19/05/2020
Door Ad Spijkers
Dankzij kunstmatige intelligentie moet deze zwemrobot autonoom op het water varen en continu een grote verscheidenheid aan omgevingsparameters meten.
Binnenwateren zijn van buitengewoon belang voor de drinkwatervoorziening, ecologie, toerisme en landbouw in Duitsland en wereldwijd. Alleen al in de deelstaat Saksen zijn er 23 drinkwaterreservoirs, tachtig andere reservoirs en talloze andere meren en vijvers. Microplastics, verhoogde hoeveelheden organisch koolstof en de toevoer van voedingsstoffen vervuilen veel wateren.
De controle van de waterkwaliteit door middel van steekproeven ter plaatse en daaropvolgende analyse in het laboratorium zijn tijd- en kostenintensief. Een nieuw robotsensorsysteem van de Technische Universität Bergakademie Freiberg (tussen Chemnitz en Dresden) is bedoeld om testen in drinkwaterreservoirs en -reservoirs en in nieuw overstroomde open meren in real-time mogelijk te maken. Dit betekent dat ecologische en hydrologische veranderingen op korte termijn direct zichtbaar zijn. Op deze manier kan de waterkwaliteit van dammen en stuwmeren op elk moment real-time worden gecontroleerd.
Zwemrobot
Wetenschappers in het nieuwe ESF-project 'RoBiMo' (robotondersteunde binnenwatermonitoring) ontwikkelen speciale sensoren die de temperatuur, druk, pH, fosfaat- of kwikinhoud kunnen meten, evenals gas- en vaste stofgehalte. Een sonar moet het water van de bodem naar de oppervlakte scannen. Het systeem wordt bevestigd aan de autonoom rijdende zwemrobot 'Elisabeth', die ook aan de TU Freiberg is ontwikkeld.
Tijdens de reis meet het vaartuig continu alle relevante gegevens en stuurt die naar een basisstation op de oever. Van daaruit kunnen de wetenschappers ze met behulp van kunstmatige intelligentie bewerken en in drie dimensies in virtual reality weergeven.
Met de aldus gegenereerde data kunnen ze bijvoorbeeld conclusies trekken over de toestand van het binnenwater, de instroom van grondwater en de CO2-opslagfunctie van meren. Met deze kennis kunnen ze water nog beter als een hulpbron begrijpen, een hoge kwaliteit voor mens en milieu garanderen en concepten ontwikkelen voor een duurzamer gebruik ervan.
Interdisciplinaire samenwerking
Het interdisciplinaire project, dat in januari officieel van start ging, past in het Centre for Water Research Freiberg, dat de diverse activiteiten op het gebied van onderzoek en onderwijs aan de Bergakademie bundelt. Het project is voor drie jaar gefinancierd (januari 2020 tot december 2022). Vier jonge wetenschappers en in totaal zeven lectoraten uit verschillende gebieden van de milieu-, geologische en ingenieurswetenschappen, micro-elektronica en informatica zijn erbij betrokken.
Ook de wetenschappelijke duikers van het Scientific Diving Center van de TU Freiberg zijn erbij betrokken. Tijdens duiken bepalen ze zogenaamde 'ground truth'-gegevens, die nodig zijn voor de analyse van teledetectiegegevens zoals de meetparameters en de 'echte' onderwatergeografie.
Foto: Detlev Müller / TU Bergakademie Freiberg