Tweet

Robots zoeken naar onzichtbare eigenschappen van de zee /reageer

Sensory Network

In de Hudson rivier van New York wordt een netwerk aan meetpunten geïnstalleerd door het Beacon Institute en IBM. Ze noemen het de River and Estuary Observatory Network (REON) en hopen ermee de onzichtbare eigenschappen van het water in beeld te brengen. Realtime en in de rivier zelf.

Sensoren op zonne-energie meten o.a. de temperatuur, het zoutgehalte en de troebelheid van het water. Het idee is om elke sensor zelfstandig te laten werken, met een eigen chip en zonnecel. Hiermee kunnen wetenschappers bijvoorbeeld een model maken van de verdeling van chlorofyl in het water, het bladgroen waarmee waterplantjes en algen zonlicht kunnen omzetten in energie.

De technologische kracht ligt in de meerschaligheid van het project. Er zijn de gegevens over biologische cellen en chemicaliën op microscopische schaal, vervolgens de waterstromen, zwemmende vissen en groeiende planten op de tussenschaal en het geheel van de 500 kilometetr lange rivier met zijn waterbuffers en de stad New York op de macroschaal. Ook de meetgegevens die worden verzameld zijn divers: cijfermatig, optisch, akoestische etc.

Uiteindelijk hopen de onderzoekers ook microscopische en DNA-meetinstrumenten toe te voegen zodat realtime onderwaterexperimenten met microscopische organismen mogelijk worden. De livestreaming data van REONsensoren wordt verzameld en wireless verzonden naar de wal om zo een beter idee te krijgen van de invloed van mensen op ecosystemen in de rivier.
Om deze databundeling en representaties mogelijk te maken moest IBM nieuwe soft- en hardware ontwikkelen want de huidige technieken reikten niet ver genoeg. Het basisidee is daarbij uit te gaan van wat de end-user wil en dan gericht terug te werken naar de grote hoeveelheid beschikbare data. Het is het “Stream Computing System” uit de koker van de R&D divisie “Big Green Innovations”. Ook handig voor bedrijven en financiële spelers.

Autonome onderwater robots

Het Amerikaanse Scripps Instituut voor Oceonografie gaat allerlei onderwaterrobotten ontwikkelen die zelfstandig data kunnen verzamelen op plekken die te gevaarlijk zijn voor menselijke onderzoekers. Zoals in een gifwolk of in een veld vol schadelijke algen. Het gaat om zes robotten ter grootte van een voetbal en een twintigtal kleinere. Ze zijn allemaal bolvormig. Ze kunnen ook worden gebruikt om oceaanstromingen in kaart te brengen en temperatuurverschillen en zoutgehaltes te meten. Hiermee wordt het inzicht in koolstofschommelingen vergroot, hoopt men.

Koolstofdioxidegehaltes in het zeewater nemen dramatisch toe, aldus de onderzoekers. Koolstofdioxide lost op tot waterstofcarbonaat of koolzuur wat het zeewater verzuurt. De gemiddelde zuurgraad is al afgenomen van 8.16 naar 8.05 pH in de laatste 20 jaar en daarmee verandert de chemische balans van het zeewater 100 x sneller dan in de 650.000 jaar ervoor. Onderzoek naar deze trend en naar de gevolgen voor zeeleven is hot. Zeker omdat opslag van koolstofdioxide in zeewater wordt geopperd als een mogelijke oplossing voor het teveel aan koolstofdioxide-uitstoot van de industrie.

Fluoriscerende kikkervisjes

Een alternatief voor een vis-robot, is natuurlijk een levende onderzoeksvis die metingen verricht. Dat is precies wat de Universiteit van Wyoming dacht toen ze kikkervisjes ontwikkelde die vervuilinggraden kunnen aangeven. Hiervoor is een gen gebruikt dat de Afrikaanse klauwkikker van nature heeft en dat reageert op de aanwezigheid van metalen. Het gen is gecombineerd met eiwitten die groen fluorisceren wanneer ze geactiveerd worden. Het kikkervisje in het onderzoek licht nu feller op naarmate er meer metalen in zijn omgevingswater zitten.

“De kikkervisjes zijn snel inzetbaar”, zegt natuurkundige Paul Johnson van de universiteit. Met een emmertje naar een rampsite en je krijgt snel een goede indicatie van welke giftige metalen aanwezig zijn. Kikkervisjes worden volwassen in enkele dagen en daarmee zijn deze “onderwater meetinstrumenten” goedkoper en sneller te ontwikkelen dan zelfstandig opererende robots.