Un prototipo a due telecamere del sistema di osservazione bentonico su una nave da ricerca nella baia di Monterey. Credito:Chad Kecy © 2017 MBARI
Oltre 90 specie di scorfani vengono catturate commercialmente al largo della costa occidentale degli Stati Uniti, ma alcune specie di acque profonde sono state gravemente colpite dalla pesca eccessiva. Per aiutare queste popolazioni minacciate a riprendersi, gli scienziati della pesca devono sapere quanti pesci ci sono là fuori e quanto sono grandi, in modo che i gestori della pesca possano regolare dove e quanti pesci possono essere catturati ogni anno. Come parte di questo sforzo, MBARI ha recentemente collaborato con The Nature Conservancy, Laboratori marini Moss Landing, e altre organizzazioni per progettare un nuovo sistema di telecamere per il conteggio degli scorfani minacciati al largo della costa occidentale degli Stati Uniti.
Molti degli scorfani minacciati, tra cui merluzzo e scorfano occhi gialli, vivono in fondali rocciosi da 50 a 500 metri sotto la superficie. Nel 2002, il National Marine Fisheries Service degli Stati Uniti ha creato delle aree di conservazione dei pesci scorfani per limitare la pesca commerciale nelle aree in cui vivono questi pesci. Da oltre un decennio, La Nature Conservancy (TNC) ha lavorato con pescatori e autorità di regolamentazione per trovare il modo migliore per determinare il numero e le dimensioni degli scorfani all'interno di queste aree. Queste informazioni sono essenziali per capire come le popolazioni di scorfani hanno risposto alla protezione.
Ogni anno, I ricercatori del servizio di pesca contano i pesci pescandoli, trascinando reti da traino lungo il fondo. Però, le reti a strascico non funzionano bene nelle zone con fondo roccioso dove vivono il merluzzo vacca e l'occhio giallo. Gli scienziati hanno anche provato a utilizzare la pesca con amo e lenza, ma questo è relativamente lento e può coprire solo una parte limitata del fondale marino.
Un nuovo metodo per contare e dimensionare i pesci prevede l'abbassamento dei sistemi di telecamere fino al fondo del mare. TNC sta attualmente utilizzando un sistema di telecamere con due videocamere stereo che ruotano di 360 gradi in un periodo di 10 minuti, ottenendo una vista panoramica. Sfortunatamente, questo sistema è piuttosto pesante e scomodo da spostare da un punto all'altro. Può anche diventare instabile se atterra su terreni accidentati, fondale roccioso. Inoltre, perché le telecamere ruotano relativamente lentamente, il sistema può rilevare solo un numero limitato di siti ogni giorno, il che rende difficile lo studio di ampi tratti di costa.
Cowcod (in alto) e scorfano (in basso) sono due specie sovrasfruttate che trovano rifugio nelle aree di protezione degli scorfani. Attestazione:MBARI
Nel 2016, su sollecitazione della Fondazione David e Lucile Packard, che ha finanziato alcuni dei progetti di pesca di TNC, TNC ha contattato MBARI con l'idea di progettare un nuovo sistema di telecamere innovativo. Ingegnere elettrico Chad Kecy, che in precedenza aveva lavorato su un sistema di telecamere subacquee autonomo chiamato SeeStar, è stata individuata per guidare questo nuovo progetto di ricerca MBARI triennale, iniziata all'inizio del 2017.
Da allora Kecy e altri ingegneri MBARI hanno progettato e costruito un prototipo di sistema di osservazione bentonico, che è stato recentemente testato a Monterey Bay e vicino alle Isole del Canale nel sud della California. Questo sistema può essere abbassato fino in fondo in tempi relativamente brevi. Con un sacco di peso nella parte inferiore e un sacco di galleggiamento nella parte superiore, il nuovo sistema fornisce una piattaforma relativamente stabile anche se atterra su terreni irregolari. Il sistema prototipo utilizza due videocamere ad alta definizione in grado di registrare video stereo in appena un minuto o due, dopodiché il sistema viene sollevato dal fondo e spostato in una nuova posizione.
Il sistema di osservazione bentonico viene calato da una nave su un cavo che fornisce alimentazione alle luci e alle telecamere, e riporta il video in superficie. Una telecamera rivolta verso il basso consente ai ricercatori di vedere dove sta atterrando il sistema e di dirigerlo verso il punto più appropriato. Come ha detto Kecy, "Il nuovo sistema è molto simile a un veicolo telecomandato, ma senza propulsori."
L'ingegnere MBARI Chad Kecy controlla video e dati durante un'implementazione di prova del sistema di osservazione bentonico. Credito:Istituto di ricerca sull'acquario di Monterey Bay
Kecy ha aggiunto, "A questo punto abbiamo condotto quasi 50 immersioni di successo e ottenuto molti buoni video." Il prossimo passo è per Rick Starr, un membro della facoltà di ricerca presso i Moss Landing Marine Laboratories, per estrarre fotogrammi dal video e utilizzare un software speciale per unire queste immagini insieme per creare immagini stereo. Il video verrà utilizzato per identificare e contare i pesci mentre le immagini stereo verranno utilizzate per determinare le dimensioni di questi pesci.
Nel 2018 il team di ricerca costruirà un sistema più avanzato che utilizza otto telecamere (quattro coppie stereo) per fornire viste stereo a 360 gradi del fondale marino. Questo sistema avrà anche controlli della telecamera più sofisticati e un cavo più robusto che consentirà ai ricercatori di registrare e archiviare video a bordo della nave anziché all'interno del lander. Se tutto va bene, il sistema risultante sarà testato in mare nell'autunno 2018 insieme alle indagini con reti a strascico del servizio pesca.
Durante il terzo anno del progetto, dopo l'approvazione del progetto definitivo, Gli ingegneri MBARI intendono passare il progetto a un'organizzazione senza scopo di lucro, Ricerca ed esplorazione applicata marina (MARE), che ha le competenze tecniche per far funzionare e mantenere il sistema e per condurre indagini sugli scorfani da barche su e giù per la costa della California.
Il sistema di osservazione bentonico è solo l'ultimo esempio della ricerca MBARI che aiuta altre organizzazioni ad affrontare importanti questioni di conservazione e gestione nell'oceano. Secondo Mary Gleason, scienziato capo presso TNC, "Questo progetto rappresenta un'importante collaborazione tra le ONG [organizzazioni non governative], pescatori, ricercatori, ingegneri, e gestori della pesca per sviluppare una tecnologia che potrebbe colmare una lacuna chiave nella nostra comprensione di importanti attività di pesca e degli habitat da cui dipendono".
Questa illustrazione mostra i principali componenti proposti per il sistema di osservazione bentonico a 8 telecamere, da costruire nel 2018. Credito:Chad Kecy © 2017 MBARI