Comment Project Ceti utilise des drones pour étiqueter les spermatozoïdes

Les chercheurs de la Cetacean Translation Initiative, également connu sous le nom de Project CETI, ont travaillé depuis 2020 pour utiliser la robotique et l’intelligence artificielle pour retrouver les spermatozoïdes et recueillir des informations humain à leur sujet. Finalement, l’organisation espère décoder la voix des spermatozoïdes.

Précédemment, Le rapport robot a couvert comment Project Ceti développe son inspiré biologiquement Étiquettes d’aspirationet comment il s’est développé spécial Cadres d’IA pour déterminer où les spermatozoïdes feront surface. Ses efforts mérité C’est un prix RBR50 Robotics Innovation 2025. L’équipe a donné un aperçu plus profond des drones qu’il utilise pour placer des étiquettes sur les baleines.

Une fois appliquée à une baleine, les étiquettes du projet CETI collectent la bioacoustique, la fréquence cardiaque, la profondeur de plongée et l’orientation corporelle. Sans robotique, les chercheurs peuvent appliquer les étiquettes en approchant une baleine d’un bateau, puis en utilisant un long poteau d’extension pour placer l’étiquette. Il s’agit d’une méthode logistique et plus affirmée qui nécessite des compétences et une précision.

Maintenant, Project Ceti utilise des drones de course à la première personne (FPV). Le équipe Les modifiés afin qu’ils puissent résister à une exposition à l’eau de mer et les équiper d’une interface personnalisée, leur permettant de libérer la balise lorsqu’elle est appliquée au dos de la baleine.

«Cette classe de drone était un choix naturel car il est basé sur une plate-forme matérielle / logicielle open source», a déclaré Robert J. Wood, le responsable de la robotique au projet CETI, a déclaré Le rapport robot. « Il y a un pouvoir et une charge utile adéquats pour transporter l’étiquette. La plate-forme était destinée à être très maniable – par opposition à des drones plus stables pour la vidéographie, par exemple – et ils sont relativement peu coûteux. »

Wood est également professeur d’ingénierie et de sciences appliquées à l’Université Harvard et d’explorateur National Geographic.

Le marquage des baleines se résume à un timing parfait

Les spermatozoïdes peuvent plonger profondément et rester sous l’eau pendant environ 45 minutes, et ils pourraient être à la surface pendant seulement huit à 10 minutes. Project Ceti doit étiqueter les baleines pendant cette petite fenêtre de temps. L’équipe a décidé d’utiliser une aérienne drones En raison de leur vitesse.

« Le temps où les baleines sont à la surface sont une fenêtre très courte, et comme les drones aquatiques seraient beaucoup plus lents que les drones aériens, cela nécessiterait une connaissance avancée où et quand les baleines feront surface », a déclaré Wood. «Cette prédiction est un domaine de recherche actif – par mon collaborateur du CETI, Stephanie Gil – cela pourrait donc devenir une approche viable à l’avenir.»

« Quoi qu’il en soit, les drones aériens sont bon marché et faciles à utiliser, donc j’imagine que notre approche actuelle avec des drones aériens se poursuivra dans un avenir prévisible », a-t-il ajouté. « Cela dit, nous sommes également intéressés à développer des drones de surface qui abriteront des réseaux d’hydrophone pour écouter pour faire surface des baleines et alimenter ces données dans des algorithmes de prédiction pour où ils apparaîtront. »

Les drones du projet CETI sont actuellement contrôlés à distance par des opérateurs qualifiés. Pendant les tests, le temps de déploiement a été, en moyenne, environ 1 minute et 15 secondes.

« À ce stade, la plupart des échecs sont tout simplement erronés », a déclaré Wood. «Il est très difficile de chronométrer l’approche par rapport au mouvement de la baleine et des vagues. Notre pilote est excellent, mais cette manœuvre finale est certainement l’une des parties les plus difficiles.»

Project CETI modernise les drones pour les conditions océaniques

La plupart des drones standard ne sont pas préparés à gérer les conditions difficiles auxquelles le projet à laquelle CETI est confronté en mer. Pour rendre les drones moins sensibles aux dégâts d’eau, l’équipe a développé une méthode pour protéger les composants électroniques contre les éclaboussures ou l’immersion complète dans l’eau.

« Les changements les plus importants concernaient l’étanchéité, mais sans détériorer les performances du véhicule », a déclaré Wood. « Ce n’est pas trop délicat pour la plupart des composants statiques – nous avons un processus par lequel nous pouvons utiliser un système de disposition chimique de vapeur pour enrober tous les composants électriques hermétiquement avec un film plastique mince. Et nous ajoutons de la flottaison en cas d’atterrissage sur l’eau. »

« Les parties les plus délicates sont les moteurs car nous ne pouvons pas enrober ceux de la même manière que les composants statiques, nous devons donc utiliser de la graisse spéciale. La maintenance sur le terrain est extrêmement importante pour maintenir notre flotte en état de marche », a-t-il expliqué.

En plus de l’étanchéité, l’équipe a installé des mesures de sécurité pour s’assurer que le drone ne blesse pas la baleine pendant le marquage. Project CETI a installé des gardes personnalisés imprimés en 3D autour de chaque extrémité ARM pour protéger la baleine des hélices rotatives du drone.

Project Ceti a également dû se préparer à des moments où un drone pourrait tomber dans l’eau et couler. Pour contrer cela, l’équipe a rendu le drone plus dynamique afin qu’il flottait à la surface, ce qui facilite la récupération.

Leçons tirées des tests et les prochaines étapes pour Project Ceti

Depuis l’utilisation des drones, Project Ceti a connu un taux de réussite de déploiement plus élevé, supérieur à 55%. Cette méthode est également moins invasive que celle manuelle, car elle ne nécessite pas que l’équipe s’approche des baleines sur un bateau.

« Nos plus grandes leçons ont été doubles: premièrement, tout est beaucoup plus difficile sur le terrain que dans le laboratoire », a déclaré Wood. «C’est probablement évident, mais c’est l’une des applications de robotique sur le terrain les plus difficiles que je puisse imaginer, donc tout ce qui peut mal tourner va mal, et donc la préparation est aussi importante que nos conceptions de robot et de contrôleur.»

« Deuxièmement, ces animaux sont imprévisibles, et donc toute rencontre avec eux est précieuse », a-t-il poursuivi. «Nous avons appris à avoir la plus grande appréciation pour toute chance que nous arrivons à interagir avec eux… non seulement à sauter sur une chance de les étudier, mais à le faire de manière respectueuse et douce.»

Dans l’attente, Wood a déclaré que Project Ceti souhaite automatiser complètement le processus de marquage.

« (L’automatisation du processus de marquage) est notre orientation actuelle. N’utilisant pas strictement les méthodes ML (apprentissage automatique) car nous voulons être plus prudents, et les méthodes de contrôle basées sur la ML auraient inévitablement beaucoup d’échecs qui pourraient risquer le drone ou même un impact sur la baleine de manière moins fluide », a-t-il déclaré.

« Nous approchons donc de cela d’une approche plus conservatrice des contrôles classiques », a noté Wood. «Cela commence d’abord par un système de vision développé par nos collaborateurs du MIT qui identifie les baleines, leur taille, leur orientation, etc., et crée une cible pour savoir où placer la balise en toute sécurité. Le reste du processus implique un système de contrôle plus typique qui manœuvre le drone à l’emplacement cible avant de libérer la balise.»