Įsivaizduokite jūroje plaukiojančius ruonius su elektroniniais žymekliais, kurie tikruoju laiku siunčia vandens duomenis mokslininkams į jų laboratorijas. Arba pakrantėje dirbančius archeologus, kurie automatiškai įspėjami, kai pašalinis naras įsibrauna į vertingą nuskendusį laivą.
Tokie scenarijai tampa įmanomi dėl povandeninio ryšio technologijų, kurios gali padėti stebėti ir apsaugoti pasaulio vandenynus. Jos taip pat gali padėti atskleisti daugybę jūros paslapčių.
Peržengiame ribas
„Bendrovėms ir institucijoms, tyrinėjančioms kosmosą, skiriama daug lėšų, tačiau mus supa vandenynai, kurių dar neištyrėme“, – teigia ES finansuojamo projekto TEUTA bendradarbis inovacijų klausimais Vladimir Djapic.
Maždaug 70 proc. Žemės dengia vandenynai, o daugiau kaip keturi penktadaliai iš jų niekada nebuvo kartografuoti, ištirti ar net pamatyti žmonių.
Povandeninių daiktų internetas, arba IoUT, – tai išmaniųjų, tarpusavyje sujungtų jutiklių ir įrenginių tinklas, skirtas palengvinti bendravimą jūroje. Jis skiriasi nuo daiktų interneto, apimančio viską nuo išmaniųjų telefonų iki prietaisų, leidžiančių žmonėms nuotoliniu būdu įjungti namų šildymą.
TEUTA buvo vykdomas nuo 2020 m. spalio iki 2022 m. kovo mėn. Šis projektas padėjo Kroatijos bendrovei „H20 Robotics“ kurti ir parduoti lengvus nebrangius akustinius įrenginius ir robotų platformas povandeniniams belaidžiams tinklams.
„Anksčiau, kai įrengtų povandeninių tinklų skaičius buvo nedidelis, galėjome ištirti tik ribotas pakrančių teritorijas“, – pasakoja V. Djapic, kuris yra Zagrebe įsikūrusios bendrovės „H20 Robotics“ generalinis direktorius.
Tikimasi, kad povandeninių technologijų pažanga pakeis daugelį sektorių, įskaitant jūrų biologiją, aplinkos stebėseną, statybas ir geologiją.
Banginių imitavimas
TEUTA sukūrė akustinę technologiją, kuri imituoja banginių ir delfinų bendravimo būdą.
Akustinės bangos, kitaip nei radijo ar optinio ryšio bangos, po vandeniu sklinda dideliais atstumais, nepriklausomai nuo to, ar vanduo drumstas, ar skaidrus.
Po vandeniu įtaisyti nuotoliniai jutikliai, matavimo įrankiai, aptikimo sistemos ar kameros renka duomenis, kurie vėliau siunčiami į plūdurą paviršiuje. Savo ruožtu plūduras belaidžiu ryšiu siunčia informaciją į bazę. Tai atliekama per debesiją, nenaudojant ryšio kabelių.
Pasak V. Djapic, viena iš svarbiausių sričių – narų ir sausumoje esančių kolegų komunikacijos gerinimas.
„Pavyzdžiui, naras, dirbantis povandeninėse statybose, gali nusiųsti žinutę vadovui ir paprašyti papildomos pagalbos, įrankių ar ko kito“, – aiškina V. Djapic.
Mokslininkai taip pat gali gauti naudos, pavyzdžiui, galėdami iš savo laboratorijų nuotoliniu būdu įjungti jūros dugne įrengtą vandens kokybės matavimo prietaisą.
Archeologai šia technologija galėtų pasinaudoti tam, kad padėtų apsaugoti pažeidžiamas povandenines vietas, atokiose vietovėse įrengdami įsibrovėlių aptikimo technologijas.
Iš tiesų, TEUTA technologija padės įgyvendinti kitą ES remiamą projektą – TECTONIC, kuriuo siekiama pagerinti povandeninio kultūros paveldo dokumentavimą ir apsaugą trijose bandomosiose vietose.
Šios vietovės – tai Ridzuto kyšulys, saugoma jūrų teritorija pietų Italijoje, Graikijos Sarono įlankoje esantis nuskendęs senovinis Eginos uostas ir laivo sudužimo vieta Argentinos Deseado upės žiotyse.
V. Djapic teigimu, taip pat gali atsirasti kitų galimybių, pavyzdžiui, povandeninė žemdirbystė ar kasyba.
Viešosioms agentūroms ar nevyriausybinėms organizacijoms, stebinčioms vandens kokybę, ši technologija galėtų pakeisti būtinybę tyrėjams fiziškai eiti rinkti mėginius ir pristatyti juos į laboratoriją.
Nors TEUTA suteikė postūmį pradedančioms veikti povandeninio ryšio technologijoms, pasak V. Djapic, reikia dar daugiau nuveikti jas parduodant ir užtikrinant, kad jos būtų naudojamos plačiau.
„Viską reikia išanalizuoti, – teigia jis. – Mūsų technologija suteikia galimybę matuoti aplinkos parametrus.“
Jutikliai ir mėginių ėmikliai
Tuo tarpu Italijoje tyrinėtojų grupė taiko naują vandenyno duomenų rinkimo metodiką, naudodama jutiklius ir mėginių ėmiklius, kuriuos galima integruoti į esamas observatorijas ir platformas.
Tai leistų surinkti didžiulį kiekį informacijos, kuri būtų naudinga, pavyzdžiui, 2022 m. vasario mėn. pristatytam siūlomam Europos skaitmeniniam vandenyno dvyniui. Šis dvynys bus tikruoju laiku veikianti skaitmeninė vandenyno kopija, į kurią bus integruoti retrospektyvūs ir tiesioginiai duomenys.
Kuriant naujos kartos jūrines technologijas, pagal ES finansuojamą projektą NAUTILOS bus renkama anksčiau neprieinama informacija ir galėsime geriau suprasti fizinius, cheminius bei biologinius pokyčius vandenynuose.
Ketverius metus – iki 2024 m. rugsėjo – truksiantį projektą koordinuoja Gabriele Pieri iš Romoje įsikūrusios Nacionalinės mokslinių tyrimų tarybos.
„Mūsų pasiūlymu siekiama užpildyti vandenynų stebėjimo spragą, – teigia G. Pieri. – Tai didžiausios buveinės Žemėje, bet jos ištyrinėtos mažiausiai – tai lemia sudėtingas stebėjimas vietoje ir didelės stebėsenos išlaidos.“
NAUTILOS technologija jau bandoma Baltijos ir Viduržemio jūrose, įskaitant Egėjo ir Adrijos jūras.
Pavyzdžiui, jutikliais galima matuoti chlorofilo-A ir vandenyje ištirpusio deguonies kiekį. Tai svarbūs vandens kokybės, o kartu ir žuvų buvimo rodikliai, padedantys apsaugoti jų išteklius.
Informaciją apie mikroplastiko koncentraciją vandenyje renkantys jutikliai ir mėginių ėmikliai taip pat padeda geriau suprasti žmogaus daromos taršos poveikį vandenynams.
Plaukmenys ir rankos darbuojasi drauge
Vienas iš NAUTILOS partnerių, Prancūzijos nacionalinis mokslinių tyrimų centras (CNRS), netgi pasitelkė neįtikėtinus komandos narius – ruonius.
Šie jūros gyviai, plaukiojantys prie Valdeso pusiasalio Argentinoje, buvo paženklinti jutikliais, fiksuojančiais vertingus duomenis apie pačius gyvūnus ir jų buveines.
NAUTILOS komanda, sudaryta iš mokslinių tyrimų institucijų ir bendrovių, kuria daugiau nei keliolikos tipų jutiklius ir mėginių ėmiklius. Tarp jų yra nuotolinio stebėjimo technologijos ir mikroplastiko detektoriai.
Projektu siekiama parodyti, kad naujuosius įrankius galima naudoti su esamomis ir būsimomis platformomis, lengvai juos kaitaliojant.
Įrankiai yra palyginti pigūs, juos galima greitai įdiegti ir jie veikia kartu su kita įranga, todėl turi daug pranašumų. Pavyzdžiui, jutiklį galima sumontuoti ant autonominės povandeninės transporto priemonės, o tada perkelti ant stacionaraus plūduro.
Piliečių mokslas yra svarbi NAUTILOS dalis, apimanti bendradarbiavimą su savanoriais, pavyzdžiui, organizuojančiais kampanijas dėl plastiko vandenynuose, taip pat su nardymo asociacijomis, kurių nariai gali išbandyti naujas technologijas ir pateikti atsiliepimus.
Komanda taip pat sukūrė išmaniojo telefono programėlę, skirtą narams, kurie gali įkelti povandeninės floros ar faunos nuotraukas, o mokslininkai vėliau gali jas įvertinti.
„Susidomėjimas piliečių mokslu mane tikrai nustebino, – teigia G. Pieri. – Padėti pagerinti jūros gyvenimą nori daugybė žmonių.“
Šis straipsnis pirmą kartą buvo publikuotas ES mokslinių tyrimų ir inovacijų žurnale „Horizon“.
