Vandenynai geriau apsaugoti naudojant prijungtą povandeninę technologiją

Helen Massy-Beresford

Įsivaizduokite jūroje plaukiančius ruonius su elektroninėmis žymomis, kurios siunčia realaus laiko vandens duomenis mokslininkams, grįžtantiems į laboratorijas. Arba netoli pakrantės esantys archeologai automatiškai įspėjami, kai naras įsilaužia į brangų laivo nuolaužą.

Tokie scenarijai tampa įmanomi dėl povandeninių prijungtų technologijų, kurios gali padėti stebėti ir apsaugoti pasaulio vandenynus. Jie taip pat gali atskleisti daugybę likusių jūros paslapčių.

Nauja siena

„Daug lėšų skirta įmonėms ir institucijoms, tyrinėjančioms kosmosą, tačiau aplink mus yra vandenynai, kurių dar neištyrėme“, – sakė ES finansuojamo TEUTA projekto inovacijų asistentas Vladimiras Djapičas.

„Aplink mus yra vandenynų, kurių netyrėme.

– Vladimiras Djapičas, TEUTA

Maždaug 70 % Žemės dengia vandenynai, o daugiau nei keturių penktadalių jų žmonės niekada nebuvo suplanuoti, ištirti ir net nematyti.

Povandeninių daiktų internetas arba IoUT yra išmaniųjų, tarpusavyje sujungtų jutiklių ir įrenginių tinklas, palengvinantis bendravimą jūroje. Tai skiriasi nuo daiktų interneto arba IoT, apimančio viską nuo išmaniųjų telefonų iki įrenginių, leidžiančių žmonėms nuotoliniu būdu įjungti namų šildymą.

TEUTA veikė nuo 2020 m. spalio mėn. iki 2022 m. kovo mėn. Ji padėjo Kroatijos įmonei H20 Robotics kurti ir parduoti lengvus nebrangius akustinius įrenginius ir robotizuotas platformas povandeniniams belaidžiams tinklams.

„Anksčiau turėdami ribotą povandeninio tinklo įrenginių skaičių, galėjome ištirti tik ribotas pakrantės zonas“, – sakė Zagrebe įsikūrusios H20 Robotics generalinis direktorius Djapicas.

Tikimasi, kad povandeninių technologijų pažanga pakeis daugelį sektorių, įskaitant jūrų biologiją, aplinkos stebėjimą, statybą ir geologiją.

Į banginius panašūs būdai

TEUTA sukūrė akustinę technologiją, kuri imituoja banginių ir delfinų bendravimą.

Akustinės bangos, skirtingai nei radijo ar optinio ryšio bangos, sklinda didelius atstumus po vandeniu, nepaisant to, ar jis drumstas, ar skaidrus.

Nuotoliniai jutikliai, matavimo įrankiai, aptikimo sistemos ar kameros, įrengtos povandeninėje vietoje, renka duomenis ir siunčia juos į paviršiuje esantį plūdurą. Savo ruožtu plūduras bevieliu ryšiu siunčia informaciją atgal į bazę per debesį, nereikalaujant ryšio kabelių.

Pasak Djapico, viena iš pagrindinių sričių yra gerinti narų ir sausumos kolegų ryšį.

„Pavyzdžiui, naras, dirbantis povandeninėse statybose, gali nusiųsti pranešimą vadovui ir paprašyti papildomos pagalbos, įrankių ar panašiai“, – sakė Djapicas.

Patobulintos povandeninės komunikacijos padės sujungti žemę ir jūrą, © H2O ROBOTICS2023 m

Mokslininkai taip pat turi naudos, pavyzdžiui, galėdami nuotoliniu būdu iš savo laboratorijų įjungti jūros dugne įrengtą vandens kokybės matavimo prietaisą.

Savo ruožtu archeologai galėtų naudoti šią technologiją, kad padėtų apsaugoti pažeidžiamas povandenines vietas su įsibrovėlių aptikimo technologija, įdiegta atokiose vietose.

Iš tiesų, TEUTA technologija parems kitą ES remiamą projektą TECTONIC, kuriuo siekiama pagerinti dokumentaciją ir povandeninio kultūros paveldo apsaugą trijose bandomosiose vietose.

Šios vietos yra Capo Rizzuto jūrų saugoma teritorija pietų Italijoje, povandeninis senovės Eginos uostas Graikijos Saroniko įlankoje ir laivo sudužimo vieta Deseado estuarijoje Argentinoje.

Pasak Djapico, taip pat gali atsiverti ir kitos galimybės, pavyzdžiui, povandeninis žemės ūkis ar kasyba.

Valstybinėms agentūroms ar nevyriausybinėms organizacijoms, kurios stebi vandens kokybę, ši technologija galėtų pakeisti tyrėjų poreikį fiziškai rinkti mėginius ir pristatyti juos į laboratoriją.

Nors TEUTA suteikė postūmį naujoms povandeninėms komunikacijos technologijoms, reikia nuveikti daugiau jų parduodant ir užtikrinant, kad jos būtų plačiau naudojamos, teigia Djapic.

„Viską reikia išanalizuoti“, – sakė jis. „Mūsų technologija leidžia išmatuoti aplinkos parametrus“.

Jutikliai ir mėginių ėmikliai

Tuo tarpu Italijoje tyrėjų komanda taiko naują požiūrį į vandenynų duomenų rinkimą, naudodama jutiklius ir mėginių ėmiklius, kuriuos būtų galima integruoti į esamas observatorijas ir platformas.

Tai leistų surinkti daugybę informacijos, naudingos, pavyzdžiui, pasiūlytam Europos skaitmeniniam vandenyno dvyniui, paskelbtam 2022 m. vasario mėn. Dvynys bus realaus laiko skaitmeninė vandenyno kopija, integruojanti tiek istorinius, tiek gyvus duomenis.

Kuriant naujos kartos jūrines technologijas, ES finansuojamas projektas NAUTILOS kaups anksčiau neprieinamą informaciją ir pagerins supratimą apie fizinius, cheminius ir biologinius vandenynų pokyčius.

„Jie yra didžiausios buveinės Žemėje, bet mažiausiai stebimos“.

– Gabriele Pieri, NAUTILOS

Projektą, kuris tęsis ketverius metus iki 2024 m. rugsėjo mėn., koordinuoja Gabriele Pieri iš Romoje įsikūrusios Nacionalinės tyrimų tarybos.

„Mūsų pasiūlymas buvo skirtas užpildyti vandenynų stebėjimo spragą“, – sakė Pieri. „Jos yra didžiausios buveinės Žemėje, tačiau mažiausiai stebimos dėl stebėjimo vietoje sunkumų ir stebėjimo išlaidų.

NAUTILOS technologija jau bandoma Baltijos ir Viduržemio jūrose, įskaitant Egėjo ir Adrijos jūrą.

Pavyzdžiui, jutikliai gali išmatuoti chlorofilo-A ir ištirpusio deguonies kiekį vandenyje. Tai svarbūs vandens kokybės ir kartu žuvų buvimo rodikliai, padedantys apsaugoti jų išteklius.

Jutikliai ir mėginių ėmikliai, renkantys informaciją apie mikroplastiko koncentraciją vandenyje, taip pat praplečia supratimą apie žmogaus sukeltos taršos poveikį vandenynams.

Pagalba plekštėms ir rankoms

Vienas iš NAUTILOS partnerių, Prancūzijos nacionalinis mokslinių tyrimų centras (CNRS), netgi įdarbino keletą mažai tikėtinų komandos draugų: ruonių.

Plaukdami prie Valdes pusiasalio Argentinoje, šios jūros būtybės buvo paženklintos jutikliais, fiksuojančiais vertingus duomenis apie pačius gyvūnus ir jų buveines.

NAUTILOS komanda, kurią sudaro mokslinių tyrimų institucijos ir įmonės, kuria daugiau nei tuziną jutiklių ir mėginių ėmimo tipų. Tai apima nuotolinio stebėjimo technologijas ir mikroplastiko detektorius.

Projektas siekia parodyti, kad nauji įrankiai gali veikti su esamomis ir būsimomis platformomis ir lengvai jas perjungti.

Įrankiai yra palyginti pigūs, juos galima greitai panaudoti ir veikti kartu su kita įranga, o tai suteikia daug privalumų. Pavyzdžiui, jutiklis gali būti sumontuotas ant autonominės povandeninės transporto priemonės ir tada perkeltas į fiksuotą plūdurą.

Piliečių mokslas yra svarbi NAUTILOS dalis, kuri dirba su savanoriais, organizuojančiais kampanijas apie vandenynų plastiką, pavyzdžiui, taip pat su nardymo asociacijomis, kurių nariai gali išbandyti naujas technologijas ir teikti atsiliepimus.

Komanda taip pat sukūrė išmaniesiems telefonams skirtą programėlę narams įkelti povandeninės floros ar faunos nuotraukas, kurias gali įvertinti mokslininkai.

„Susidomėjimas piliečių mokslu mane tikrai nustebino“, – sakė Pieri. „Daugelis žmonių nori padėti pagerinti gyvenimą jūroje“.

Šiame straipsnyje aprašytus tyrimus finansavo ES ir per ES Marie Skłodowska-Curie veiksmus (MSCA). Jei jums patiko šis straipsnis, pasidalykite juo socialinėje žiniasklaidoje.

Šis straipsnis iš pradžių buvo paskelbtas ES tyrimų ir inovacijų žurnale „Horizon“.