Inteligentne drony dual-use odbudują rafy koralowe

Norwescy inżynierowie zbudowali podwodne drony z układami AI, które pomogą rozmnaża rafy koralowe. Dzięki wyposażeniu w sztuczną inteligencję drony zidentyfikują ubytki i same planują pola z rafami. Niedawno podwodne roboty Hydrus zidentyfikowały pola wymarłych koralowców na jednej z najbardziej wysuniętych na południe raf koralowych na świecie. Z naukowcami z Australii zaplanowano również w Norwegii odbudowę umierających raf koralowych. 

Podwodne drony stosowane dotąd do inspekcji podwodnych instalacji mogą zostać zastosowane do odtwarzania raf koralowych. Hydrus może być obsługiwany bez sterowania przewodowego i działać autonomicznie. Nie musi mieć wsparcia dużych jednostek pływających lub specjalistycznej załogi. Hydrus może wykonywać inspekcje kabli podmorskich, rurociągów naftowych i gazowych. Przy jego pomocy można dokonać oceny wykonania prac hydrotechnicznych pod wodą przed i po ich zakończeniu. I teraz oferowana jest jeszcze jedna istotna funkcja. Ochrona i odbudowa żywego środowiska morskiego to nowa funkcja, którą Norwedzy sprawdzili już z naukowcami z Australii. 

Drony na ratunek oceanom

Jednak dronem zainteresowali się  również naukowcy, którzy zajmują się ochroną i odtwarzaniem naturalnego środowiska oceanów. Ocean to niezwykle złożone i wymagające środowisko naturalne, a odtwarzanie życia przychodzi niezwykle trudno, jest bardzo wymagające i drogie. Już na niewielkich głębokościach należy liczyć się ze zwiększonym ciśnieniem, brakiem dostępu do internetu i GPS. Wtedy  jedynym sposobem komunikacji jest dźwięk. 

Istniejący sprzęt przeznaczony do eksploracji oceanów zazwyczaj wymaga dużego statku wyposażonego w specjalistyczne urządzenia, dźwigi, bramownice podnoszące, wykwalifikowaną załogę, profesjonalnych nurków. A przede  wszystkim nie może pracować na każdych wodach. To sprawia, że zbieranie danych z dna mórz i oceanów jest kosztowne, nieregularne i często nieskuteczne.

- Obserwowaliśmy rewolucję w branży dronów lotniczych. 10-15 lat temu dronami mogli latać tylko wykwalifikowani eksperci. Dziś drony są na tyle proste i niezawodne, że może ich używać każdy – dlatego widzimy je w niezliczonych branżach – powiedział Xavier Orr, dyrektor generalny i współzałożyciel Advanced Navigation prezentując najnowszego drona morskiego.

Wyjaśnił on dwa lata temu: „Patrząc na technologię podwodną, chcemy, aby działo się to samo. Obecnie pojazdy podwodne wymagają specjalistycznej wiedzy i szkoleń, aby mogły być efektywnie wykorzystywane. Opracowaliśmy Hydrus, aby zapewnić wszystkim dostęp do profesjonalnych zdjęć i danych podwodnych, otwierając nowe możliwości na oceanie, niezależnie od tego, czy chodzi o inspekcję morskich farm wiatrowych, wykonywanie podwodnych zdjęć filmowych, czy monitorowanie raf koralowych”.

Źródło: Advanced Navigation 

Należy przypomnieć, że oceany produkują ponad połowę światowego tlenu i pochłaniają 50 razy więcej dwutlenku węgla niż nasza atmosfera. Mają fundamentalne znaczenie dla funkcjonowania całego ekosystemu naszego globu, każdego człowieka, zwierzęcia morskiego i lądowego, każdej rośliny. Podkreślano to na praktycznie na każdym panelu konferencji Organizacji Narodów Zjednoczonych poświęconej ochronie oceanów UNOC3, która miała miejsce w Nicei w maju br. Pisaliśmy o tym tutaj.

Zrównoważone użytkowanie oceanów ma kluczowe znaczenie dla kondycji naszej planety, do tego stopnia, że Organizacja Narodów Zjednoczonych ogłosiła lata 2021–2030 – Dekadą Oceanów. Aby umożliwić świadome podejmowanie decyzji w zakresie zrównoważonego wykorzystania zasobów oceanicznych, potrzebne są dane na skalę i skalę większą niż dotychczas. W proces ochrony oceanów wtłaczają się na szeroką skalę również klastry morskie. Pisaliśmy tutaj o tym tutaj.

Źródło: Advanced Navigation 

Drony „śledzą” zniszczenia oceanów

Autonomiczny dron Hydrus ma wyposażenie, które pozwala ustalić  dlaczego zachodzą tak drastyczne zmiany w oceanach. Zalicza się  do nich między innymi absorpcja CO2, bielenie raf, nowe choroby, utrata życia morskiego i bioróżnorodności, erozja wybrzeży oraz spadek zasobów rybnych. Advanced Navigation przekonuje, że „regularne gromadzenie danych o wysokiej rozdzielczości pomoże nam ocenić skalę zniszczeń środowiska podwodnego. Będziemy mogli wówczas reagować proaktywnie, konstruktywnie i zdecydowanie. Wspólnie z partnerami badawczymi mamy nadzieję odkryć, jak przywrócić i chronić oceany dla przyszłych pokoleń”.

- Fundacja Minderoo dokonała strategicznej inwestycji w ten program w ramach swojej misji angażowania najlepszych osiągnięć nauki i najnowszych technologii w ochronę oceanów – powiedział dr Tony Worby, dyrektor ds. rozwoju oceanów i portfolio planet w Fundacji Minderoo.

Worby podkreśla, że „Posiadanie technologii takiej jak Hydrus to jeden ze sposobów wspierania naszych badaczy i naukowców zajmujących się morzem w dostępie do najnowocześniejszych technologii, które stawiają ich w czołówce w walce z największymi zagrożeniami dla naszego globalnego oceanu”.

Biolog morski przygotowuje fragmenty koralowców do dostarczenia dronem na statek badawczy, źródło: Ava Singh, dla portalu ebiodiversity.ca

Proces wykorzystania podwodnego drona do monitoringu koralowców na filmie: 

- Nowoczesna technologia dronów zrewolucjonizowała nasze możliwości monitorowania i mapowania ekosystemów raf koralowych z niespotykaną dotąd precyzją. Wykorzystując kamery o wysokiej rozdzielczości i zaawansowane czujniki, drony przeprowadzają szczegółowe pomiary lotnicze, tworząc dokładne, trójwymiarowe mapy struktur rafowych. Mapy te są kluczowe dla zrozumienia stanu zdrowia raf, identyfikacji obszarów wymagających natychmiastowej interwencji i śledzenia postępów w odbudowie – wyjaśnia Ava Singh, która jest kanadyjską pisarką zajmującą się ochroną środowiska i orędowniczką zrównoważonego rozwoju mórz, głęboko zaangażowaną w ochronę oceanów i społeczności przybrzeżnych (na portalu arinebiodiversity.ca).

Drony wykorzystują technologię obrazowania wielospektralnego, rejestrując zarówno widmo światła widzialnego, jak i podczerwonego, co pomaga naukowcom identyfikować zestresowane kolonie koralowców, zanim pojawią się widoczne oznaki [ich umierania – MG]. Ten system wczesnego wykrywania, w połączeniu z zaawansowanym śledzeniem gatunków morskich, pozwala zespołom zajmującym się odbudową raf szybko reagować na potencjalne zagrożenia.

Dane zebrane za pomocą dronów obejmują zasięg życia koralowców, rozmieszczenie gatunków i wzorce wzrostu. Zaawansowane algorytmy sztucznej inteligencji przetwarzają te informacje, aby tworzyć szczegółowe oceny stanu zdrowia i przewidywać potencjalne wyzwania. Technologia ta umożliwia również zespołom monitorowanie parametrów jakości wody i wahań temperatury, zapewniając kompleksowy obraz stanu raf.

- Regularny monitoring za pomocą dronów stał się niezbędnym narzędziem pomiaru skuteczności działań renowacyjnych, umożliwiając śledzenie zmian w strukturze raf i bioróżnorodności w czasie. To podejście oparte na danych gwarantuje, że działania renowacyjne będą ukierunkowane i skuteczne, a jednocześnie dostarcza cennych informacji na potrzeby przyszłych inicjatyw na rzecz ochrony przyrody – podkreśla Ava Singh.

Źródło: Advanced Navigation

Drony „sadzą” koralowce

Biolodzy morscy i inżynierowie z Norwegii nawiązali współpracę, aby wdrożyć flotę autonomicznych dronów podwodnych, zaprojektowanych specjalnie do odbudowy zniszczonych raf koralowych. Zadanie to będzie wykonywane  poprzez sadzenie biodegradowalnych koralowców, dosłownie z chirurgiczną (ogrodniczą) precyzją.

Każdy dron jest wyposażony w nawigację wspomaganą sztuczną inteligencją i zaawansowane ramiona robotyczne. Drony przeszukują uszkodzone sekcje raf, analizują dane środowiskowe i wybierają optymalne miejsca do sadzenia. Składają polipy koralowe zamknięte w bogatych w składniki odżywcze kapsułach. Takie rozwiązanie przyspieszy wzrost i przeżywalność „sadzonek”.

Projektanci urządzeń podkreślają, że „To podejście eliminuje pracochłonność ręcznej odbudowy raf i pozwala szybko pokryć rozległe obszary podwodne. Drony działają 24 godziny na dobę, 7 dni w tygodniu, dostosowując się do prądów wodnych, wahań temperatury i obecności drapieżników”.

Wstępne wyniki wskazują na 400-procentowy wzrost skuteczności kolonizacji koralowców. Icg szybak odbudowa przyciąga ryby i rozwija morską bioróżnorodność w formie odbudowujących się raf. Program jest częścią szerszej norweskiej inicjatywy na rzecz ochrony oceanów, mającej na celu ochronę łowisk i zwalczanie skutków zmian klimatu.

Podkreśla się, że „Ta autonomiczna technologia budowy raf mogłaby być eksportowana na cały świat, zapewniając skalowalne rozwiązanie globalnego kryzysu koralowego”.

Każdy dron to „technologia kosmiczna” robotyki morskiej. Jego kształt je opływowy. Pojazd jest sterowany przez sztuczną inteligencję i wyposażony w skomplikowane ramiona z wieloma przegubami. Drony „pływają” nad dnem morskim. Pozycjonowane są  za pomocą sonaru pokładowego i systemów wizyjnych w czasie rzeczywistym. Te układy wspomagane są systemem czujników środowiskowych, które pozwalają im ocenić stan rafy, zlokalizować uszkodzone obszary i wybrać idealne strefy sadzenia. 

Po wybraniu miejsca sadzenia rafy drony umieszczają specjalnie zaprojektowane biodegradowalne strąki. Każdy z nich zawiera żywe polipy koralowe zawieszone w bogatej w składniki odżywcze matrycy. Cały układ  mocowany jest bezpośrednio do skalistego podłoża. Naśladuje to sposób, w jaki koralowce naturalnie się zakotwiczają, ale przyspiesza ten proces dziesięciokrotnie.