Сравнивайте с английским: нажмите на абзац — оригинал откроется в окне. Кнопка EN под абзацем показывает его прямо в тексте.
Содержание
Введение
ecoSCOPE — это оптическая сенсорная система, устанавливаемая на небольшом дистанционно управляемом аппарате (ROV) или оптоволоконном кабеле, для изучения поведения и микрораспределения мелких организмов в океане.
The ecoSCOPE is an optical sensor system, deployed from a small remotely operated vehicle (ROV) or fibre optic cable, to investigate behavior and microdistribution of small organisms in the ocean.
Развертывание
Хотя ROV может быть очень маленьким и тихим, невозможно приблизиться к кормящейся сельди ближе, чем на 40 см. ecoSCOPE позволяет наблюдать за кормящейся сельдью с расстояния всего 4 см. С расстояния 40 см добыча сельди (копеподы), находящаяся перед ней, невидима из-за преломления света фитопланктоном и микрочастицами в высокопродуктивных водах, где обитает сельдь. При использовании ecoSCOPE хищники освещаются естественным светом, а добыча – световой плоскостью, проецируемой через второй эндоскоп от стробирующих светодиодов (2 мс, 100% относительная интенсивность при 700 нм, 53% при 690 нм, 22% при 680 нм, 4% при 660 нм, 0% при 642 нм). Для имитации длинного тонкого рыла иглобрюха, проникающего в зону безопасности настороженной сельди, используется эндоскоп с диаметром кончика 11 мм. Эндоскоп замаскирован для уменьшения контраста яркости на фоне: верхняя часть черная, боковые – серебристые. Кроме того, передняя часть ROV покрыта зеркалом, отражающим световой градиент, имитирующий естественную картину, что делает корпус прибора практически невидимым для животных. Второй датчик позволяет получать изображения других копепод, фитопланктона и частиц при очень высоком увеличении. Еще одним преимуществом этих небольших "оптических зондов" является минимальное возмущение течения в измеряемом объеме, что позволяет проводить менее нарушенные исследования микротурбулентности и сдвига. Дополнительное видео можно посмотреть в статье об атлантической сельди. ecoSCOPE также использовался для измерения динамики частиц в загрязненной эстуарии: см. изображение на странице Particle (экология), а также в качестве системы подводного экологического мониторинга, использующей ориентационные способности молодых угрей.
Although an ROV may be very small and quiet, it is impossible to approach feeding herring closer than 40 cm. The ecoSCOPE allows observation of feeding herring from a distance of only 4 cm. From 40 cm, the herrings' prey (copepods) in front of the herring are invisible due to the deflection of light by phytoplankton and microparticles in highly productive waters where herring live. With the ecoSCOPE, the predators are illuminated by natural light, the prey by a light sheet, projected via a second endoscope from strobed LEDs (2 ms, 100% relative intensity at 700 nm, 53% at 690 nm, 22% at 680 nm, 4% at 660 nm, 0% at 642 nm). By imitating the long, thin snout of the garfish protruding into the security sphere of the alert herrings, an endoscope with a tip diameter of 11 mm is used. The endoscope is camouflaged to reduce the brightness contrast against the background: the top is black and the sides are silvery. Additionally, the front of the ROV is covered by a mirror, reflecting a light gradient resembling the natural scene and making the instrument body virtually invisible to the animals. A second sensor images other copepods, phytoplankton and particles at very high magnification. Another advantage of these small "optical probes" is the minimal disruption of the current field in the measuring volume, allowing for less disturbed surveys of microturbulence and shear. Another video can be seen in the article for Atlantic herring. An ecoSCOPE was also deployed to measure the dynamics of particles in a polluted estuary: see image on Particle (ecology), another as an underwater environmental monitoring system, utilizing the orientation capacity of juvenile glasseel.
Технические характеристики
ecoSCOPE – это продукт новой инициативы "Океан онлайн биосенсоров": синтез ИТ-сенсорики и сенсорных способностей морских организмов. На изображении справа показан центральный блок. Во всех четырех углах расположены небольшие входы, через которые поступает вода из разных источников (в данном случае, реки и ручьи в Нью-Джерси). Она протекает через небольшой лабиринт и смешивается в центральной камере. Затем выходит через небольшую трубку посередине. Молодые угри (глассеи) мигрируют через эту трубку, следуя за течением. В середине находится вход для угрей. Они оценивают различные качества воды и мигрируют к углу, где покидают систему. Многие ученые полагают, что у угрей развито самое острое обоняние на планете. Они способны ощущать концентрации в 19 триллионов частиц. Это эквивалентно концентрации одного стакана алкоголя во всех Великих озерах Америки. Для угрей сенсорные впечатления, вероятно, столь же разнообразны, как цвета, видимые для нас. Система погружена в воду, а цифровая камера наблюдает за выходами. Программное обеспечение dynIMAGE отслеживает частоту выбора каждого выхода. Тысячи молодых угрей проходят через систему ежедневно. Три выхода в левом нижнем углу принимают воду из загрязненных источников (один из них – резервуар питьевой воды). Системы EcoSCOPE уже используются для отслеживания загрязнения воды и его влияния на поведение рыб и планктона в Европе и Соединенных Штатах. В будущем планируется непрерывно развертывать ecoSCOPE в режиме онлайн в рамках проекта LEO Projekt у берегов Нью-Йорка, обеспечив публичный доступ к данным. Также проводились испытания с водой различного качества, пригодной для питья, и с растворами, полученными из образцов тканей разных видов рыб.
The ecoSCOPE is a product of the new initiative of "Ocean Online Biosensors": a synthesis of IT sensoric and the sensing capability of ocean organisms. Depicted in the image on the right is the central unit. On all four corners are small entrances, through which water from different sources enters (in this case, rivers and creeks in New Jersey). It flows through a small labyrinth and mixes in the central chamber. It exits through a small tube in the middle. The glasseels migrate through this small tube heading into the current. In the middle is the entrance for the eels. They test the different water qualities and migrate toward the corner, where they exit. It is the opinion of many scientists that eels have developed the finest nose on the planet. They can sense concentrations of one part in 19 trillion. This is the same concentration as one glass of alcohol in the waters of all America's Great Lakes. For the eels the sensory impressions are probably as diverse as the colors visible for us. The system is submerged, and a digital camera observes the exits. The dynIMAGE software monitors the frequency of decisions per exit. Many thousand of glasseels pass through the system on a single day. The three exits in the left lower corner carry water from polluted sources (one is a drinking water reservoir). EcoSCOPE systems have already been tracking water pollution and its effect on fish and plankton behavior in Europe and the United States). For the future it is anticipated to deploy ecoSCOPEs continuously online, within the project LEO Projekt off New York City, visible for the public. Tests have also been performed with different qualities of drinking water and with solutions of runoff juice from different samples of fish.