Undervandsrobot skaffer ny overraskende viden om isbjerge

En gruppe danske ingeniørstuderende har ved hjælp af en selvbygget undervandsrobot gennemført en fuld affotografering af et isbjerg under havoverfladen. Det er et gennembrud for den internationale arktisforskning.

04.04.2018 | Kim Harel

Et isbjerg i Icefjord ved Illulissat i Vestgrønland. Lyset i vandet til venstre er undervandsrobotten.

Tre glade ingeniørstuderende tilbage i Aarhus efter en vellykket ekspedition til Grønland. De har på blot et enkelt semester bygget en undervandsrobot, der kan undersøge isbjerge under havets overflade. På billedet ses Johan T. Krogshave, Robert Søndergaard og Kristian K. Sahlholdt (Foto: Jesper Bruun)

Et isbjerg fotograferet under vandet.

Isbjerge er slet ikke trapezformede under havets overflade, som verdens arktisforskere ellers i årevis har antaget. Det viser en komplet 3d-scanning fra farvandet ved Grønlands østkyst.

”Dem vi så, var faktisk ikke i nærheden af at være trapezformede, men nærmere runde med mange snørklede smeltevandsbaner, store knolde og dybe huller,” siger Robert Søndergaard, ingeniørstuderende ved Aarhus Universitet.

Han har sammen med sin projektgruppe bygget den undervandsrobot, der for første gang nogensinde har givet mennesket adgang til at studere et isbjerg i dets fulde størrelse hele vejen rundt.

Robotdesign til ekstremt koldt hav 

Robotten kan i dens nuværende form dykke ned til 50 meter, og den er designet i et vandtæt format, så det teknologiske isenkram i maven ikke tager skade. Den manøvrerer sikkert og præcist i ekstremt koldt hav, og samtidig belyser den omgivelserne med en specifik vinkel på lygten, der gør det muligt at opnå en imponerende billedkvalitet.  

Det hele er klaret på et enkelt semester, men projektgruppen har da også haft travlt, som ingeniørstuderende Johan T. Krogshave formulerer det.

”Ja, vi har da haft travlt. Vi skulle jo være klar til ekspedition allerede efter få måneder. Den største ingeniørmæssige udfordring har været at holde robottens vægt og størrelse. Men vandtætheden har også været et problem, fordi vi har brugt materialer, der udvider sig ved forskellige temperaturer. Heldigvis er vi nået i mål med det hele,” siger han.

Robotten er desuden udstyret med en hale i form af et 100 meter langt kabel, der overfører strøm og data med op til 10 Gbit/s.

Læs også artiklen: Han vil gøre byen grønnere - international hæder til ingeniørstuderende

Gigantiske klumper med sindrige former

Det er som bekendt kun toppen af isbjerget, der rager op over havets overflade. I dybet gemmer sig  isklumper så store, at det kan være svært at fatte. Et enkelt bjerg kan have et overfladeareal, der dækker tusindvis af fodboldbaner.

Disse gigantiske kæmper flyder rundt i de arktiske have, og indtil nu har ingen videnskabsfolk med sikkerhed kunnet sige noget om deres størrelse og form. Efter en snak med en af universitetets førende arktisforskere besluttede den lille gruppe af ingeniørstuderende derfor, at de ville hjælpe videnskaben lidt på vej.

”Vi fik kontakt til nogle biologer her fra universitetet, og det gav os idéen til at lave en robot, der kunne hjælpe dem med at blive klogere på isbjerge. I starten var der ikke rigtig nogen, der troede, at vi kunne nå i mål med opgaven. Det var jo bare et bachelorprojekt,” siger Robert Søndergaard.

Men de studerende knoklede i laboratorier og værksteder og designede og byggede robotten på få måneder. Herefter tog gruppen med forskerne på ekspedition til Grønland, og nu er de vendt hjem til Danmark med hundredvis af billeder, der taler et tydeligt sprog. Et isbjerg er ikke trapezformet, men har forunderlige formmæssige variationer.

Og netop denne indsigt kan blive helt central i den fremtidige Arktisforskning, udtaler Daniel F. Carlson, som forsker i isbjerge ved Arctic Research Center på Aarhus Universitet.

”Det er en naturhistorisk og forskningsmæssig milepæl, at vi nu har adgang til at studere isbjerge under vand. Det beriger den videnskabelige indsigt i isbjerge som naturfænomener, men det gør det også muligt for ingeniører at udvikle præcise beregningsmodeller for, hvordan de smelter,” siger han.


Billeddata kan afsløre smeltemønstre

Undervandsrobotten kan ifølge Daniel F. Carlson gå hen og blive en game-changer for både biologer, klimaforskere og søfartsindustrien. Med en omgang databehandling gør optagelserne af isbjergene det nemlig muligt at identificere og forudsige smeltemønstre og bevægelser i vand, og det kan løse et voksende problem på den nordlige halvkugle.

Han bakkes op af Claus Melvad, som er er ingeniørdocent ved Ingeniørhøjskolen Aarhus Universitet og har arbejdet med undervandsrobotter i årevis.

”Den globale opvarmning får isbjergene til at smelte, og det har store konsekvenser for hele det arktiske økosystem. Smeltevandet lægger sig som et ferskvandslag på det salte hav, og det påvirker solindstrålingen gennem overfladen og dermed væksten af alger og plankton. Med denne unikke undervandsrobot kan vi skaffe detaljeret viden om de specifikke smeltemønstre og dermed de klimamæssige og biologiske konsekvenser,” siger han.

Et andet problem med de smeltende isbjerge er, at de bliver uligevægtige og kan begynde at rotere. Når det sker, virker det som en stor blandingsmaskine i havet til fare for havtrafikken.

”I princippet kan vi bruge vores data til at simulere isbjergenes bevægelser og dermed forudsige, hvornår de udgør en fare for havtrafikken alene ud fra et satellitbillede af toppen,” siger Kristian K. Sahlholdt, ingeniørstuderende Aarhus Universitet.

De studerende har netop kvalificeret sig til verdensmesterskabet i robotdesign for universitetsstuderende, der løber af stablen i Austin i maj måned.

 

KONTAKT

Robert Søndergaard, maskiningeniørstuderende, Aarhus Universitet: NorthROV@gmail.com

Claus Melvad, Ingeniørdocent, Ingeniørhøjskolen Aarhus Universitet

Daniel Frazier Carlson, postdoc, Arctic Research Centre, Aarhus Universitet

MERE INFORMATION

Læs mere om diplomingeniøruddannelsen i maskinteknik

Se projektgruppens præsentationsvideo her

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

AU Engineering