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从采集鲸鱼鼻涕到捕捉惊人行为，空中无人机正为科学家提供观察海洋生物的新视角。图源：Pixabay
2010年，墨西哥湾的“深水地平线”钻井平台发生爆炸，引发了史上最严重的海上石油泄露事故之一。灾难发生后，鲸类学家伊恩·克尔（Iain Kerr）前往该区域研究漏油事件对抹香鲸的影响，他向鲸群发射特制飞镖，采集铅笔橡皮大小的组织样本。
但情况并不顺利。每当他的船靠近一头浮出水面换气的鲸鱼时，那家伙总在他抵达前就消失在波涛之下。“我感觉自己像是在玩打地鼠游戏。”他说道。
夜幕降临之际，一头鲸鱼突然在克尔面前俯冲，将他全身沾满鲸鼻涕。这次不愉快的经历，让这位海洋保护组织“海洋联盟”的研究员灵光乍现：是否能够设法飞越鲸鱼上方采集这种鼻涕呢？科学家们能从鲸鼻涕中获取大量信息，包括鲸鱼的DNA序列、性别、是否怀孕以及微生物群落构成。
科学家们通过采集鲸鱼的鼻涕，可以获取大量研究信息。图源：Pixabay
经过多次实验，克尔的构想最终演变为如今的“鼻涕机器人”：这种无人机搭载六个培养皿，当鲸鱼浮出水面通过喷气孔呼气时，它便飞至鲸鱼上方采集其鼻涕。如今，这类无人机已在全球范围部署采集鼻涕样本，且不仅限于抹香鲸，它们还从蓝鲸、海豚等物种身上收集这种具有重要科学价值的黏液。“无人机彻底改变了我的生活，”克尔如是说。
可不光是鼻涕
采集鼻涕是无人机研究鲸类的众多用途之一。在过去10到15年间，无人机技术取得了巨大进步，变得经济实惠且操作简便，这为科研人员带来了便利。俄勒冈州立大学海洋哺乳动物研究所生态学家约书亚·斯图尔特（Joshua Stewart）指出，“科学家们正在海洋哺乳动物研究的几乎每个领域探索无人机的应用价值”。
关键在于，无人机减少了需要乘船靠近鲸鱼的需求。这意味着对动物的干扰更少，同时对科学家也更安全——毕竟在小型船只上靠近巨型鲸鱼可能很危险。无人机相比传统飞机也具有显著优势，后者在鲸鱼数据采集领域历来扮演着重要角色。斯图尔特指出，使用飞机成本高昂且需要整个机组人员操作，而无人机成本更低、操作更简便，仅需一两名操作员即可完成任务。
研究者们通过小型船靠近鲸鱼，不仅干扰其生活，同时获取信息有限。图源：Pixabay
杜克大学尼古拉斯环境学院海洋保护生态学家戴维·约翰斯顿（David Johnston）表示，“无人机让科学家能够从一个全新的视角观察事物”。约翰斯顿指出，“科学家从船上观察鲸鱼的斜向视角，实际上无法提供太多有价值的信息”。而悬停在空中的无人机所提供的全新信息，使研究人员能够更轻松地测量鲸鱼体型、身体状况和健康水平，通过个体特征识别鲸鱼，并开展更多研究工作。
尽管许多无人机研究无需与鲸类密切接触，但部分科学家正利用无人机向鲸类投放运动及行为追踪标签。若不依靠无人机辅助，研究人员必须乘船接近鲸类，通常使用长杆或气枪将标签固定在鲸体上。“而无人机只需要掠过鲸鱼上方，并释放带吸盘的追踪器”，斯图尔特解释道：“吸盘会直接吸附在鲸鱼身上。”另据2025年8月发表的研究显示，无人机还能通过推送吸盘的方式，将追踪器直接安装在鲸鱼背部。
无人机提供的空中视角正揭示出前所未有的行为模式。克尔表示：“过去五到八年间，我通过无人机观察到的独特行为，比此前三十年所见更为丰富。”例如2025年，科学家报告称部分鲸类会定期用海带碎片互相梳理——它们将海带卷绕在同伴身上进行清洁。这一发现源自华盛顿州海岸拍摄的无人机影像：科学家耗时9小时，记录了25头虎鲸的互动行为。
无人机在海洋哺乳动物研究领域具有巨大的应用价值，同时也存在改进的空间。图源：Freepik
若非借助无人机提供的鸟瞰视角，这种鲸类使用工具的罕见行为几乎不可能被捕捉到。该研究的作者、华盛顿州星期五港鲸类研究中心的行为生态学家迈克尔·韦斯（Michael Weiss）表示：“没有无人机的俯瞰视角，我们可能永远无法观察到这种行为。”
尽管无人机为鲸类科学家开辟了无限可能，但仍有改进空间。许多无人机，尤其是小型机，存在电池续航限制。约翰斯顿指出：“小型无人机飞行时间通常只有45分钟到1小时，运气好的话能飞得更久些。”同时，多个国家的无人机法规对无人机限制了飞行范围——例如在美国，操作员必须确保设备始终在视线范围内，除非持有特殊许可证。
克尔和其他科学家正在测试更多无人机应用方案，包括解救被渔网缠住的鲸鱼。他的团队正在研发一种3D打印的金属切割钩，无人机可将其投放至渔网。当鲸鱼移动时，该装置便能切开缠绕的渔网。
斯图尔特表示，伴随无人机技术的快速发展，未来的海洋哺乳动物研究范式难以被预测。“人们很难想象下一项应用会是什么。”
作者：Gennaro Tomma
翻译：zzz
审校：virens
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编辑：姬子隰
翻译内容仅代表作者观点
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