Roboty wodne do monitorowania wpływu zmian klimatycznych na weneckie laguny

Zmiany klimatu, zanieczyszczenia, masowa turystyka i gatunki inwazyjne sieją spustoszenie na dużych obszarach laguny, takich jak Wenecja. W finansowanym przez UE projekcie wykorzystano rój autonomicznych robotów, by monitorować i łagodzić wpływ tych zmian na środowisko wodne. Dzięki niemu badacze mogą zebrać jednocześnie wiele danych z różnych miejsc, co pomoże w walce ze skutkami zmian klimatu.

Countries
Countries
  Algeria
  Argentina
  Australia
  Austria
  Bangladesh
  Belarus
  Belgium
  Benin
  Bolivia
  Bosnia and Herzegovina
  Brazil
  Bulgaria
  Burkina Faso
  Cambodia
  Cameroon
  Canada
  Cape Verde
  Chile
  China
  Colombia
  Costa Rica
  Croatia
  Cyprus
  Czechia
  Denmark
  Ecuador
  Egypt
  Estonia
  Ethiopia
  Faroe Islands
  Finland
  France
  French Polynesia
  Georgia

Countries
Countries
  Algeria
  Argentina
  Australia
  Austria
  Bangladesh
  Belarus
  Belgium
  Benin
  Bolivia
  Bosnia and Herzegovina
  Brazil
  Bulgaria
  Burkina Faso
  Cambodia
  Cameroon
  Canada
  Cape Verde
  Chile
  China
  Colombia
  Costa Rica
  Croatia
  Cyprus
  Czechia
  Denmark
  Ecuador
  Egypt
  Estonia
  Ethiopia
  Faroe Islands
  Finland
  France
  French Polynesia
  Georgia


  Infocentre

Published: 15 September 2020  
Related theme(s) and subtheme(s)
EnvironmentBiodiversity  |  Climate & global change  |  Ecosystems, incl. land, inland waters, marine
European Innovation Council (EIC) pilotEIC Pathfinder Pilot
Industrial researchIndustrial processes & robotics
Information societyInformation technology
Success stories in other languagesPolish
Countries involved in the project described in the article
Austria  |  Croatia  |  France  |  Germany  |  Italy
Add to PDF "basket"

Roboty wodne do monitorowania wpływu zmian klimatycznych na weneckie laguny

Image

© adisa #316843808, source:stock.adobe.com 2020

Wenecja kojarzy się z kanałami. Podczas kolejnych romantycznych podróży gondolą po „La Serenissima” można będzie dostrzec pływające roboty. W ramach finansowanego ze środków UE projektu subCULTron zespół naukowców wypuścił rój ponad 120 robotów wodnych na lagunę wenecką.

Brzmi to jak scena z filmu science fiction, ale te autonomiczne roboty odgrywają istotną rolę w działaniach miasta na rzecz łagodzenia skutków zmian klimatu i zanieczyszczenia środowiska.

„Zmiany klimatu, zanieczyszczenie, masowa turystyka, gatunki inwazyjne – to tylko niektóre z wielkich wyzwań, przed którymi stoi laguna wenecka”, mówi Ronald Thenius, badacz z Uniwersytetu w Grazu w Austrii i członek zespołu subCULTron. „Nowe wyzwania wymagają nowych rozwiązań, a dla nas najskuteczniejszym sposobem na rozwiązanie tych problemów jest użycie robotów”.

Rój podwodnych robotów

Celem projektu było opracowanie nowoczesnego narzędzia do monitorowania podwodnego środowiska dużych obszarów laguny, takich jak w Wenecji. W odróżnieniu od tradycyjnych systemów monitoringu system subCULTron ma zapewnić monitoring rozproszony przestrzennie. Oznacza to zbieranie pomiarów z różnych miejsc jednocześnie i przez bardzo długi czas. Dlatego naukowcy postawili na dużą grupę, czyli rój, stosunkowo małych i tanich robotów.

„To podejście różni się od powszechnej praktyki używania jednego dużego, a tym samym drogiego robota”, mówi Thenius. „Nasze podejście pozwala nam na wykonywanie wielu pomiarów w tym samym czasie i z różnych miejsc oraz pozwala rojowi robotów działać autonomicznie i w sposób zdecentralizowany”.

Według badacza ta właśnie unikalna, samoorganizująca się struktura pozwala robotom nie tylko wykonywać pomiary, ale też reagować na ich wyniki. Jeśli system stwierdzi, że dany pomiar nie jest już potrzebny, może automatycznie przemieścić część roju w bardziej interesujące miejsce lub zmienić częstotliwość próbkowania w różnych obszarach.

Roboty jak omułki, ryby i liście lilii

System subCULTron składa się z trzech różnych typów robotów – aMussels, aFish i aPads, przypominających odpowiednio omułki, ryby i liście lilii. „Roboty aMussels służą jako zbiorowa pamięć długotrwała systemu, pozwalając, aby informacje nie znikały po ustaniu działania innych typów robotów”, wyjaśnia Thenius. „Podobne do omułek roboty monitorują naturalne siedliska ryb w lagunie, w tym czynniki biologiczne, takie jak występujące tam algi i bakterie”.

Z kolei roboty aPad pływają na powierzchni wody jak liście lilii. Roboty te służą jako interfejs systemu ze społeczeństwem ludzkim, dostarczając rojowi energię i informacje ze świata zewnętrznego. Pomiędzy tymi dwoma warstwami pływają roboty aFish – sztuczne ryby pływające w wodzie, które monitorują i badają środowisko oraz przesyłają zebrane informacje do omułków i liści lilii.

„Jak tylko rój »zdecyduje«, że dane miejsce powinno być dokładniej zbadane, kilka aMussels wypływa na powierzchnię, a roboty aPad transportują je do nowego miejsca”, komentuje Thenius. „W ten sposób rój może poruszać się po lagunie i badać różne zjawiska całkowicie autonomicznie”.

Napędzane błotem

Oprócz samych robotów kolejnym ważnym rezultatem projektu jest innowacyjny sposób zasilania robotów – błoto. „Największy przełom to weryfikacja poprawności projektu, w który, autonomiczny robot może pracować z użyciem samych mikrobiologicznych ogniw paliwowych (ang. microbial fuel cells, MFC)”, mówi Thenius.

MFC jest systemem bioelektrochemicznym, który wytwarza prąd elektryczny przy użyciu bakterii i wysokoenergetycznego utleniacza, takiego jak tlen znajdujący się w błocie na dnie laguny.

„Chociaż technologia ta była już wcześniej testowana w laboratoriach, w projekcie subCULTron po raz pierwszy wykazano, że może być stosowana w terenie przez autonomiczną robotykę”, podsumowuje Thenius. „Ten przełom otwiera drzwi do szeregu nowych, ekscytujących technologii i innowacji!”.

Detale projektu

  • Akronim projektu: SubCULTron
  • Uczestnicy: Austria (koordynator), Belgia, Chorwacja, Francja, Niemcy, Włochy
  • Numer projektu: 640967
  • Koszt całkowity: EUR 3 987 650
  • Wkład UE: EUR 3 987 650
  • Czas trwania: od kwietnia 2015 do sierpnia 2019

See also

 

Convert article(s) to PDF

No article selected




loading
Print Version
Share this article
See also
Więcej informacji na temat projektu SubCULTron