© Researchers hoist a long-range AUV onto a NOAA research vessel that will carry it out into the open waters of Lake Erie. (c) NOAA.
© MBARI engineer Brian Kieft and SURF Center Director Jim Birch work on a long-range AUV at NOAA’s Great Lakes Laboratory. (c) NOAA
© A long-range AUV heads out into the open waters of Lake Erie to monitor harmful algae blooms and microcystin toxin concentrations. (c) NOAA
Undervandsrobot sporer giftige alger i Lake Erie
September 6, 2018
Autonome systemer bør hjælpe med forudsigelse af algeopblomstringMicrocystin er et toksin, der kan forårsage hudreaktioner, maveproblemer og endda leverskader. Det er produceret af en lille blågrøn alge (cyanobakterier) kaldet Microcystis, der formerer sig hurtigt i varmt, næringsrigt vand. Desværre er Microcystis i de store søer i det nordlige USA, som forsyner millioner af mennesker med drikkevand, ved at blive mere almindelige.
Forskere ved Monterey Bay Aquarium Research Institute (MBARI) og National Oceanographic and Atmospheric Administration (NOAA) tester en ny autonom undervandsrobot i Lake Erie, der måler mængden og koncentrationen af mikrocystin og alger i vandet og sender resultaterne til land i realtid.
Den anvendte robot er langt - at nå autonome undervandsfartøjer (LRAUV'er) fra MBARI. Med en diameter på omkring 30 og en længde på 230 centimeter ligner den en lille torpedo, men er meget langsommere og er specielt udviklet til ugers brug i vandet for at indsamle videnskabelige data.
I otte år, MBARI-videnskabsmænd og ingeniører har bygget LRAUV'er for at studere mikroskopiske alger og marin kemi ud for Californiens kyst. I 2018 byggede de en ny LRAUV med et biokemisk robotlaboratorium. Dette automatiserede laboratorium kaldes Third Generation Environmental Sample Processor (3G ESP). Når LRAUV'en bevæger sig gennem vandet, indsamler 3G ESP vandprøver, filtrerer dem og behandler dem derefter for at detektere mikroskopiske organismer eller toksiner såsom mikrocystin. Efter at have analyseret prøverne kan 3G ESP sende sine resultater til forskerne på land via satellitlink.
Da mange byer henter deres drikkevand fra De Store Søer, laver NOAA forudsigelser om, hvor og hvornår skadelig algeopblomstring vil producere mikrocystin. Forskerne håber, at LRAUV-dataene vil hjælpe med disse forudsigelser. Steve Ruberg, en videnskabsmand ved NOAA's Great Lakes Environmental Research Laboratory, forklarer: "
Information om, hvor dybt toksinerne fra en skadelig algeopblomstring går, og hvor tæt de er på kommunale vandrørledninger, kan hjælpe NOAA med at forbedre sine forudsigelser og beslutninger -fremstilling af værktøjer, som samfundene i De Store Søer er afhængige af".
Efter at have søsat LRAUV'en fra en båd, vil forskerne vende tilbage i land for at se hans fremskridt. Robotten vil forblive nedsænket det meste af tiden, men vil dukke op med jævne mellemrum for at lade forskerne vide, hvor han er, og hvad han "ser". Derudover vil han også indsamle og opbevare vandprøver til senere analyse på land.
Mikrobiologer vil udtrække DNA fra disse bevarede prøver for at finde ud af mere om hele det mikrobielle samfund i søen. Dette vil hjælpe dem til at forstå de forhold, der bidrager til farlige algeopblomstringer.
"
Denne tilgang er unik i den forstand, at vi kombinerer elementer fra robotteknologi, biokemi og fritløbende autonome systemer," siger Chris Scholin, præsident for MBARI og opfinder af Environmental Sample Processor.