Robot, który pomaga walczyć z emisją dwutlenku węgla

11/15/2021

Robot nazwany Benthic Rover II został stworzony w Instytucie nauk o wodzie w Monterey. Jego przeznaczeniem jest badanie dna morskiego oraz oceanicznego w celu monitorowania poziomu zanieczyszczenia dwutlenkiem węgla.

Ocieplenie klimatu, które obecnie obserwujemy w dużej mierze „zawdzięczamy” emisji gazów cieplarnianych. Wśród nich prym wiedzie dwutlenek węgla dlaczego badanie jego obecności w różnych miejscach naszej planety jest szczególnie ważne. Naukowcy i inżynierowie z Instytucie nauk o wodzie w Monterey (MBARI) postanowili rozpocząć monitorowanie poziomu zanieczyszczenia dwutlenkiem węgla morza i oceany.

Dwutlenek węgla głęboko na dnie

Okazuje się, że dwutlenek węgla, którego poziom z powodzeniem jesteśmy w stanie mierzyć w powietrzu dostaje się także do wody. Naukowcy chcieli więc dowiedzieć się  jak CO2 wpływa na obecne w wodzie życie. Benthic Rover II to autonomiczny robot, który jest w stanie pomóc naukowcom w odpowiedzeniu na te i inne pytania. Robot ten jest w stanie zanurzyć się na głębokość 4 tys. metrów i przeprowadzić potrzebne pomiary.

Benthic Rover II będzie pracował na dnie oceanu przez dłuższy czas i dzięki niemu dowiemy się jaką dokładnie rolę pełnią oceanu w obiegu dwutlenku węgla w ziemskiej atmosferze. Zebrane przez robota informacje przyczynią się także do lepszego zrozumienia jak zmiany klimatu wpływają na morza i oceany.

„Pierwsze sukcesy tego podwodnego robota pozwalają nam na jego długofalową eksploatację. Chcemy dowiedzieć się jakie są zależności między dnem morskim, a kolumnami wody, które się nad nim znajdują. Zrozumienie mechanizmów, które tam działają jest kluczowe, żeby w pełni zrozumieć działanie gazów cieplarnianych na naszą planetę. Bez tego robota nie byłoby to możliwe” – powiedział Ken Smith, z MBARI.

Dwutlenek węgla badany przez robota

Dlaczego akurat musimy badać dno oceaniczne w celu monitorowania poziomu dwutlenku węgla? I to jeszcze do tego za pomocą robota? Roboty są nieodzowne w tego typu przedsięwzięciach przede wszystkim ze względu na wysokie ciśnienie tam panujące.

Samo dno oceanu nie jest nam ludziom znane w dostateczny sposób. Część naukowców twierdzi nawet, że więcej wiemy o powierzchni księżyca niż o dnie oceanów na Ziemi. Co jednak nie powinno dziwić, ponieważ mniemam, że na dnie oceanów jednak dzieje się więcej niż na powierzchni naszego naturalnego satelity. Dno morza czy oceanu może wydawać się pozbawione kontaktu z wodami, która znajdują się bliżej powierzchni, ale w rzeczywistości sprawa wygląda nieco inaczej. Przede wszystkim na dno opadają wszystko co kiedyś żyło i zamieszkiwało wody zbliżone do powierzchni zbiornika. Wszystkie obumarłe zwierzęta i rośliny opadają na dno więc przeszukując dno możemy dowiedzieć się  m.in. o zmianie poziomu emisji dwutlenku węgla na przestrzeni wielu lat.

CZYTAJ WIĘCEJ: Weź udział w konkursie: Keep Safe with Mitsubishi Electric – Robotyka

Robot Benthic Rover II jest dla naukowców takich jak Ken Smith szczególnie ważny i szalenie pomocny. Wcześniej naukowcy mogli polegać na stacjonarnych instrumentów badawczych, które mogli używać w miejscu badania przez kilka dni. Jednak postęp w robotyce sprawił, że badania dna morskiego mogły „ruszyć z kopyta”.

Benthic Rover II jest efektem współpracy inżynierów oraz naukowców, którzy pracowali pod wodzą Kena Smitha oraz Alanę Sherman. Maszyna jest tak zaprojektowana, że jest w stanie wytrzymać trudne warunki panujące na dnie takie jak: niska temperatura, korozja czy wysokie ciśnienie. Konstrukcja zbudowana jest z odpornego na korozję tytanu, plastiku oraz specjalnej syntetycznej pianki, dzięki której robot jest odporny na wysokie ciśnienie.

„Oprócz oczywistych trudności na jakie napotkaliśmy tworząc naszego robota problem stanowiło stworzenie oprogramowania. Musieliśmy praktycznie od podstaw zaprojektować komputer sterujący robotem oraz jego oprogramowanie. Jest to tyle ważne, że przecież tam na dole nie będzie nikogo, kto będzie mógł wcisnąć przycisk reset, prawda? Innym problemem było źródło zasilania. Benthic Rover II ma pracować na dnie przynajmniej rok więc jego instrumenty musiały pobierać ekstremalnie mało energii. Ostatecznie robot zużywa około 2 watów, czyli tyle ile iPhone” – wyjaśnił jeden z inżynierów pracujący nad robotem – Paul McGill.

Trudna komunikacja

Jak wiemy z tekstów, które już pojawiały się na naszym portalu w wodzie utrudniona jest komunikacja z robotem. Naukowcy nie mają więc bezpośredniego połączenia i nie mogą na bieżąco zbierać danych od robota. Aby rozwiązać ten problem skonstruowali drugiego robota nazwanego Wave Glider. Jego jedynym zadaniem jest zlokalizowanie za pomocą specjalnego akustycznego nadajnika. Po jego odnalezieniu Benthic Rover II wysyła do Wave Glidera informacje o położeniu oraz zebrane dane, który następnie przekazuje je naukowcom na powierzchni.

Źródła: Science Robotics, MBARI

Autor: Mateusz Tomanek