توسعه حسگرهای زیستی، برای نظارت دریایی ازسوی دارپا

به گزارش کارگروه فناوری اطلاعات سایبربان؛ اقیانوس‌ها و دریاها، فضای بیکرانی را در اختیار نیروی‌های نظامی قرار می‌دهند تا بدون اینکه شناسایی شوند، فعالیت کنند. آمریکا برای مقابله با این شرایط از نیروهای انسانی، حسگرها و تجهیزات خودمختار بهره می‌برد؛ اما مقیاس وظایف و محیط به اندازه‌ای گسترده است که امکان رصد کامل و پویا وجود ندارد.

سازمان دارپا در اوایل سال 2018، به منظور رفع چالش بالا پروژه‌ای 4 ساله، به نام پالس (¹PALS) را راه‌اندازی کرد تا موجودات دریایی را به ناظرانی دریایی برای ارتش آمریکا تبدیل کرده، نسل جدیدی از حسگرهای نظارتی را به وجود آورد. برای نمونه انواع ماهی‌ها، مرجان‌ها و حتی پلانکتون‌ها می‌توانند در این برنامه، به حسگری تبدیل شوند که پس از شناسایی تحرکات زیرآب، آن را گزارش دهند.

در حالی که منابع سخت‌افزاری امروزی بسیار محدود بوده، تولید، استقرار و نگهداری از آن‌ها هزینه‌بر است، موجودات دریایی بدون نیاز به مراقبت و به شکلی کاملاً طبیعی، تکثیر شده، ادامه‌ی نسل و نسبت به رویدادهای اطراف خود واکنش نشان می‌دهند. بهره‌مندی از این مزیت، هزینه‌های نظارتی را تا حد بسیاری کاهش خواهد داد.

دارپا به تازگی اعلام کرد به منظور دستیابی به هدف یاد شده، 5 گروه مختلف از متخصصان، نوع جدید از حسگرها را به وجود می‌آورند. این سامانه‌ها می‌توانند رفتارهای مختلف ارگانیسم‌های دریایی را تشخیص دهند و ثبت کنند. سپس آن‌ها را تفسیر و به این منظور، شناسایی و تجزیه و تحلیل نمایند. در نهایت از زیردریایی‌های باسرنشین و بدون سرنشین، در آب‌ها راهبردی، به مراکز تعیین شده گزارش می‌دهند.

فناوری زیستی یاد شده، سامانه‌های نظارت دریایی وزارت دفاع را تقویت خواهد کرد و محدوده، حساسیت و طول عمر قابلیت‌های نظارت زیردریایی ارتش را به شکل قابل‌توجهی افزایش می‌دهد.

لاری آدرناتو (Lori Adornato)، مدیر برنامه‌ی طرح پالس دارپا شرح داد:

می‌توان از توانایی‌های ظریف ارگانیسم‌های دریایی، به عنوان راه‌حل‌های محتاطانه، دائمی و بسیار مقیاس‌پذیر استفاده کرد و سطح آگاهی موقعیتی در محیط‌های دریایی را افزایش داد.

گروه‌های یادشده، باید فناوری‌های مختلفی را برای نظارت روی موجودات دریایی، ثبت نوع رفتار آن‌ها و پردازش و ارسال به اپراتورها، از راه دور توسعه دهند. در ادامه، نام گروه‌ها و زمینه تحقیقاتی هرکدام، در پروژه پالس آورده شده است.

•    نورثروپ گرومن: توسعه ابزاری برای ثبت و تجزیه‌وتحلیل صدای میگوها و فعالیت‌های نوری ارگانیسم‌های زیست تابی
•    آزمایشگاه تحقیقاتی نیروی دریایی: ادغام ارگانیسم‌های میکروبی در بسترهای سنجشی، به منظور شناسایی و توصیف سیگنال‌های بیولوژیکی از موجودات میکروسکپی که به اثرات مغناطیسی زیردریایی‌ها واکنش نشان می‌دهند.
•    دانشگاه فلوریدا آتلانتیک: توسعه ابزاری برای ثبت و تجزیه‌وتحلیل صدای تولیدی از ماهی‌های «goliath grouper» در محیط‌های گرمسیری و نیمه گرمسیری
•    ریتیون: از میگو به عنوان منبعی برای تشخیص، طبقه‌بندی و ردیابی وسایل نقلیه زیرآب در دور دست استفاده می‌کند.
•    مرکز علوم محیطی دانشگاه مریلند: علامت‌گذاری ماهی‌های «بلک سی باس» (black sea bass)، با حسگرها به منظور شناسایی تحرکات آن‌ها در آب‌های عمیق؛ زیرا به صورت گروهی حرکت می‌کنند و یک زیردریایی ممکن است نظم آن‌ها را به هم بریزد.

دارپا علاوه بر 5 گروه یاد شده با مرکز جنگ‌افزارهای زیرآب نیروی دریایی همکاری می‌کند. هدف از این همکاری توسعه سامانه‌های سطح آبی است که از آرایه‌های هیدروفن (میکروفنهایی با قابلیت ثبت صدای زیرآب) و حسگرهای بردار صوتی، بهره می‌برد تا هرگونه ناهنجاری محیطی را بررسی کند. این سامانه تغییرات سیگنال‌های صوتی منتشر شده در محیط را تقریباً در زمان واقعی، شناسایی، تجزیه‌وتحلیل و طبقه‌بندی می‌کند.

1. _{Persistent Aquatic Living Sensors}