Droner effektiviserer havforskningen

Droner gjør havforskningen raskere og billigere

Autonome droner kan selv velge hvor det er fornuftig å undersøke  vannmasser.

Fotomontasje/illustrasjon som viser "Harald" - en lett, autonom undervannsfarkost (LAUV). Trygve O. Fossum programmerte den til selv å avgjøre hvor det var mest fornuftig å samle inn mer data om plankton utenfor Runde.
Fotomontasje/illustrasjon som viser "Harald" - en lett, autonom undervannsfarkost (LAUV). Trygve O. Fossum programmerte den til selv å avgjøre hvor det var mest fornuftig å samle inn mer data om plankton utenfor Runde. (Montasje: David Fierstein/Arild Hareide)
EKSTRA

Autonome droner kan selv velge hvor det er fornuftig å undersøke  vannmasser.

Hei, dette er en Ekstra-sak som noen har delt med deg.
Lyst til å lese mer? Få fri tilgang for kun 199,- i måneden.
Bli Ekstra-abonnent »

Undervannsfartøy er på full fart inn i havforskningen.

Med autonome fartøy både over og under vann samt i samarbeid med flydroner, effektiviseres arbeidet betydelig.

Det er dyrt og ressurskrevende å sende ut forskningsfartøy med mange forskere om bord. NTNU, AMOS og en rekke samarbeidspartnere jobber med enklere og billigere løsninger.

Professor Martin Ludvigsen ved marin teknikk på NTNU deltar på flere prosjekter.

Mange små

– Med flere små AUV-er (autonomous underwater vehicles), selvkjørende overflatefartøy (UVS - unmanned surface vessel) og flydroner, kan store havområder og vannvolum undersøkes raskere og billigere, sier Ludvigsen.

Han viser til en uttalelse fra professor og Amos-direktør Asgeir Sørensen: Om man bruker autonome fartøy, kan vi gjennomføre 10 ganger så mange forskningsoppdrag til en tidel av prisen som med dagens bruk av store overflatefartøy.

Professor Martin Ludvigsen fotografert på et tidligere forskningstokt med «Gunnerus». Bilde: Tore Stensvold

– Smarte droner er på full fart inn, sier Ludvigsen.

Det er såkalte «adaptive roboter» - fartøy som tilpasser seg og endrer posisjon for innsamling av data basert på det den allerede har målt, ut fra definerte oppgaver og paramatre.

Kybernetikk

Doktorand Trygve O. Fossum har nylig levert sin doktorgradsoppgave hvor han skriver om bruk av en lett undervannsdrone (LAUV).

Den kan selv avgjøre hvor det er lurt å ta inn prøver, ut fra analyser av allerede innsamlet materiale. Metodene baserer seg i stor grad på statistikk, maskinlæring og intelligente beslutningssystemer.

Fossum, som skal disputere i juni, er utdannet innen marin kybernetikk og har jobbet tett med forskere og eksperter på marin biologi, oseanografi og andre fag. 

Trygve O. Fossum tar doktorgrad i marin kybernetikk ved NTNU. Foto: Privat

Han har programmert en LAUV, kalt «Harald», etter oppdageren Harald Sverdrup, og sendt den ut i kystområdene ved fugleøya Runde. Lundefuglene er avhengig av at de minste artene i havet, plankton, er føde for arter høyere opp i næringskjeden.

For forskerne er det viktig å vite om og eventuelt hvordan klimaendringer eller andre forhold påvirker de ulike artene. Da trenger de spesifikke målinger som er umulige å samle inn med tradisjonelle metoder.

3D-bilde av vannsøylen

Fossum programmerte styringssystemet til «Harald» slik at det ikke bare skulle dekke et område med innsamling av data, men også finne de meste relevante områdene i  vannsøyla  og kartlegge disse med høyere oppløsning.

– «Harald» kunne dermed fokusere sin tilmålte tid og gi forskerne en mer komplett oversikt over prosessen de er interessert i. AUV-en produserer et tredimensjonalt bilde over vannsøylen med mye og detaljrik informasjon, sier Fossum.

Den lette autonome undrevannsroboten (LAUV) "Harald" ble sluppet ut i vannet fra Maritime Robotics' overflatefartøy, som også kan brukes som ubemannet eller fjernstyrt USV. Foto: NTNU

Dette gir forskerne et innblikk som kan sees i sammenheng med mer tradisjonelle datakilder, som til sammen danner grunnlaget for videre antagelser og hypotesetesting.

Dataene fra LAUV-en ble verifisert ved andre prøvetakingsmetoder fra NTNUs forskningsskip Gunnerus.

LAUV-en er utviklet ved et universitet i Portugal, og er basert på åpen program- og hardvare.

Droner og 4D

Professor Ludvigsen og NTNU var i fjor også med på et forskningstokt i den nordlige del av Stillehavet utenfor California. Der var fokuset å finne ut hvor frontene mellom varmt og kaldt vann går, samt kartlegge og utforske hva som skjer der.

 – Vi har modeller som er basert på observasjoner og statistikk, men har ikke nøyaktig kunnskap om hvor grensene går, hvordan de endrer seg, og hvordan det påvirket livet i havet. Med autonome fartøy som «forstår» hva som er denne grensen, kan den følge grensen og kartlegge hvor den går, sier Ludvigsen.

Gjennom samtidige målinger og kartlegginger fra luft, overflate og under vann samt ved å følge vannfronten, kan forskerne få et «kart» i fire dimensjoner. 

– Det gir oss unik mulighet til å dokumentere endringer som skjer, og studere hvordan det påvirker fiskebestander og andre ressurser i havet, sier Ludvigsen.

En sverm av droner på, under og over vann ble brukt til kartlegging av fronten mellom kaldt vann fra nord og varmt vann fra sør i Stillehavet utenfor California. Dronene er lagt ut på dekket til forskningsfartøyer Falkor. Foto: SOI/Mary Lide Parker

Filantroper

Forskningstoktet gikk med forskningsfartøyet Falkor, som drives av stiftelsen Schmidt Ocean Institute, opprettet av Wendy og Eric Schmidt. Han var styreleder i, og med på å starte Google. Nå driver stiftelsen flere forskningsprosjekter rundt bærekraft og klimaendringer.

Stiftelsen kjøpte fiskerinspeksjonsfartøyet Falkor i 2009 og fikk det bygget om til forskningsfartøy med en rekke laboratorier og utstyr.

Nå låner de den ut og inviterer ulike forskningsorganisasjoner til å bli med på tokt, ikke ulikt det Kjell Inge Røkke har tenkt å gjøre med REV Ocean.

Med Falkor som base, ble det brukt en rekke droner og autonome fartøy til å lete etter kald- og varmfrontene i Stillehavet. En «sverm» av 12 ulike droner ble sendt ut.

Fronten ble funnet ca. 1000 nautiske mil fra land. Autonome droner kunne følge fronten og utforske det som skjer i skillet mellom kaldt vann fra nord og varmt vann fra sør.

– Slike kontinuerlig skiftende systemer kan ikke observeres fra satellitt, og satellitter gir heller ikke noe informasjon om hva som skjer nedover i vannsøylen, sier Ludvigsen.

Kommentarer (0)

Kommentarer (0)

Eksklusivt for digitale abonnenter

På forsiden nå