Ein gelber Roboter namens „ECHO“ hilft Wissenschaftlern in der Antarktis, einige Pinguinbewohner des Kontinents im Auge zu behalten.
In der Antarktis 's Atka Bay überwachen Forscher der Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) eine Kolonie von etwa 20.000 Kaiserpinguinen (Aptenodytes forsteri) mit Hilfe eines teils autonomen, teils ferngesteuerten Hybrid-Rover.
Der vierrädrige Roboter ist Teil eines 2017 gestarteten, 30 Jahre dauernden WHOI-Programms mit dem Titel „Monitor the health of the Antarktis marine Ecosystems using the Emperor Penguin as a Sentinel“, kurz MARE. Das MARE-Projekt überwacht Kaiserpinguine und verwendet sie als Indikatoren für die allgemeine Gesundheit des Ökosystems in der Antarktis. Das Projekt dokumentiert, wie gut sich die Pinguine an den Klimawandel anpassen und wie sich dies auf die Fülle und Verbreitung des von ihnen gefressenen Fisches auswirkt, sagten WHOI-Vertreter in einer Erklärung
Der Zweck von ECHO ist es, jede menschliche Präsenz aus Pinguin-Erhebungen zu entfernen, da das Zählen und Katalogisieren von Tausenden von Vögeln zeitaufwändig ist und die Tiere laut WHOI belasten kann.
Um ECHO zum perfekten Pinguin-Überwachungsfahrzeug zu machen, statteten die Wissenschaftler den 3 Fuß (0,9 Meter) großen Rover mit Lidar- (Light Detection and Ranging) und GPS-Technologie aus, um autonom zu navigieren. ECHO trägt Sensoren, die den Forschern helfen, die Anzahl der Pinguinkolonien zu überwachen und die Bewegungen und das Verhalten von Individuen zu verfolgen.
Beispielsweise scannt eine Radio Frequency Identification (RFID)-Antenne winzige RFID-Tags, die WHOI-Forscher in Pinguinküken implantierten, als die Jungen etwa fünf Monate alt waren. Seit Beginn des MARE-Projekts haben Forscher laut WHOI jedes Jahr etwa 300 Pinguinküken markiert. Sobald sich ECHO in Reichweite des RFID-Tags eines Pinguins befindet – etwa 86 Zentimeter entfernt – kann der Roboter Informationen über die allgemeine Fitness und den Brutstatus sowie ozeanografische Daten von der Zeit abrufen, als sich der Pinguin im Meer befand. Eine 360-Grad-Kamera ermöglicht es Wissenschaftlern, einzelne Pinguine zu identifizieren, denen ECHO begegnet, und GPS-Daten zeigen das Ausmaß der Verbreitung der Pinguine und ihre Lebensraum-Hotspots.
Forscher des WHOI modifizierten ECHO aus einem Husky-Roboterbausatz, der von der Roboterfirma Clearpath Robotics entwickelt wurde. Das Robotikunternehmen hat WHOI das Husky-Kit im Jahr 2020 verliehen, sagten Vertreter von Clearpath in einer Erklärung. Vor ECHO wurden MARES-Projektdaten mit tragbaren RFID-Scannern und menschlichen Beobachtungen gesammelt.
Die von ECHO gesammelten Daten werden über WI-FI an das Forschungszentrum des Single Penguin Observation and Tracking Observatory (SPOT) übertragen. SPOT befindet sich in der Nähe der deutschen Antarktis-Forschungsbasis Neumayer-Station III und kann laut WHOI auch Pinguinbeobachtungen durchführen, indem es 16 hochauflösende Kameras verwendet, die in der Lage sind, einzelne Pinguine innerhalb der Kolonie zu lokalisieren.
Kaiserpinguine haben in der Antarktis keine natürlichen Feinde, daher sind sie gute Studienobjekte für Wissenschaftler, die verstehen möchten, wie Tiere von Ökosystemschwankungen beeinflusst werden, die durch den Klimawandel verursacht werden .
Das Überleben der Vögel in einer sich erwärmenden Welt ist jedoch ungewiss. Eine Studie, die 2021 in der Zeitschrift Global Change Biology veröffentlicht wurde berichteten, dass der rasche Rückgang des Eises in der Antarktis dazu führen könnte, dass Kaiserpinguine bis 2100 „quasi ausgestorben“ sind – was bedeutet, dass, obwohl möglicherweise noch einzelne Pinguine am Leben sind, die Art als Ganzes zum Aussterben verurteilt wäre.
„Die Biodiversität im Südlichen Ozean ist im Vergleich zu gemäßigteren Regionen der Welt so gering, dass der Verlust einer Art dort verheerend ist“, sagte Daniel Zitterbart, assoziierter Wissenschaftler bei der WHOI, gegenüber CNN .
WHOI-Forscher planen, die Datenerhebungsbemühungen von ECHO auszuweiten, um das Nahrungs- und Fortpflanzungsverhalten der Pinguine sowie das, was in einem Pinguingehege passiert, einzubeziehen – ein soziales Verhalten, bei dem sich die Kolonie zusammendrängt, um warm zu bleiben und Energie zu sparen. Um den Pinguinhaufen zu infiltrieren, planen die Forscher, ECHO in eine 3D-gedruckte Nachbildung eines Eisblocks zu stecken. ECHO und seine eisige Verkleidung würden dann in den Weg eines sich bildenden Haufens gelegt, was normalerweise im Winter nach der Brutzeit passiert, während die männlichen Vögel ihre Eier ausbrüten. Laut WHOI würde diese Tarnung es ECHO ermöglichen, Pinguindaten zu sammeln, während die Vögel in engem Kontakt miteinander stehen.