هندسة السائق الخلفي لمتابعة حيتان العنبر بشكل سلبي عبر أصواتها باستخدام زلاجة تحت مائية مستقلة

روبوتات مستمعة تحت الأمواج

تخيل تتبع أحد أكبر الكائنات على الأرض ليس بمطاردته بالقوارب أو بتركيب أجهزة على جسده، بل بالانجراف بهدوء بجانبه والاستماع فقط. تصف هذه الدراسة طريقة جديدة لملاحقة حيتان العنبر لفترات طويلة باستخدام زلاجة تحت مائية مستقلة «تتنصت» على طقطقتها وتتجه وفقاً لذلك. يعد هذا النهج بملاحظات ألطف وأطول أمداً يمكن أن تعمق فهمنا لسلوك الحيتان وتساعد في حماية هذه الحيوانات المدهشة.

لماذا يهم اتباع أصوات الحيتان

تقضي حيتان العنبر جزءاً كبيراً من حياتها بعيداً تحت سطح المحيط، غاطسة مئات الأمتار ومتواصلة بطقطقات سريعة ونماذج من «الكودا». يرغب علماء الأحياء في ربط هذه الأصوات بسلوكيات محددة وروابط عائلية وحركات، لكن معظم الأدوات الحالية تقصر. فابحات العوامات أو الميكروفونات المركبة على السفن تعمل فقط بينما تبقى الحيتان قريبة، وتفكك وسادات الشفط بعد فترات قصيرة نسبياً. وهذا يصعّب دراسة كيفية تصرف الأفراد والمجموعات والتواصل على مدى أيام إلى أسابيع أثناء تنقلهم عبر المحيط المفتوح.

زلاجة صامتة ككشاف تحت الماء

اتجه الباحثون إلى نوع مختلف من الروبوتات: زلاجة تحت مائية. على خلاف الغواصات المدفوعة بالمراوح، تتحرك الزلاجة بتغيير طفوها وتحريك بطارية داخلية لتصعد أو تهبط في أقواس بطيئة وناعمة. هذا التصميم فعال جداً في استهلاك الطاقة وهادئ للغاية، ما يسمح بمهام قد تستمر أسابيع أو أشهر. على زلاجة مشروع CETI–SeaExplorer، ركب الفريق مصفوفة صغيرة من أربعة ميكروفونات في الأنف، مرتبة في نمط ثلاثي الأبعاد صغير. بينما تغوص الزلاجة وتصعد بين عشرات ومئات الأمتار، تسجل هذه المصفوفة المشهد الصوتي تحت الماء بشكل مستمر بينما يُدير حاسوب المركبة الرئيسي المهمة.

دماغ ثانٍ يستمع ويوجه

لتحويل الزلاجة إلى متتبع للحيتان، أضاف المؤلفون ما يسمونه «السائق الخلفي» — حاسوباً ثانياً على متن المركبة يستمع للأصوات الواردة ويمكنه اقتراح تغييرات مسار. يعمل هذا المتحكم العلمي ضمن إطار برمجيات روبوتية ويتصل بجميع حساسات الزلاجة. أولاً، يكتشف الطقطقات الحادة واسعة النطاق التي تصدرها حيتان العنبر، مفصلاً إياها عن ضوضاء الخلفية مثل قواقع القريدس أو الأمواج. ثم يقدّر اتجاه وصول كل طقطقة بمقارنة فروق التوقيت الطفيفة بين الميكروفونات الأربعة. من خلال تجميع الطقطقات عبر الزمن وحسب الاتجاه، يفصل النظام قطارات الطقطقة المتداخلة إلى مصادر منفردة، مفصلاً أمر الحديث المتزامن لعدة حيتان.

اختيار الحوت الذي يُتبع

بمجرد فرز الطقطقات، يختار السائق الخلفي «حوتاً هدفاً»، عادة ذلك الذي تكون طقطقاته الأقوى أو الأكثر تكراراً، ما يشير عادة إلى أقرب حيوان. يحول المتحكم اتجاه ذلك الحوت المقاس إلى مسار مرغوب جديد للزلاجة ويرسل هذا الأمر إلى الحاسوب الملاحي الرئيسي. تستجيب الزلاجة بتدوير بطاريتها الداخلية ببطء للالتفاف نحو الهدف مع الاستمرار في نمط الغوص. ولتجنب التعرج المستمر، يتوقف الاستماع مؤقتاً لفترة مُعدة مسبقاً بعد كل تغيير اتجاه، مع فترات توقّف أقصر عندما تكون إشارات الحوت واضحة وعالية. طوال الوقت، تضمن فحوصات السلامة المدمجة أن أي عمق أو زاوية مطلوبة تظل ضمن حدود تشغيلية للزلاجة.

وضع النظام للاختبار في البحر

أجرى الفريق تجربتين رئيسيتين. في تجربة محكمة قبالة جنوب فرنسا، علقوا مكبراً صوتياً تحت الماء من قاربة وأعادوا تشغيل تسجيلات طقطقات حيتان العنبر بينما نفذت الزلاجة سلسلة غوصات. في كل مرة سمعت فيها الزلاجة الطقطقات، حسب السائق الخلفي اتجاه القارب وأصدر توجيهاً لمسار جديد. أظهرت البيانات المسجلة أن الزلاجة بدأت تستجيب للأوامر الجديدة خلال عشرات الثواني وعادة ما تصاب بالاصطفاف خلال دقائق قليلة، بأخطاء اتجاهية لا تتجاوز بضعة درجات وحتى نحو خمسة عشر درجة تقريباً. اختباره الثاني قبالة دومينيكا جرّب خط الاستماع الكامل على حيتان حقيقية. هناك، اكتشفت الزلاجة عشرات الطقطقات خلال ثوانٍ معدودة من البيانات وفصلتها إلى ما يصل إلى سبعة مصادر طقطقة مميزة، كل منها يمتلك اتجاهاً ثابتا، مما يُظهر قدرتها على التمييز بين عدة حيتان في مشهد صوتي بحري مزدحم.

أداة جديدة لسرد قصة الحيتان

يبين هذا العمل أن زلاجة هادئة وبطيئة الحركة تحت الماء يمكن أن تعمل رفيقاً صبوراً لحيتان العنبر، موجهة نفسها اعتماداً فقط على أصوات الحيوانات. على الرغم من أن المتابعة المستمرة طويلة الأمد تظل هدفاً لمهام مستقبلية، يُثبت النظام المعروض بالفعل أن الاستماع على متنه يمكن أن يوجّه الزلاجة بأمان ويفكك من يطقطق ومن أين. مع مزيد من الصقل، قد تبني أسراب من هذه الزلاجات سجلات غنية وطويلة الأمد تربط حركات الحيتان وأنماط غوصها وتبادلاتها الصوتية — مما يساعد العلماء على تجميع أجزاء الحياة الاجتماعية وأنظمة الاتصال لهذه العمالقة العميقة مع تقليل الإزعاج البشري إلى أدنى حد.

الاستشهاد: Diamant, R., Pewzner, Y., Gubnitsky, G. et al. Backseat driver architecture to passively follow sperm whales by their voices with an autonomous underwater glider. Sci Rep 16, 8738 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-43138-y

الكلمات المفتاحية: حيتان العنبر, زلاجة تحت مائية, المراقبة الصوتية السلبية, روبوتات المحيط الذاتية, حماية المحيطات