© 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
Podvodni robot sledi strupenim algam v jezeru Erie
September 6, 2018
Avtonomni sistemi bi morali pomagati pri napovedovanju cvetenja algMikrocistin je toksin, ki lahko povzroči kožne reakcije, želodčne težave in celo poškodbe jeter. Proizvaja ga drobna modrozelena alga (cianobakterija), imenovana Microcystis, ki se hitro razmnožuje v topli vodi, bogati s hranili. Na žalost je Microcystis v Velikih jezerih na severu ZDA, ki milijonom ljudi zagotavljajo pitno vodo, vse pogostejši.
Raziskovalci na Monterey Bay Aquarium Research Institute (MBARI) in National Oceanographic and Atmospheric Administration (NOAA) preizkuša novega avtonomnega podvodnega robota v jezeru Erie, ki meri količino in koncentracijo mikrocistina in alg v vodi ter svoje rezultate v realnem času prenaša na kopno.
Uporabljeni robot je daleč -dosegljivo avtonomno podvodno vozilo (LRAUV) iz MBARI. S premerom približno 30 in dolžino 230 centimetrov je videti kot majhen torpedo, vendar je veliko počasnejši in je bil posebej razvit za tedne uporabe v vodi za zbiranje znanstvenih podatkov.
Osem let, Znanstveniki in inženirji MBARI gradijo LRAUV za preučevanje mikroskopskih alg in morske kemije ob obali Kalifornije. Leta 2018 so zgradili nov LRAUV z biokemijskim robotskim laboratorijem. Ta avtomatizirani laboratorij se imenuje procesor okoljskih vzorcev tretje generacije (3G ESP). Ko se LRAUV premika skozi vodo, 3G ESP zbira vzorce vode, jih filtrira in nato obdela za odkrivanje mikroskopskih organizmov ali toksinov, kot je mikrocistin. Po analizi vzorcev lahko 3G ESP svoje rezultate pošlje znanstvenikom na kopnem prek satelitske povezave.
Ker mnoga mesta črpajo pitno vodo iz Velikih jezer, NOAA napoveduje, kje in kdaj bo škodljivo cvetenje alg proizvaja mikrocistin. Raziskovalci upajo, da bodo podatki LRAUV pomagali pri teh napovedih. Steve Ruberg, znanstvenik iz Laboratorija za okoljske raziskave Velikih jezer pri NOAA, pojasnjuje: "
Informacije o tem, kako globoko segajo toksini škodljivega cvetenja alg in kako blizu so komunalnim vodovodom, lahko pomagajo NOAA izboljšati napovedi in odločitve -izdelovanje orodij, od katerih so odvisne skupnosti Velikih jezer".
Po izstrelitvi LRAUV s čolna se bodo raziskovalci vrnili na obalo in opazovali njegov napredek. Robot bo večino časa ostal potopljen, vendar se bo občasno pojavil, da bo znanstvenikom povedal, kje je in kaj "vidi". Poleg tega bo zbral in shranil tudi vzorce vode za poznejšo analizo na kopnem.
Mikrobiologi bodo iz teh ohranjenih vzorcev izvlekli DNK, da bi izvedeli več o celotni mikrobni skupnosti v jezeru. To jim bo pomagalo razumeti pogoje, ki prispevajo k nevarnemu cvetenju alg.
"
Ta pristop je edinstven v smislu, da združujemo elemente robotike, biokemije in prosto delujočih avtonomnih sistemov,« pravi Chris Scholin, predsednik MBARI in izumitelj procesorja okoljskih vzorcev.