Ny teknik kan hjälpa till att utforska havsuppvärmningen

Viktiga takeaways

• Forskare arbetar med nya autonoma undervattensfordon för att studera förändringar i haven.
• En professor vid MIT använder avancerad datorteknik för att utveckla fenor för undervattensrobotar.
• Data som samlas in av undervattensrobotar kan förbättra klimatförändringsmodellerna.

En ny generation av autonoma undervattensfarkoster (AUV) kan revolutionera undervattensutforskning och kasta ljus över havets uppvärmning. Vissa nya undervattensfordon, som Mare-IT-projektet, är designade för industriella ändamål som inspektion av borriggar eller vindturbiner. Projektets tvåarmade undervattensrobot används för komplexa inspektions- och underhållsuppgifter. Men forskare säger att det mer akuta behovet är av vetenskaplig utforskning. «Vi måste mäta mängden värme som havet och atmosfären absorberar varje år,» sa Hugh Roarty, en havsingenjör vid Rutgers University och IEEE-medlem, till Lifewire i en e-postintervju. «Detta kommer att hjälpa till att ge vägledning om de klimatmodeller vi använder för att fatta beslut och forma politik.»

Undervattensdrönare

Mare-IT-projektet exemplifierar hur undervattensfarkoster blir mer som robotar. Bläckfiskfarkosten tillverkad av Mare-IT har två djuphavsgripsystem fästa på sin ventrala sida för att manipulera föremål under vattnet. På grund av sin speciella design och AI-baserade kontroll kan den ändra sin tyngdpunkt och flytkraft under ett dyk och anta och behålla vilken orientering som helst. Havets ingenjörer använder också framsteg inom datoranvändning för att göra flexibla och morfande fiskfenor för användning i undervattensrobotik. MIT-professorn Wim van Rees och hans team använder numeriska simuleringsmetoder för att utforska konstruktioner för undervattensanordningar som har ökade frihetsgrader, som fiskliknande fenor.

«Fiskarna har en invecklad inre muskulatur för att anpassa den exakta formen på sina kroppar och fenor», sa van Rees i ett pressmeddelande. «Detta tillåter dem att driva sig själva på många olika sätt, långt utöver vad alla konstgjorda fordon kan göra när det gäller manövrerbarhet, smidighet eller anpassningsförmåga.» Teknikerna som pionjärer av van Rees kan leda till nya typer av UAV. Bättre autonoma plattformar och fordon kan tillåta forskare att göra mätningar som är för dyra för forskningsfartyg, sa Roarty.

Ögon på djupet

Att få en bättre bild av vad som finns under vattnet kan hjälpa oss att förstå vad som händer med resten av planeten. Havet täcker 70 procent av jorden, men än så länge har bara 20 procent av ytan kartlagts, sa Graeme Rae, vd för havsforskningsföretaget Hyperkelp, till Lifewire i en mejlintervju. «Men kartläggning av ytan berättar inte vad som bor där och hur förhållandena är, och med ett stort antal okända arter som lever i haven,» tillade han. «Vi måste förstå hur de lever tillsammans och interagerar med varandra och hur klimatförändringarna påverkar dem.» För att studera havet effektivt behöver forskarna mätningar på plats med kameror och människor ombord på undervattensfarkoster. Just nu finns det bara ett tiotal besättningsfordon i världen som kan göra denna intensiva forskning, sa Rae. «Föreställ dig att försöka förstå vädret, floran och faunan i hela USA genom att landa en Cessna på en plats, stanna i några timmar, ta några bilder och mäta och sedan lämna», sa han. «Så är besättningsuppdrag till havsbotten.» Raes företag HyperKelp arbetar på ett system för att övervaka glacialt smältvatten som kommer från Grönland. Forskare behöver sensorer som kan stanna på stationen och mäta salthalten och temperaturprofilerna på flera djup för att få en tydlig bild av hur snabbt glaciärerna smälter, sa Rae. Mätningarna skulle kunna ge bättre uppskattningar av den globala havsnivåhöjningen. «Vårt tillvägagångssätt är att vara en ihållande bojbaserad mätning som kan mäta och rapportera över perioder av månader eller till och med år på samma plats,» sa Rae. Undervattensrobotar kunde till och med hitta nya matkällor, sa Terry Tamminen, VD för AltaSea, till Lifewire i en e-postintervju. Hans ideella organisation samarbetar med innovativa högteknologiska dränkbara farkoster. «Tång kan bli nya hållbara källor till mat, bränsle, energi, läkemedel, industriella material och ett stort lager av kol», sa han.