科學家開發出一款自主水下機器人，能夠透過即時結合聲音與視覺技術，定位並繪製珊瑚礁上的生物多樣性熱點，為研究及保護脆弱海洋生態系統提供新方法。這款名為 CUREE（Curious Underwater Robot for Ecosystem Exploration，專注生態探索的好奇水下機器人）的系統，由 Woods Hole Oceanographic Institution Reef Solutions Initiative 開發。
它利用相機、水聽器及機載運算，在移動過程中分析水下環境，以高精度辨識生物活動劇烈的區域。相較傳統依賴潛水員的珊瑚礁調查，這款機器人可自主運作長時間，涵蓋更大範圍，無需冒人類安全風險。它持續收集視覺及聲學數據，了解海洋生物如何分佈於複雜礁石結構中。 珊瑚礁僅佔海洋面積不到 0.01%，卻支撐近四分之一的海洋物種，是面臨暖化海水、過度捕魚及海岸破壞威脅的關鍵生態系統。
了解生物多樣性集中位置，是保護它們的要訣。
聲音與視覺融合
CUREE 系統結合多種感測模式，包括視覺魚類調查、水下聲音繪製，以及物種行為追蹤。這讓它能偵測可見海洋生物及隱藏活動，依據水下聲景進行辨識。機器人亦可循生物訊號導航，例如彈指蝦或魚類叫聲，透過聲音引導移動，隨後以近距離視覺數據驗證發現，提升複雜礁石環境的準確度。在 2022 至 2024 年於美國維京群島進行的實地測試中，機器人多次辨識 Joel’s Shoal 柱狀珊瑚結構附近的重大生物多樣性熱點。
此區魚類密度幾乎是周邊區域的 25 倍，由聲學及視覺數據共同佐證。「透過結合這些數據流，機器人能以聲音偵測遠距活動，再以近拍視覺觀察驗證，」研究員 Seth McCammon 表示。 系統亦利用關鍵物種行為線索，定位生態重要區域。在一項示範中，它追蹤梭魚移動模式，辨識高生物重要性區域。機器人成功從高達 80 米距離追蹤水下聲源，並從約 30 米外自主匯聚至礁石熱點。
研究員指，此方法可持續繪製傳統難以研究的珊瑚礁生態系統。最終，團隊設想全球部署此類機器人艦隊，監測礁石健康並引導保育工作，應對海洋持續暖化及生態退化。「珊瑚礁面對前所未有挑戰，我們需要更智能、更快速的方法，了解生命持久位置及原因，讓保育人士及資源管理者聚焦最需關注處，」首席研究員 Yogesh Girdhar 表示。 研究員指，此方法可大幅改善長期礁石監測，減少對人工調查依賴，並實現傳統方法難以、耗時且昂貴的高解析度水下生態系統持續繪製。
研究刊載於 Science Robotics。
