Nieuwe technologie kan helpen bij het verkennen van de opwarming van de oceaan

Belangrijkste leerpunten

• Onderzoekers werken aan nieuwe autonome onderwatervoertuigen om veranderingen in de oceanen te bestuderen.
• Een MIT-professor gebruikt geavanceerde computertechnieken om vinnen voor onderwaterrobots te ontwikkelen.
• Gegevens verzameld door onderwaterrobots kunnen modellen voor klimaatverandering verbeteren.

Een nieuwe generatie autonome onderwatervoertuigen (AUV) zou een revolutie teweeg kunnen brengen in onderzeese verkenning en licht werpen op de opwarming van de oceaan. Sommige nieuwe onderwatervoertuigen, zoals het Mare-IT-project, zijn ontworpen voor industriële doeleinden zoals het inspecteren van booreilanden of windturbines. De tweearmige onderwaterrobot van het project wordt ingezet voor complexe inspectie- en onderhoudstaken. Maar onderzoekers zeggen dat de meer dringende behoefte aan wetenschappelijk onderzoek is. “We moeten de hoeveelheid warmte meten die de oceaan en de atmosfeer elk jaar absorberen”, vertelde Hugh Roarty, een oceaaningenieur aan de Rutgers University en IEEE-lid, aan Lifewire in een e-mailinterview. “Dit zal helpen om richtlijnen te geven voor de klimaatmodellen die we gebruiken om beslissingen te nemen en beleid vorm te geven.”

Onderwaterdrones

Het Mare-IT-project illustreert hoe onderwatervoertuigen steeds meer op robots gaan lijken. Het Inktvis-vaartuig gemaakt door Mare-IT heeft twee diepzeegrijpsystemen die aan de ventrale zijde zijn bevestigd om objecten onder water te manipuleren. Dankzij het speciale ontwerp en de op AI gebaseerde controle, kan het tijdens een duik het zwaartepunt en het drijfvermogen veranderen en elke oriëntatie aannemen en behouden. Oceaaningenieurs gebruiken ook de vooruitgang in de computer om flexibele en veranderende visvinnen te maken voor gebruik in onderwaterrobotica. MIT-professor Wim van Rees en zijn team gebruiken numerieke simulatiebenaderingen om ontwerpen te onderzoeken voor onderwaterapparaten met een toename in vrijheidsgraden, zoals visachtige vinnen.

“Vissen hebben ingewikkelde interne spieren om de precieze vorm van hun lichaam en vinnen aan te passen”, zei Van Rees in een persbericht. “Hierdoor kunnen ze zichzelf op veel verschillende manieren voortbewegen, veel verder dan wat een door mensen gemaakt voertuig kan doen op het gebied van wendbaarheid, wendbaarheid of aanpassingsvermogen.” De door Van Rees gepionierde technieken kunnen leiden tot nieuwe typen UAV’s. Betere autonome platforms en voertuigen kunnen onderzoekers in staat stellen metingen te doen die te duur zijn voor onderzoeksschepen, zei Roarty.

Ogen op de diepte

Door een beter beeld te krijgen van wat zich onder water bevindt, kunnen we begrijpen wat er met de rest van de planeet gebeurt. De oceaan beslaat 70 procent van de aarde, maar tot nu toe is slechts 20 procent van het oppervlak in kaart gebracht, vertelde Graeme Rae, de CEO van oceaanonderzoeksbedrijf Hyperkelp, aan Lifewire in een e-mailinterview. “Het in kaart brengen van het oppervlak vertelt je echter niet wat daar leeft en hoe de omstandigheden zijn, en met grote aantallen onbekende soorten die in de oceanen leven”, voegde hij eraan toe. “We moeten begrijpen hoe ze samenleven en met elkaar omgaan en hoe klimaatverandering hen beïnvloedt.” Om de oceaan effectief te bestuderen, hebben onderzoekers in-situ metingen nodig met camera’s en mensen aan boord van duikboten. Op dit moment zijn er slechts ongeveer 10 bemande voertuigen in de wereld die dit intensieve onderzoek kunnen doen, zei Rae. “Stel je voor dat je probeert het weer, de flora en fauna van de hele Verenigde Staten te begrijpen door een Cessna op één locatie te laten landen, een paar uur te blijven, wat foto’s en metingen te maken en dan te vertrekken,” zei hij. “Zo zijn bemande missies naar de zeebodem.” Rae’s bedrijf HyperKelp werkt aan een systeem om gletsjersmeltwater dat van Groenland komt te monitoren. Wetenschappers hebben sensoren nodig die op het station kunnen blijven en het zoutgehalte en de temperatuurprofielen op meerdere diepten kunnen meten om een ​​duidelijk beeld te krijgen van hoe snel de gletsjers smelten, zei Rae. De metingen kunnen betere schattingen geven van de wereldwijde zeespiegelstijging. “Onze benadering is om een ​​aanhoudende meting op basis van boeien te zijn die kan meten en rapporteren over perioden van maanden of zelfs jaren op dezelfde plek,” zei Rae. Onderwaterrobots kunnen zelfs nieuwe voedselbronnen vinden, vertelde Terry Tamminen, de CEO van AltaSea, aan Lifewire in een e-mailinterview. Zijn non-profitorganisatie werkt samen aan innovatieve hightech duikboten. “Zeewier kan nieuwe duurzame bronnen van voedsel, brandstof, energie, geneesmiddelen, industriële materialen en een grote voorraad koolstof worden”, zei hij.