失われた海草藻場の復元にロボットが一役　米

ノースカロライナ州モアヘッドシティー（ＣＮＮ） 「パンケーキの生地のようになるのが理想」。種子を混ぜた溶液を準備しながら、ナスタシア・ワイニー氏はそう話す。溶液は海草植え付け用のロボット「グラスホッパー」に装填（そうてん）される。ワイニー氏がロボットエンジニアを務める企業、リーフジェンは、世界各地で失われた海草生息地の復元に取り組んでいる。

アラスカからオーストラリアまでの海底で確認される海草藻場は、地球上で最も広範囲に及ぶ沿岸の動物生息地の一つだ。海底全体のわずか１０００分の１を覆うだけではあるが、そこに生息する海草は水界生態系において重要な役割を果たしている。海洋生物に生育場所を提供する他、海洋中の二酸化炭素の１８％を蓄積している。

しかし、この極めて重要な水中の生息地は減少しつつある。世界規模で毎年約７％が失われているとみられる。沿岸部の開発や気候変動、乱獲、環境汚染などが要因だ。

「かつて地球上にはおよそ１８００万ヘクタールの海草藻場が存在した。そのうちの３０～４０％が失われてしまった」と、リーフジェンのクリス・オークス最高経営責任者（ＣＥＯ）は説明する。

海洋生物学者でもあるオークス氏にとって、これは悩ましい数字だ。

同氏はＣＮＮの取材に答え、「海草藻場がなければ海岸浸食が一段と進み、サンゴ礁は失われ、漁業資源も欠乏するだろう。海水の質も悪化するはずだ」と述べた。

リーフジェンはグーグルの研究機関グーグルＸの共同創設者、トム・チー氏が５年前に立ち上げた。同氏はハワイにある自宅近くのサンゴ礁が減少しているのを目の当たりにし、エンジニアリングとロボット工学に支援を求めた。

復元にロボットを活用

海草を復元する計画は多くの場合、ダイバーが種子や若芽を海底に植え付ける方法を取る。この工程には時間がかかり、成果も少ないとオークス氏は指摘する。加えて海底での長時間作業はダイバーにリスクを及ぼすこともある。

「手作業でも植え付けることは出来るが、作業内容が緩慢で汚れが付きやすい環境なら断然ロボットが望ましい。危険な作業を遠隔で行う場合もそうだ」（オークス氏）

技術が進歩し、部品のコストも過去２０年で低下する中、水中ロボットは既に過酷な海洋環境での探索、作業で重要な役割を果たしつつある。

「ロボット工学の観点から現状何が素晴らしいかと言えば、手頃な値段の既製品がたくさんあることだ。おかげで復元作業のような新たな利用法にも踏み込んでいける」とオークス氏は説明する。

リーフジェンが初めて設計したロボットは「コーラ」と名付けられた。コーラは岩礁にコーラルプラグを植え付け、サンゴの再生を支援する。コーラを土台にして生まれたのが、海草の植え付けを繰り返すグラスホッパーだ。

ノースカロライナ州アウターバンクス南端沖の海底に海草植え付け用ロボット「グラスホッパー」を設置しようとするリーフジェンの社員ら/CNN

重量わずか２３キロのグラスホッパーには、ピンクのスキー、数台のカメラ、数多くの技術が搭載されている。現状１分間に最大で６０個の種を植えることが出来る。容量２０リットルのバッグには最大２万個の種を蓄えられる。

グラスホッパーは事前に準備した海草の種と泥の溶剤を、海底の沈殿物の中に注入する。

四つほどの種を植え付け用の管を通して放出した後、グラスホッパーは３０センチ前後飛び跳ねて次の注入ポイントへ移動する。周辺の環境を乱さないようにするためだ。

グラスホッパーはまだ完全自律型ではなく、海上にいる人間がコントローラーを使って操縦する。またダイバーが海底に置いた横断線に従って動く。横断線は区割りと方位を知るための測定用テープ。

「現在のところ、我々は種の植え付けと生物学、機械的側面に注力している」「全て適切に設計されているとの確証を得られれば、航法などより半自律性の高い機能をかぶせていくだろう。そこまでいけば実際には、操縦も横断線の設置もしなくてよくなる」（オークス氏）

比較研究

この海草植え付けロボットはこれまで、北米、欧州、東南アジアで稼働している。今年の７月には、英ウェールズで２万５０００個の種子を植え付けた。

結果を確認するには時間がかかるとオークス氏は話すが、２０２２年に行った最初の試験的プロジェクトでは手作業で植えた場合と同等の質、量のアマモが育ったとも付け加えた。この結果が追い風となり、植え付けの機械化は速度と規模の両面で実現可能だとの見方が確立した。

１０月、リーフジェンはノースカロライナ大学の海洋科学研究所と提携し、様々な種子ベースの海草復元法を対象とする比較研究を行った。その中にはロボットによる植え付けも含まれる。

ノースカロライナ州沿岸に生息する大規模な海草の個体群は、毎年徐々にその数を減少させている。

「我々の海草藻場の多くは、非常に切れ目なく広がる存在からよりまだら状の環境へと移り変わってしまった。そのためこの流れを逆行させる方法を真剣に探ろうとしている」。ノースカロライナ大学の海洋科学研究所所長を務めるジョエル・フォドリー教授はＣＮＮの取材に答えてそう述べた。

フォドリー氏のチームは今春、海草の量が多すぎる供給地から種子を収集し、湿度の高い研究所で秋まで保管した。秋になるとこれらの種子は通常発芽し、植え付けの準備が整う。

こうした種子は研究者らが新たな海草藻場に育つと見込む地点や、かつて海草藻場があった地点に設置されるとフォドリー氏は説明する。

ノースカロライナ州モアヘッドシティー沿岸の空撮画像。専門家によると現地の海草藻場は毎年徐々に減少しているという/CNN

数日の間に、グラスホッパーは１０００個の種子をアウターバンクス南端沖に設定した１０００平方メートルの四分円の範囲に植えた。今後はこれを、手作業で植えた対照用のエリアと比較する。

オークス氏はこのような科学的研究がデータの推定に寄与すると指摘。具体的にはロボットの植え付けのペースや、次回の調査での改善点が明らかになるという。

ここまでの植え付けはまだ膨大な手作業に頼っているが、テクノロジーを駆使した自動化が可能になれば作業は間違いなく格段に実用的かつ大規模なものになるとフォドリー氏はみている。

監視が成功の鍵

リーフジェンのチームはグラスホッパーに手応えを感じ、環境復元の規模拡大の可能性を前向きに捉えているものの、オークス氏は復元した海草藻場の監視と維持こそが確実な成功への鍵になると強調する。

「復元を現在進行形のプロセスとして考えるのが重要だ。一度限りのプログラムというわけではない。海草を殺してしまう事象は今後も多く発生するだろう」（オークス氏）

年月と共に生じる変化を捉えるため、リーフジェンと提携する複数の企業が海草の監視や報告、評価に特化したテクノロジーを提供する。

オークス氏は、地元の共同体が中心となって海草を長期的に世話する態勢を確実に作り上げると説明する。

「重要なのは、我々が高価なロボットや派手な機材と共に現れて『全て解決します』と宣言するわけではないということだ」と、オークス氏。「我々は魚のためにより多くの生息地を作り、海水をより清潔にし、雇用を増やしている。全ては人間として求めることだ。だからこの事業にも取り組みたいし、事業を無理のないコストで利用できるようにしたい」と抱負を語った。