Dette kan bli en nyttig miljøovervåker

Lambertseter bad i Oslo en lørdagskveld: En liten ubåtlignende farkost på noen titalls centimeter glir nedover i vannet, snur, og flyter sakte opp igjen.

Endelig har forskerne fra OsloMet klart å få den til å bevege seg slik de ønsker, etter å ha gjentatt prosessen mange ganger.

De har gjort justeringer og tilpasninger mellom hvert dykk, inntil den gjorde vellykkede dykk og oppstigninger.

Bilde av undervannsglider på vei opp fra bunnen av bassenget — Under oppstigning i bassenget på Lambertseter bad.

Forskningsprosjektet OASYS

For å hente miljødata i fjerntliggende områder trengs det i dag ofte et stort fartøy med mye mannskap. Det koster svært mye, og kan i seg selv påvirke miljøet.

Undervannsroboter, såkalte miniatyr undervannsglidere (MUG), hjulpet av droner og selvgående overflatefartøyer, kan gjøre dette med langt lavere kostnader, mer miljøvennlig og uten risiko for mennesker.

Havområdene i verden er under kraftig press på grunn av overutnytting, forurensing og klimaendringer, og uansvarlig og lite bærekraftig vekst kan gjøre stor skade.

Kunstig intelligens og selvstyrende (autonome) systemer kan derimot gi oss "øyne" i havet som gjør det lettere å oppdage forurensing med mer nøyaktige data.

Forskningsprosjektet OASYS er finansiert av Norges forskningsråd, det tyske forbundsdepartementet for økonomiske anliggender og energi (BMWi), og EU-kommisjonen under rammen av ERA-NET Cofund MarTERA.

Bruker svært lite energi

Den vesle farkosten kalles miniatyr undervannsglider (MUG).

– Undervannsglidere bruker veldig lite energi på å bevege seg. Dermed kan de operere i svært lang tid før lading, overvåke miljøet og samle inn masse data, forteller forskningsassistent på OsloMet, Ivar Bjørgo Saksvik.

Roboten kan blant annet brukes til å finne oljesøl, kartlegge giftige algeoppblomstringer eller måle CO2-nivået i havet.

– Dermed kan vi få et godt overblikk over tilstanden til vannkvaliteten fra overflaten helt ned til bunnen, sier Saksvik.

Kan sendes ut og hentes av droner

Han tester løsningen sammen med ph.d.-stipendiat Moustafa Elkolali, forskningsassistent Erik Tobias Sollesnes, avdelingsingeniør Ahmed Al-Tawil og professor Alex Alcocer.

Med seg har de også førsteamanuensis Alfredo Carella, professor Vahid Hassani, overingeniør Rune Orderløkken, mange elektronikkingeniør-studenter og studenter fra Europeisk prosjektsemester.

Bilde av forskerne på Lambertseter bad — Avdelingsingeniør Ahmed Al-Tawil, forskningsassistent Ivar Bjørgo Saksvik, ph.d.-stipendiat Moustafa Elkolali, professor Alex Alcocer og forskningsassisten Erik Tobias Sollesnes, fotografert mellom testrundene på Lambertseter bad.

Ute på havet skal undervannsglidere sendes ut med droner, som også henter dem inn igjen. Batteriene kan lades på ubemannede overflatefartøyer med strøm fra solcellepaneler.

Reduserer kostnader og risiko

Et system med undervannsglidere, droner og selvstyrende overflatefartøyer kan redusere kostnader og risiko for mennesker langt ut på havet, og i lite tilgjengelige områder, ved at man slipper å bruke store fartøyer med mannskap.

Forskerne ser også et umøtt behov for undervannsglidere som kan overvåke og kartlegge fjorder og kystområder.

Nesten hele norskekysten og nesten alle fjorder har mobildekning. Da kan den vesle undervannsglideren kommunisere når den stiger opp til overflaten og overføre data og GPS-posisjonen den har.

Tester oppdriften

På Lambertseter bad testes oppdriftssystemet som gjør at glideren synker og flyter opp.

Glideren har en fleksibel blære som kan utvide seg og trekke seg sammen. Når blæren utvides eller trekker seg sammen, endres volumet slik at glideren blir tyngre og synker, eller blir lettere enn vann, og flyter opp.

– Vi bruker en app på mobiltelefonen til å kommunisere med undervannsglideren, den kan aktivere systemet og sende ulike pumpeintervaller for å teste blæren, forteller Saksvik videre.

Bilde av mobilapp — Med en app på mobilen kan forskerne kommunisere med undervannsglideren.

– Når vi skal teste i sjøen, kommer vi til å bruke et mobilt modem som bruker lite strøm. Den nye serien av modemer fra Nordic Semiconductor gjør at vi kan koble oss på "Internet of things" ute på havet.

På neste testrunde skal forskerne prøve å finne ut hvor mye olje som pumpes ut til blæren på undervannsglideren, slik at det blir lettere å styre oppdriften.

Kan utstyres med viktige måleinstrumenter

OsloMet-forskerne samarbeider med andre fagmiljø, blant annet NTNU, som lager en selvstyrende drone som skal kunne sende ut og hente inn undervannsglideren.

De samarbeider også med det tyske selskapet TriOs Mess- Und Datentechnik som lager et optisk fluorimeter som måler blant annet klorofyll og kan kartlegge giftige algeblomstringer, og er eksperter på optiske undervannssensorer.

I tillegg kan det også brukes instrumenter som kan måle om det er nok oksygen i vannet til at fisk og dyr kan overleve, og om for eksempel CO2-nivået i havet er for høyt.

Dessuten kan det legges til et instrument som gjør det mulig for undervannsglideren å finne fram til oljesøl gjennom UV-stråling (fluorescens).

– Dermed kan vi få et godt overblikk over tilstanden til vannkvaliteten fra overflaten helt ned til bunnen, sier Saksvik.

– Vi har laget undervannsglideren slik at vi enkelt kan bytte instrumenter ved behov.

Forskerne ser at det blir satt i gang flere og flere tiltak for å bevare de marine økosystemene i fjordene og langs kysten. I den sammenheng kan OsloMet-forskernes forskningsprosjekt, OASYS, bli til hjelp.