Amerikaanse onderzoekers hebben zestien onderwaterrobots ter grootte van een grapefruit het gedrag van plankton laten nadoen. Ondertussen dromen ze van zwermen van honderden of zelfs duizenden van zulke robots. Ze zijn perfect voor het onderzoeken van de oceaan.

De robotjes zijn door hun bouwers M-AUE’s gedoopt: Mini-Autonomous Underwater Explorers. Met hun volume van 1,5 liter zijn ze - voor zover bedenker dr. Jules Jaffe en collega’s hebben kunnen nagaan - kleiner dan al hun voorgangers.

Op afstand bestuurbaar zijn de M-AUE’s niet. Het idee is juist dat ze zich door de stroming laten meevoeren, waarbij ze wel desgewenst op en neer kunnen gaan, of juist op dezelfde hoogte kunnen blijven, door hun drijfvermogen aan te passen.
 

M-AUE's in zee.

Plankton volgen

De eerste proef, gedaan voor de Californische kust, werd geïnspireerd door het werk van biologisch oceanograaf prof.dr. Peter Franks. Twintig jaar geleden beschreef die al hoe plankton - kleine, door het water zwevende organismen - samen stroken kunnen vormen van ongeveer een km lang en 100 m breed. Probleem was alleen dat Franks' theorie lange tijd niet te verifiëren was; individuele plankton-organismen onder water volgen was geen optie.

Dankzij de M-AUE’s kon nu eindelijk worden aangetoond dat Franks het grotendeels bij het rechte eind had, schrijven de onderzoekers in Nature Communications. Door de robots simpelweg de regel ‘blijf op 10 meter onder het wateroppervlak zwemmen’ mee te geven (hun hoogte bepaalden ze met een druksensor), vormden ze zonder elkaars posities te kennen automatisch grote groepen.

Daarbij rijst de vraag of zestien robots genoeg is om het gedrag van enorme hoeveelheid plankton te simuleren. Volgens Franks is dat inderdaad zo. Hij mailt: 'Het aspect van de zwerm dat we wilden testen, was hoe de M-AUE's ten opzichte van elkaar bewogen; hoe de grootte van de zwerm veranderde als er golven voorbij kwamen. Daar heb je op zich maar drie tot vijf robots voor nodig. Wel geldt: hoe meer M-AUE's, des te beter de statistieken. Zestien is dan een wat willekeurig aantal, maar het was genoeg om zowel de golven te kunnen meten, als om te kunnen bepalen hoe de zwermgrootte veranderde."


Larven en algenbloei

Wel kampen de M-AUE’s nog met een aantal nadelen. Zo gaat het veranderen van het drijfvermogen vrij traag, waardoor de robotjes moeite hebben met snelle verticale bewegingen van het water. Ook moeten ze stuk voor stuk worden opgevist voordat de verzamelde gegevens zijn uit te lezen; een klus die drie tot vijf uur duurt.

Toch hebben de onderzoekers hoge verwachtingen van hun project. Met zwermen van honderden of zelfs duizenden M-AUE’s hopen ze straks onder meer de migratie van larven, schadelijke algenbloei en olierampen te onderzoeken. En omdat de robotjes elk een onderwatermicrofoon bij zich hebben, kunnen ze bovendien de geluiden van bijvoorbeeld schepen of walvissen registreren.