能性があります。 これは、水中で移動する種を監視し、生息地の状態を評価する場合に特に役立ちます。 画像やビデオの撮影に加えて、360 度カメラや小型 ROV には、水質やその他の環境要因を測定するセンサーを装備することもできます。 このデータは、環境の変化を監視し、エコシステムに対する潜在的な脅威を特定するために使用できます。

シアトル港は、沿岸環境をより深く理解するためにいくつかの研究活動に取り組んでいます。 ケルプの森は、さまざまな魚、鳥、海洋哺乳類に栄養、避難所、保護区を提供します。 また、大気中の炭素を積極的に吸収し、海洋酸性化の有害な影響から保護する可能性があります。 2022 年、シアトル港とシアトル水族館は協力して、エリオット湾のウォーターフロントとシアトル港の東水路と西水路に沿って並ぶ都市ブルコンブ (Nereocystis luetkeana) の層の分布を地図化、監視、把握しました。 研究の目標には次のようなものがあります。

シアトル水族館は、小型 ROV の最先端技術を使用して、ブルケルプの分布と状態、さらにそれらと一緒に繁栄する下層および藻類群落に関するデータを収集しています。 水族館の ROV である「Nereo」は、高度なセンサーとカメラを備えており、ゲーム コントローラーを使用して操作されます。 この技術で撮影された映像は、人工知能 (AI) を使用して魚や昆布ガニなどの水生種を識別し、昆布の密度をカウントします。

2022 年の冬、シアトル港とシアトル水族館は協力して、水族館の ROV の最新バージョンを構築しました。 私は港湾職員のマイク・デソータ氏とランディ・エドワーズ氏、水族館研究者のザカリー・ランドール氏とミーガン・ウィリアムズ氏と協力して、ブルコンブの分布、健康状態、成長に関するデータを取得するカスタマイズされたROVを構築しました。

港のデュワミッシュ リバー ピープル パーク (DRPP) には、14 エーカーを超える復元された河口生息地と 3,000 フィートの海岸線があります。 2022 年の夏に完成したこの公園は、デュワミッシュ川沿いの湿地面積が 40% 増加したという驚くべきものであり、港の「緩和堤防」システムの最初の実際のテストとなります。

シアトル港は今後10年間、ファイク網方式による魚類調査を実施する。 ファイクネットは、魚を罠に誘導する一連の円筒形の網で構成される漁具の一種です。 この伝統的な魚類サンプリング手法では、サケ科魚類 (サケ、マス、淡水白身魚を含む) やその他の回遊魚の存在に関するデータが収集されます。 2022～2023 年のワシントン シー グラント キーストーン フェローシップ プログラムの一環として、私は古典的な魚のサンプリング技術と最先端のテクノロジーを融合した新しいアプローチを開発しています。 360 度カメラと ROV の助けを借りて、復元された場所とその周囲の魚の移動パターンと生息地の利用を記録するこのアプローチの可能性を実証したいと考えています。

このプロジェクトは、360度水中カメラと小型ROVを使用して稚魚の個体数を調査することにより、河川復旧現場における調査手法の有効性と有用性を検証することを目的としています。 パイロットプロジェクトでは、FIFISH V6 ROV と Insta360 X3 360 度カメラが使用されます。 これまでこれらの方法を直接比較した研究はなく、このパイロットプロジェクトは魚類モニタリングのベストプラクティスについて洞察を得るユニークな機会となっています。 このプロジェクトで収集された魚類調査映像は、仮想現実（VR）教育体験にも活用できる可能性があります。

この研究は魚類生態学の分野に貢献するだけでなく、DRPP やドゥワミッシュ川沿いのその他の港湾修復現場での生息地の修復に貴重なデータを提供するでしょう。 稚魚の個体群がこれらの復元された生息地をどのように利用し、どのように反応しているかを理解することで、将来的に効果的な復元プロジェクトをより適切に設計し、実施できるようになります。 さらに、魚類調査の映像を仮想現実 (VR) 教育体験に使用できる可能性も刺激的です。 これは、魚類生態学者や一般の人々に、自然の生息地の保存と回復の重要性を教育するための新しくて魅力的な方法を提供します。 魚の生態学の未来は明るく、他にもどのような革新的な技術や手法が登場するか楽しみです。