ארכיטקטורת "נהג במושב האחורי" למעקב פסיבי אחרי לווייתני זרע על פי קולותיהם באמצעות גליידר תת‑מימי אוטונומי

רובוטים מאזינים מתחת לגלים

דמיינו מעקב אחרי אחד מהיצורים הגדולים על פני כדור הארץ לא על‑ידי מרדף בסירות או התקנת גאדג'טים על גופם, אלא על‑ידי עננה שקטה לצדם והאזנה בלבד. מחקר זה מתאר שיטה חדשה להצלבת לווייתני זרע לאורך תקופות ארוכות באמצעות גליידר תת‑מימי אוטונומי שמ"מאזין" לקליקים של הלווייתנים ומנווט בהתאם. הגישה מבטיחה תצפיות עדינות וארוכי־טווח שיכולות להעמיק את ההבנה שלנו בהתנהגות הלווייתנים ולסייע בהגנה על בעלי החיים המרהיבים הללו.

מדוע חשוב לעקוב אחרי קולות הלווייתנים

לווייתני זרע מבלים חלק ניכר מחייהם עמוק מתחת לפני הים, צוללים למאות מטרים ומתקשרים בעזרת קליקים מהירים ותבניות "קודות". ביולוגים רוצים לקשר את הקולות האלה להתנהגויות ספציפיות, לקשרים משפחתיים ולתנועות, אך רוב הכלים הקיימים אינם מספקים. צפים של בואות או מיקרופונים באוניות פועלים רק כשהלווייתנים קרובים, ותוויות בעלות ואקום שנצמדות לעור נופלות אחרי זמן קצר יחסית. זה מקשה על חקר האופן שבו פרטים וקבוצות מתנהגים ומתקשרים במשך ימים עד שבועות במהלך נסיעותיהם באוקיינוס הפתוח.

גליידר שקט כמודיע תת‑מימי

החוקרים פנו לסוג אחר של רובוט: גליידר תת‑מימי. בשונה מצוללות המונעות מדחפים, גליידר נע על‑ידי שינוי ציפה והזזת סוללה פנימית כדי לעלות או לשקוע בקשתות איטיות ועדינות. העיצוב הזה ייעודי לחיסכון אנרגטי וקורט, ומאפשר משימות שיכולות להימשך שבועות או חודשים. על גליידר פרויקט CETI–SeaExplorer קבעו צוות המחקר מערך ארבעה מיקרופונים קומפקטי בחזית, מסודר בתבנית תלת‑ממדית קטנה. ככל שהגליידר צולל ועלה בין כמה עשרות למאות מטרים, מערך זה הקליט ברציפות את הנוף הקולי התת‑מימי בזמן שמחשב השליטה הראשי של הכלי ניווט במשימה.

מוח "מושב אחורי" שמאזין ומנווט

כדי להפוך את הגליידר לעוקב אחרי לווייתנים, המחברים הוסיפו מה שהם מכנים "נהג במושב האחורי" — מחשב משני על‑גבי הכלי שמאזין לצלילים הנכנסים ויכול להציע שינויי קורס. בקר מדעי זה פועל בתוך מסגרת תוכנה רובוטית וניגש לכל חיישני הגליידר. ראשית, הוא מזהה את הקליקים החדים ורחבי‑הפס שמייצרים לווייתני הזרע, ומפרידם מרעשים רקע כמו שריטות של שרימפס או גלי ים. לאחר מכן הוא מעריך את הכיוון שממנו מגיע כל קליק על‑ידי השוואת הבדלי זמן זעירים בין ארבעת המיקרופונים. על‑ידי קיבוץ קליקים לאורך זמן ולפי כיוון, המערכת מפרידה רכבות קליקים חופפות למקורות בודדים, ובכך מבדילה בין לווייתנים מרובים שקוראים בו זמנית.

בחירת ה"לווייתן היעד" לעקיבה

לאחר מיון הקליקים, נהג המושב האחורי בוחר "לווייתן מטרה", בדרך‑כלל זה שאותותיו חזקים או תכופים יותר, מה שמעיד בדרך כלל על חיה הקרובה ביותר. הבקר ממיר את מדידת הכיוון של אותו לווייתן לראש מסלול רצוי חדש עבור הגליידר ושולח את הפקודה למחשב הניווט הראשי. הגליידר משיב על‑ידי סיבוב איטי של הסוללה הפנימית כדי לפנות לעבר המטרה תוך המשך דפוס הציפה שלו. כדי למנוע זיגזגים מתמידים, תהליך ההאזנה נעצר למשך זמן מוקצב אחרי כל שינוי כיוון, כשהפסקות קצרות יותר ננקטות כאשר אותות הלווייתן חזקים וברורים. לאורך כל הדרך, בדיקות בטיחות מובנות מבטיחות שכל עומק או זווית המתבקשים נמצאים בטווחי הפעולה של הגליידר.

מבחן המערכת בים

הצוות ביצע שתי ניסויים עיקריים. בניסוי מבוקר מול חופי דרום צרפת, השתרשו רמקול תת‑מימי מסירה וניגנו חזרות של קליקים של לווייתן זרע בזמן שהגליידר ביצע סדרת צלילות. בכל פעם שהגליידר שמע את הקליקים, נהג המושב האחורי חישב את כיוון הסירה והורה כיוון חדש. נתוני הלוג הראו כי הגליידר החל להגיב לפקודות חדשות בתוך עשרות שניות ובדרך‑כלל התייצב תוך כמה דקות, עם שגיאות כיווניות של כמה עד כ־15 מעלות בלבד. פריסה שנייה מול דומיניקה בדקה את שרשרת ההאזנה המלאה על לווייתנים אמיתיים. שם זיהה הגליידר עשרות קליקים בתוך שניות ספורות בלבד של נתונים והפריד אותם עד לשבעה מקורות קליקים נבדלים, כל אחד עם כיוון יציב — מה שמדגים שהוא יכול להבחין בין לווייתנים מרובים בנוף קולי תת‑מימי עמוס.

כלי חדש לספר את סיפורם של הלווייתנים

העבודה מראה שגליידר תת‑מימי שקט ותנועתי לאט יכול לשמש כשותף סבלני ללווייתני זרע, לנווט על בסיס הקולות של בעלי החיים עצמם בלבד. למרות שמעבר לעקיבה רציפה וארוכת‑טווח נותר יעד למשימות עתידיות, המערכת המוצגת כבר מוכיחה שאזנה מקומית יכולה להנחות בבטחה את הגליידר ולפצח מי משמיע קליקים ומאין. עם שיפורים נוספים, צי של גליידרים כאלה יכול ליצור רישומים עשירים וארוכי‑טווח המקשרים תנועות לווייתנים, דפוסי צלילה והחלפות קוליות — ועוזרים למדענים להרכיב את חיי החברה ומערכות התקשורת של הענקים האוקיינוס העמוקים הללו תוך שמירה על הפרעה אנושית מינימלית.

ציטוט: 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

מילות מפתח: לווייתני זרע, גליידר תת‑מימי, ניטור אקוסטי פסיבי, רובוטים אוטונומיים ימיים, שימור ימי