Jules Verne, Twenty Thousand Leagues Under the Sea

Transkript

1

2 The sea is everything. It covers seven tenths of the terrestrial globe. Its breath is pure and healthy. It is an immense desert, where man is never lonely, for he feels life stirring on all sides. The sea is only the embodiment of a supernatural and wonderful existence. It is nothing but love and emotion; it is the Living Infinite. Jules Verne, Twenty Thousand Leagues Under the Sea

3 Oppgavens ingress Ved bruk av avansert teknologi er Nautilus en autonom ubåt, utviklet for å effektivisere og forbedre måten en driver med fiske. Oppgaven er skrevet av Silje Skogvang, David Billdal, André Nydegger Wermundsen, Marta Karoline Husebø og Karina Strøm. 1

4 Innhold Lagsammensetning Introduksjon Utfordringer Nautilus, fremtidens fisker Speiderubåtene Lagerubåten

5 Lagsammensetning: Vi er en gruppe på fem sivilingeniørstudenter fra forskjellige studieretninger. Med representanter fra elektronisk systemdesign og innovasjon, teknisk kybernetikk og energi og miljø har vi et lag med bred teknologisk kunnskap innenfor ulike fagfelt. Samtlige medlemmer er godt vandt med å arbeide i team. Spesielt de eldste på gruppen, tredjeklassingene David og André, som har jobbet med app-utvikling det siste året. Deres kreative, nytenkende og løsningsorienterte vesen er en viktig del av gruppen. Videre er det verdt å trekke fram Karina sin evne til å jobbe målbevisst og strukturert. Dette er egenskaper som bidrar til god flyt i gruppen. Marta på sin side er både engasjert, og jobbevillig, og sammen med Silje som er en gledesspreder med fantasifulle ideer, gir det liv til gruppa. Introduksjon Norge er ved veis ende, oljen begynner å ta slutt og mange begynner å se seg til nye steder der olje fortsatt kan utvinnes, slik at veien kan fortsette bittelitt til. Men for noen trenger det en helt ny type vei, en vei basert på innovasjon på flere området enn bare petroleum. Hvilke kunnskaper kan vi utnytte i et så oljeavhengig land? En trenger ikke se lenger enn til hva slags teknologi som har blitt utviklet for å kunne støtte opp rundt utvinning av olje, nemlig operasjoner i maritime forhold. Vi spoler fram til år 2050, et nytt bygg har reist seg i Trondheimsfjorden, Midtfjordkomplekset. Gjennom dette prosjektet har Norge reist seg som leder i verden på nettverksbasert produksjon, samt innenfor håndtering av store datamengder. Komplekset huser 20% av Trondheims befolkning, det er et av verdens mest avanserte bygninger noensinne og er helt selvforsynt i form av energi, vann og mat. Midtfjordkomplekset har fått tilsendt nye typer autonome ubåter som skal ta over fiskingen i området og ernære befolkningen som lever i havbyen. Ubåtene skal sendes ut på 36 timers oppdrag, og komme tilbake med fangst uten å overskride fiskekvoten. De skal på forhånd kunne innstilles til å finne en spesiell type fangst, både etter fiskeart og størrelsen på fangsten. Ubåtene må kunne følge alle miljølovene som Norge har satt rundt fisking og drifting ubåter til havs her i Norge, dette betyr skånsom behandling av fiskene og en miljøvennlig framdrift. Ubåtene er det nyeste innenfor maritim- og kontrollteknologi. De er utstyrt med det nyeste av sensorer og motorer, og skal representere en ny æra innen fisking. Vi kaller den Nautilus. Antagelser Under vår utforming av ubåten Nautilus har vi gjort et par antagelser. Vi antar at det finnes en form for høyhastighets kommunikasjon under vann, med denne teknologien kan Nautilus effektivt kommunisere med Midtfjord og kontrollere mini-ubåtene. Vi har også gått utifra at det finnes gode nok sensorer som kan registrere og tyde hvilke fisk som beveger seg i området. Utfordringer Nautilus skal være en ubåt for fremtiden, en ubåt som dette bør være både miljøvennlig og bærekraftig. Ubåten må kunne styre inntaket av fisken, og også slippe ut fisk som blir regnet for å være for små. For å kunne finne fisken trengs det effektive lokaliseringsverktøy som kan finne fiskestimene og avgjøre hvilken fisketype de består av. 3

6 Fanging av fisk må også fungere effektivt nok til at en tur på 36 timer skal være kosteffektivt i forhold til gamle metoder som er i bruk idag. Den må også ikke påvirke miljøet på en negativ måte. Fremdriften av ubåten vil være avgjørende for effektiviteten og energi-forbruket som trengs for oppdrag ut til Atlanterhavet. Nautilus, fremtidens fisker En fullstendig autonom ubåt, både miljøvennlig og en effektiv jeger. Det skal være mulig å plotte inn ønskelig fisketype, minimumsstørrelse og kvoten som er satt for denne type fisk, før den sendes ut på oppdrag. Det som gjør denne ubåten så spesiell er det veldig store gapet som tar mer enn halve størrelsen av ubåten. Gapet er et sylindrisk formet rør som er helt åpen både ved utgangen og ved inngangen. Ved å skape strømning av vann gjennom røret, vil den fungere som en slags massiv støvsuger som suger til seg vann. Ubåten består av syv deler, en hoved-ubåt, samt seks mindre speiderubåter. Hovedubåtens oppgave er fanging og lagring av fisken, de mindre speiderubåtenes oppgave blir å finne fiskestimer og kontrollere stimene mot hovedubåten. Når fiskene komme fram til hovedubåten vil de bli trukket igjennom «gapet», og de fiskene som blir regnet som store nok vil plassert i lagerromet. Før de små fiskene slippes ut blir de utstyrt med en sporingsbrikke mellom ryggfinnen og halen. Denne brikken overvåker fiskens helse samt avslører dens posisjon. På denne måten kan speider-ubåtene enkelt finne igjen fisken når den har vokst seg stor og vi vil i tillegg få bedre kontroll over fiskebestandens helse og omfavn. Speiderubåtene De er utformet for å være raske og lett bevegelige for å finne fiskestimer raskt og enkelt. Hensikten med disse er både å finne stimer av ønsket type fisk og samle dem mot gapet til hovedubåten. Ved å bruke en kombinasjon av tidligere kartlagte fiskeområder og sporing av tidligere småfisk finner speideren raskt frem til fisken. Når de så beveger seg innpå fisken aktiveres ekkolodd for å finne deres nøyaktige plassering. Ved registrering av en fiskestim sendes speiderubåtenes plassering til Nautilus som vil bevege seg mot dem. Neste oppgave for speiderubåtene blir å samle fisken, dette gjøres ved at de samler seg rundt stimen og begynner å sende ut lyd. Ved å se på handlingsmønstrene til blant annet spekkhoggere håper vi at speiderubåtene på samme måte kan få kontroll på en fiskestim og tvinge dem i en retning. Det hele blir kontrollert fra hovedubåten som rommer de mest sofistikerte datasystemene grunnet størrelsene til speiderubåtene. 4

7 Lagerubåten Hoveddelen i denne komplekse maskinen som utgjør Nautilus, er en massiv ubåt som er designet for å romme store mengder fisk. Fra åpningen av konstruksjonen til enden består den av ett langt ellipseformet rør. Ved hjelp av kraftige pumper blir vann tvunget til å strømme igjennom røret og ut igjen på andre siden. Når da fisken blir trukket av strømmen inn gjennom røret vil de som er store nok bli stoppet av et skrått gitter som er plassert på tvers av røret. Småfiskene som ikke er store nok til å bli mat kan lett bevege seg igjennom gitteret,videre gjennom en slusing hvor de blir merket og så ut igjen på andre siden. De store som da blir igjen bli nå bli dyttet opp langs gitteret av en litt svakere sidestrøm, denne sidestrømmen fører fisken opp til lagerrommet som er plassert over det sylndriske røret. Rørets åpning måler i bredde opptil 5 meter, dette gir stor nok plass til at opptil flere fisker kan suges inn i åpningen samtidig. Det som tidligere har vært et problem ved fisking av storfisk er at småfisk også befinner seg i store stimer og blir dratt med i det som tidligere ble brukt, nett. Dette gjelder ikke Nautilus. Ved å sette opp et skrått gitter/nett et par meter inn i inngangen blir store fisker stoppet, mens små fisker som ikke er ønskelig å få med kan svømme igjennom nettingen og ut på andre siden. Fisken som blir stoppet av nettingen blir videre presset opp (ved hjelp av en pumpe, propell) den skrå nettveggen og inn i et stort lagerrom. Ved bruk av fiskens vekt og art vil datamaskiner i hoved-ubåtens kontrollsystem regne ut når kvoten er fylt opp, eller når lagerrommet er fult. Ved begge disse tilfellene vil en luke inn til lagerrommet stenges og nettingveggen vil legges ned slik at gjenværende fisk vil kunne svømme gjennom røret og ut bak. I lagerrommet vil det være åpninger foran og bak slik at en får en gjennomstrømning av vann slik at det er humanitært leveforhold for fisken til de bringes i land. Øverst i hoved-ubåten finnes hovedstasjonen for datamaskinene og instrumentene som trengs. Deretter vil mini-ubåtene feste seg til hoved-ubåten og bruke sine propeller til å frakte dem alle tilbake. 5