Projekt pod nazivom Globalna knjižnica podvodnog biološkog zvuka nastoji uspostaviti biblioteku vrijednih referentnih podataka za niz morskih aplikacija.
Oceani su bučna mjesta, ali znanstvenici nisu uvijek sigurni što uzrokuje buku. Zato se grupa znanstvenika udružila kako bi napravili GLUBS ili Globalnu biblioteku podvodnog biološkog zvuka. Njegova geneza nastala je tijekom Međunarodni eksperiment tihog oceana— projekt koji je imao za cilj koordinirati korištenje svjetske mreže nevojnih hidrofona za slušanje onoga što se događa pod vodom. Iako GLUBS, u svom potpuno realiziranom obliku, još ne postoji, tim istraživača radi na uspostavljanju temelja na kojima bi se mogao izgraditi.
Pasivno akustično praćenje—ostavljanje hidrofona da radi u vodi—omogućuje istraživačima da uče o životu u oceanima kroz složenu orkestraciju zvukova koje čuju.
“Možete čuti kišu kako pada, valove koji se lome, vulkane na morskom dnu ili potrese, buku brodova ili koćarica koje vuku mreže duž morskog dna. I naravno da čujete same životinje”, kaže
Jesse Ausubel, istraživač okoliša na Sveučilištu Rockefeller i direktor IQOE-a. “Zvuk je stvarno moćan u vodi. Dobro putuje dok svjetlo ne. Dakle, zvuk je stvarno važan dio životnog stila mnogih oblika morskog života.”U proljeće 2020., zbog COVID-a, dostava je opala u cijelom svijetu. Aktivnosti bušenja i seizmička ispitivanja u potrazi za naftom i plinom ispod morskog dna su se smanjile. Razdoblje je istraživačima pružilo vrijednu priliku da nauče o raznolikosti, rasprostranjenosti i obilju morskog života jednostavno slušajući koraljni greben ili šumu algi.
[Povezano: Zvukovi riba govore nam o podvodnim grebenima—ali potrebna nam je bolja tehnologija da bismo stvarno slušali]
Kao dio IQOE, Aran Mooney, znanstvenik s oceanografskog instituta Woods Hole, vodio je radnu skupinu za istraživanje akustičke studije povezane s žarišnim točkama bioraznolikosti. Ali istraživači u ovoj skupini ubrzo su shvatili da im je potrebna referentna knjižnica kako bi pasivna akustika postala koristan alat. "Nije važno radi li se o otiscima prstiju ili mrežnici, prepoznavanju glasa ili fotografijama, uvijek morate nešto usporediti s nečim drugim", kaže Ausubel.
Mooney je, zajedno s bioakustičarom Milesom Parsonom s Australskog instituta za znanost o moru, potražio više od desetak drugih istraživača diljem svijeta i sakupio poziv ove veljače za stvaranje globalne knjižnice zvuka, koju su nazvali GLUBS. "To je neka vrsta trenutka Noine arke", kaže Ausubel. “Ljudi morževi možda su skupljali zvukove morževa, a ljudi dupina možda su skupljali zvukove dupina. Tako da tu i tamo ljudi imaju pokoju akustičnu knjigu, ali nitko nije napravio knjižnicu.”
Laela Sayigh, istraživačica s Oceanografskog instituta Woods Hole, uključena je kad je grupa počela sastavljati postojeće morske baze podataka. Sayigh upravlja Watkinsova baza podataka o morskim sisavcima u suradnji s New Bedford Whaling Museum u Massachusettsu.
"GLUBS je golem timski trud koji je izrastao iz ove sve veće uključenosti pasivnog akustičkog praćenja u studijama biologije", kaže ona. “To sigurno nije prvi put da se tako nešto predlaže. Ali ovo je prvi put da je predloženo na globalnoj razini.”
Potencijalne znanstvene upotrebe GLUBS-a (nakon što se izgradi) su ogromne. Posjedovanje baze podataka zvuka koja obuhvaća sve vrste omogućilo bi istraživačima da detaljno proučavaju ponašanja i prate kako se mijenjaju tijekom vremena. Mogu pogledati migracijske rute, korištenje staništa i biološki odgovori na ljudske aktivnosti ili klimatske promjene. Na primjer, pasivna akustična snimanja već su korištena kao način da se pratiti utjecaje cvjetanja algi.
[Povezano: Ovi slobodno plutajući roboti mogu pratiti zdravlje naših oceana]
Želim vidjeti neke #riba proizvoditi zvukove? Pogledajte ove alewife koje je snimio jedan od naših suradnika Fishsoundsa, @RodneyAlanRoun1. Saznajte više o njima i više na https://t.co/V1b3wdFZWy! pic.twitter.com/PfZSYjQMhO
— FishSounds (@fishsoundsweb) 5. ožujka 2022
Opsežna zvučna biblioteka također bi mogla pomoći upraviteljima resursima da shvate jesu li određena područja posebna za ribe i druga morska stvorenja. “Mnoge ribe, kao i morski sisavci, proizvode zvukove kada se mrijeste. Mnogo životinja se javlja za hranjenje,” primjećuje Sayigh. "To su zvukovi koji vam pomažu identificirati područja koja su kritična za hranjenje, a možete zamisliti korištenje te vrste podataka za zaštitu određenih područja."
Važno je da bi referentna biblioteka omogućila znanstvenicima da sami proučavaju komunikacijske signale i razumiju kako životinje koriste različite signale.
[Povezano: Unuk Jacquesa Cousteaua gradi mrežu postaja za istraživanje oceanskog dna]
Tim predlaže web-baziranu platformu s otvorenim pristupom koja će sadržavati referentnu knjižnicu za poznate zvukove i mjesto gdje istraživači mogu ispustiti nepoznate zvukove. Stručnjaci koji mogu identificirati te misteriozne zvukove tada bi se mogli uključiti sa svojim prijedlozima. Knjižnica bi idealno integrirala postojeće zvučne baze podataka iz cijelog svijeta. Postojao bi i portal na kojem bi istraživači mogli pogledati označene i neoznačene audio snimke pojedinačnih životinja, kao i zvučne slike.
Štoviše, ova bi platforma mogla pružiti podatke za obuku za algoritme temeljene na umjetnoj inteligenciji koji se zatim mogu koristiti za analizirati i komentirati novoučitane audioisječke i predložiti vrste riba ili beskralješnjaka koji bi mogli biti u tom snimanje. Tim razmatra razvoj popratne znanstvene aplikacije za građane koja će svakome omogućiti učitavanje zvučnih podataka u knjižnicu.
Bilo je rasprava o tome kako ova knjižnica može integrirati elemente postojećih nezvučnih platformi poput OBIS-SEAMAR: velika geografska baza podataka koja prikazuje lokacije viđenja morskih životinja. Na taj bi se način kartama rasprostranjenosti vrsta mogla dodati nova dimenzija zvuka. "Toliko mnogo ovih životinja da ih ne možemo vidjeti", kaže Sayigh. "Ako ne možemo snimiti njihove zvukove, zapravo nemamo pojma da su većinom tamo."
U posljednjih nekoliko desetljeća, tehnologija i za softver i za hardver potreban za prikupljanje zvukova mora sazrela je do točke u kojoj je nešto ovakvo moguće. Jeftiniji uređaji mogu dobiti i pohraniti dugoročne snimke. Cijene hidrofona i vodootpornih sustava za snimanje značajno su pale. Na primjer, Hydromoth košta oko 79 dolara, a GoPro oko 349 dolara.
[Povezano: Pogledajte ptičare: Cornellova aplikacija Merlin sada je mjesto na jednom mjestu za prepoznavanje ptica]
Kada je Sayigh počela raditi s akustičnim podacima na početku svoje karijere, snimala je na kazete koje su potom morale biti digitalizirane. “Sada je to mnogo više moguće i postoje čak i komercijalni softverski programi poput toga Gavran, PAMGuard, Kaleidoskop, koji su vrlo jednostavni za korištenje i čak imaju ugrađene algoritme za otkrivanje i klasifikaciju,” kaže ona. “Nisu baš super precizni u svim slučajevima. Ali to je još uvijek početak.”
GLUBS tim trenutno radi na prikupljanju što je više moguće informacija o svim postojećim bazama podataka o morskom zvuku (s trenutnim i povijesnim podacima) koje su trenutno vani. To može omogućiti timu GLUBS-a da procijeni što radi dobro, a što ne, ali također može doprijeti do svih ljudi koji upravljaju tim pojedinačnim bazama podataka za buduću suradnju.
O sljedećim koracima za izgradnju platforme i osiguravanju financijskih sredstava za njezinu podršku raspravljat će se na nadolazećoj radionici zakazanoj za srpnju. GLUBS tim iskoristit će tu radionicu za dovođenje dodatnih partnera i potencijalnih suradnika, uključujući znanstvenike sa Sveučilišta Cornell, koje je izgradilo sličnu platformu za zvukove ptica.
