水下活间谍

  • 人类一直在监视和警惕野生动物,但是一项新的大型研究计划把这事儿完全颠倒过来了:让野生动物来监视人类。他们是怎么做的?…

人类经常观察和警惕野生动物。但是一个新的国防机构倡议把这事儿完全颠倒过来了 — — 该倡议旨在把活的海洋动物变成监视器,以监视人类的活动。

该机构想知道,从浮游生物到巨型石斑鱼的这一系列海洋生物是否可以作为能够探测敌人的远洋无人机、大型核潜艇、和其他水下航行器的监视系统的组成部分。研究工作称其为持久性水生生物传感器(PALS)。

许多海洋动物会对它们周围的水中的声音、光学、电磁和化学位移发出可听或可见的反应。例如,条纹锯鮨在受到水下航行器干扰时会改变其行为,某些微生物会对潜艇的磁性特征做出反应。现有的监控技术也可以发现这种动态,但通常将其视为背景噪音而忽略了。

“PALS 计划的开发是为了利用生物体在海洋中对环境变化的敏感性,”该倡议的经理 Lori Adornato 表示,该计划由联邦国防高级研究计划局(DARPA)管理。

声纳是传统的水下监视方法。但是,攻击者也可以检测到这些 ping。并且声纳传感器很贵,安装费力,且易于被腐蚀或被生物覆盖。有些甚至必须靠近船只或岸边才能接上电源。因此,海军使用水下监视主要是保护港口和航空母舰等高价值资产。

相比之下,生物体是自供电的,可以感知视觉、磁性和化学信号以及声音。“这为你在海洋中观察事物提供了更大的灵活性,”Adornato 说。此外,这些传感器已经在整个海域内“安装”,每一代都自然地取代了之前的传感器。所有这些功能使海洋生物成为持续、长期监测的理想代理。“通过利用这些有机体,你可以看到持久性和大范围的监视覆盖,而不是使用一个单一的传感器来完成整个工作,”Adornato 说。

不过利用生物体进行海事监测至少会带来两个挑战。首先,DARPA 将需要探测器来了解相关的动物行为。那些探测器可能面临与传统传感器相关的相同问题。其次,“你必须对动物行为有一些了解,而且这一直是一张巨大的百搭牌,” 西雅图的物理海洋学家 Kim Martini 表示,他不参与该计划。

为了了解可能性,DARPA 已经开始向五个研究小组提供总计4500万美元的资金,每个研究小组研究一个特定的海洋生物、及其对水下设施的反应。研究人员将使用水听器、声纳、相机、和其他传感器的某些组合,来研究和记录有机体的行为。然后,他们将分析数据以筛选出误报。最后,这些团队将开发可以将信号传回军队的技术。

由佛罗里达大西洋大学海洋学研究所的物理海洋学家 LaurentChérubin 领导的一个小组将使用 PALS 资金记录和分析巨型石斑鱼制造的噪音。这些鱼可以长到8.2英尺长,重达800磅,当潜水员接近它们时,它们会产生明显的低频“隆隆声”。研究人员怀疑这种声音是针对各种入侵者(包括水下无人机和潜艇)的反应。

Chérubin 说,为了验证这一理论,Chérubin 及其同事将熟悉物种行为的各个方面,揭示从未见过的行为。这项工作将从圈养鱼开始,观察其是否与野生鱼有任何不同。

Raytheon BBN Technologies 的海洋学工程师 Alison Laferriere 将领导一个专注于虾的生物学家团队。只有几厘米长的枪虾科是最响亮的海洋生物之一,产生200分贝(比火箭发射更响亮)的爆裂声,就像油炸培根的味道。这些虾会长途跋涉,所以它们可以攻击敌人的船并反弹回传感器,就像声纳一样。“它有可能检测到存在的并最安静的水下设施,”Laferriere 说。

其他团队将使用相机和机器学习来寻找海洋发光生物对水下设施的响应中的有用模式。预计所有研究人员将在未来几年内公布他们的研究结果,至少是未保密的部分。

Military Tries Out Fish as Underwater Spies. The sophisticated sensing behaviors of marine organisms could serve as a surveillance system that aids national security

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