Din cauza faptului că traseele parcurse de astfel de sticle au fost un mister de durată, un mesaj aflat într-o sticlă aruncată în ocean poate fi găsit ani mai târziu într-un loc complet neașteptat. În luna noiembrie 2021, cercetătorii au abordat acest mister în cadrul competiției Forecasting Floats in Turbulence, sponsorizată de Agenția SUA pentru Proiecte de Cercetare Avansată pentru Apărare (DARPA) și care are un premiu de 50.000 de dolari.
Oceanografii au o imagine exactă a așa-numitelor caracteristici de mezo scară, adică modele ale curenților oceanici care se întind pe zeci de kilometri. Totuși, la un nivel mai redus, aceste structuri coerente sunt înconjurate de mulți curenți mai mici, care se mișcă în direcții diferite. Așadar, prezicerea deplasării unui senzor aflat în derivă este departe de a fi simplă.
„Acesta este un sistem haotic, așadar existența unor erori mici în ceea ce privește locația sau viteza obiectului pot conduce rapid la rezultate foarte diferite”, a declarat Nikolas Aksamit din cadrul Universității Victoria din Canada.
În funcție de locul exact în care se află, un obiect aflat în derivă se poate deplasa într-o buclă, poate sta pe loc sau își poate schimba direcția.
Managerul de program din cadrul DARPA, John Waterston, care conduce competiția, a declarat faptul că succesul acesteia se va baza pe elaborarea unor modele mai bune, cu o rezoluție suficient de mare pentru curenți la scară mai mică. „Imaginați-vă o comparație între grafica pe 8 biți cu rezoluție scăzută și grafica 4K din prezent. Calculele matematice necesare pentru a naviga prin aceste regimuri prezintă un nivel mare de incertitudine și haos”, a declarat Waterston.
Față de vremurile în care cercetătorii se bazau pe analizarea sticlelor aflate în derivă, tehnicile de cartografiere ale curenților s-au îmbunătățit. În trecut, un accident i-a ajutat pe oceanografi să cartografieze curenții oceanici timp de ani de zile. După ce 29.000 de jucării din plastic au căzut de pe o navă de marfă în Pacific în anul 1992, oceanografii au înregistrat locațiile jucăriilor în timp ce acestea au ajuns pe coasta SUA și Canadei. Adesea, senzorii moderni de derivă au un sistem de urmărire prin satelit. Cu toate aceste, predicția modului de deplasare este încă dificilă.
Competiția a început în data de 3 noiembrie. Din acel moment, DARPA a publicat zilnic, timp de 20 de zile, locația exactă a 90 de senzori alimentați cu energie solară, produși de firma americană Sofar Ocean și care se află în oceanul Atlantic. La sfârșitul perioadei, concurenții au trebuit să furnizeze previziuni cu privire la locațiile probabile ale unui senzor pentru următoarele 10 zile. Sistemul de notare favorizează acuratețea pe termen lung; raportarea unei locații cu o marjă de eroare de 32 de kilometri în ziua a 10-a este mai importantă decât raportarea unei locații cu o marjă de eroare de 2 km în prima zi.
Aksamit a adăugat faptul că participanții pot beneficia de îmbunătățirile recente în ceea ce privește modelarea fluxurilor de fluide. De asemenea, în propria sa lucrare de cercetare a fost analizat modul în care învățarea automată poate fi utilizată pentru completarea datelor atunci când nu sunt disponibile informații detaliate.
„Metodele de învățare profundă pot accesa istoricul de deplasare al drifterului și pot face previziuni viitoare bazate pe modul în care acesta s-a comportat în trecut”, a declarat Aksamit.
Scopul imediat al proiectului este de a sprijini proiectul Ocean of Things din cadrul DARPA. Acesta presupune eliberarea unui număr mare de senzori aflați în derivă pentru a efectua misiuni de monitorizare extinse. O mai bună înțelegere a derivei va ajuta la plasarea eficientă a acestora pentru a asigura o acoperire cât mai eficientă. De asemenea, instrumentele îmbunătățite de predicție pentru curenții de suprafață vor fi utile pentru sarcini precum anticiparea răspândirii deversărilor de petrol și a altor substanțe poluante, cât și pentru găsirea supraviețuitorilor unor accidente maritime.