Porque o EUA está analisando sons produzidos por camarões

O Departamento de Defesa dos EUA está monitorando sons produzidos por camarões devido ao grande número de esqueletos de baleias que repousam ao longo do litoral de Fuerteventura, nas ilhas Canárias (Espanha), como um lembrete dos efeitos prejudiciais dos sonares militares. 

Os especialistas estimam que o sonar dos navios e submarinos seja um dos fatores que contribuem para o encalhe das baleias, confundindo o animal e fazendo com que elas se dirijam às praias.

Lori Adornato, gerente de projetos da agência de pesquisa militar americana Darpa, aponta que poderemos detectar submarinos se prestarmos mais atenção aos sons naturais, em vez de permanecer disparando pulsos de sonar.

“Atualmente, tratamos todos esses sons naturais como ruído de fundo ou interferência, e estamos tentando mudar isso”, afirma Adornato. 

Seu projeto, nomeado como Sensores Aquáticos Vivos Persistentes (Pals, na sigla em inglês), “escuta” animais marinhos como uma maneira de detectar ameaças subaquáticas.

As boias de sonar atuais, lançadas do ar, usadas para detectar atividade subaquática dos inimigos, funcionam apenas por algumas horas em uma área pequena, devido à vida limitada da bateria. Já o sistema Pals conseguiria cobrir uma região ampla por meses.

Garoupa-preta

Foto: Getty Images/ BBC

Laurent Cherubin, da Universidade Atlântica da Flórida, nos Estados Unidos, lidera uma equipe que estuda a garoupa-preta, um peixe comum nas águas americanas. O animal, que pode pesar até 300 kg, é conhecido por emitir sons altos.

“É um som alto, porém em baixa frequência”, informa Cherubin. “As garoupas-pretas são territoriais e costumam emitir esses sons quando flagram um intruso em seu território.”

Os sons feitos por esse peixe podem ser detectados a 800 metros de distância. Eles podem indicar, intrusos, predadores, acasalamento, delimitar território e outros fins.

A equipe está agora focada em tentar diferenciar o som contra os intrusos, mas isso não é fácil. Por isso, a equipe criou algoritmos de aprendizado de máquina para essa tarefa.

O algoritmo pode ser então transformado em software, que é conduzido em um processador instalado em um microfone subaquático, ou hidrofone. Um conjunto de hidrofones pode cobrir um recife, ouvindo os chamados das garoupas enquanto elas se movem de um território para outro.

Sons dos camarões-pistolas

Camarão Pistola (Foto: Reprodução/Flickr)/ Revista Galileu

O trabalho do projeto Pals no provedor de sistemas de defesa Raytheon é parecido com o sonar antissubmarino tradicional. No entanto, tem uma diferença importante.

“Estamos tentando detectar os ecos criados quando os ruídos dos camarões são refletidos pelos veículos”, afirma a cientista Alison Laferriere, da Raytheon. 

Em resumo, o sistema funciona como outro sonar normal, mas usa o som produzido por camarões, em vez dos artificiais.

O camarão-pistola é conhecido por emitir o som mais alto produzido por qualquer criatura viva na Terra — 210 decibéis (em comparação, a decolagem de um avião a jato gera 120 decibéis).

O camarão-pistola também se comunica entre si. Um grupo de camarões-pistola consegue emitir um rugido constante.

“O sinal criado por um camarão-pistola possui duração muito curta e amplitude incrivelmente ampla”, afirma Laferriere. “Um único estalo é muito mais silencioso que uma fonte de sonar tradicional, mas pode haver milhares de estalos sendo disparados por minuto.”

Variação dos sons

Foto: Getty Images/ BBC

Laferriere aponta que o som muda conforme a hora do dia e a temperatura da água, mas uma colônia de camarões nunca fica em silêncio.

“Um dos maiores desafios que enfrentamos é lidar com a enorme quantidade de ruído criada pelos camarões-pistola e os reflexos de todos esses sons para fora da área circunvizinha”, afirma Laferriere.

A solução encontrada foi o desenvolvimento de algoritmos inteligentes para analisar o som e selecionar um único estalo, calculando primeiro localização do camarão e depois o trajeto percorrido pelo som refletido, deduzindo, por fim, onde ele foi refletido.

Para entender o som de retorno, a equipe criou modelos computadorizados para determinar quais ecos vieram de objetos de fundo e que poderiam ser ignorados. A eliminação desses ecos evidenciam objetos em movimento no ambiente, como peixes, submarinos e outros.

A solução final finalizada será um conjunto de hidrofones inteligentes com computação a bordo. Eles poderão processar os sons dos camarões e determinar a localização de eventuais alvos de interesse na região.

Outras equipes do projeto Pals estão fazendo projetos semelhantes. Pesquisadores da empresa Northrop Grumman estão trabalhando em outro sistema de sonar utilizando camarões e uma equipe da Marinha está estudando os sons gerais dos recifes e como os intrusos os afetam.

Perspectiva do estudo

Foto: Darpa/ Pals

Sidharth Kaushal, especialista em equipamento militar naval do think tank (centro de pesquisa e debates) britânico RUSI, aponta que o estudo da Darpa será realmente uma importante inovação, se for bem-sucedido.

“Um ecossistema de sensores vivos dispersos em flutuação permanente, em princípio, é algo tentador.”

No entanto, Kaushal tem suas dúvidas já que estudos anteriores utilizando vida marinha para detectar submarinos não tiveram sucesso. Submarinos alemães até foram identificados devido ao efeito causado sobre o plâncton bioluminescente, que emite uma luz brilhante quando perturbado, mas tentativas posteriores de usar esse fenômeno de forma mais ampla não tiveram sucesso.

Além disso, ainda não se sabe qual será a qualidade da distinção que o Pals poderá fazer entre um submarino e um animal. Mas, Lori Adornato estima que a combinação entre os organismos marinhos e os algoritmos inteligentes modernos fornecerão um “aviso de trajeto” confiável, para orientar os caçadores de submarinos tradicionais a verificar uma possível intrusão.

Para Adornato, as tecnologias desenvolvidas para o projeto Pals também poderão ser usadas em pesquisas científicas, monitorando os recifes e outros ambientes subaquáticos com um conjunto de sensores.

O projeto Pals completou sua primeira fase, estudando o monitoramento das reações a intrusos das espécies que vivem nos recifes e do sonar do camarão-pistola. A segunda etapa será para demonstrar como suas soluções funcionam em testes controlados, no verão do hemisfério norte de 2022.

Fonte: BBC