Pilotprosjekt: Den unge havforskeren

Pilotprosjekt: Den unge havforskeren

Vinnerne av havforskerklassen i 2022 var Skien vgs. Foto: Skien vgs.

Vinnerne av Den unge havforskerklassen i 2022 var fra Skien videregående skole. Foto: Skien vgs.

Målet til prosjektet er å øke forståelsen for havet som økosystem, gjennom å øke mengden innsamlede måledata som kan inkluderes i faktiske forskningsmodeller for havet.

Måledataene vil bli inkludert i modellene til Sintef Ocean, NTNU Institutt for marin teknikk/NTNU AMOS og Meteorologisk institutt i Norge.

Her kan du se data fra Sintef Oceans havobservasjonlaboratorium i sanntid.

Faktiske forskningsbidrag

Videregående skoler langs norskekysten vil kunne gi et forskningsbidrag samtidig som de får muligheten til å utvikle plattformer og systemer for selve innsamlingen av havdatamålingene.

På NTNU har vi forskere som ønsker mer data, og som vil bruke innsamlet data, i sine forskningsprosjekter. Resultatene vil også bli brukt av Meteorologisk institutt i deres operative vær/hav-melding.

Jo flere observasjoner værmeldingen har, jo sikrere blir varslene.

Måling av ulike parametre

Datadeling, prosessering, sammensetting og visualisering av store datamengder er også viktig. Her er Ocean Data Foundation/Ocean Hub med på laget. De vil sammen med NTNU og SINTEF legge til rette for dette.

I dette prosjektet skal vi måle ulike parametere i havet. Disse parameterne skal samles inn av elektronikk som er plassert på en bøye. Bøyen kan være fast oppankret, den kan flyte fritt eller den kan plasseres fast på en båt.

Dataene skal sendes inn til en server ved Institutt for marin teknikk, NTNU i Trondheim.

Fra denne serveren kan elevene hente ut data for videre bearbeiding (f.eks. regne statistikk) eller sammenlikne med andre observasjoner.


Bakgrunn og konkurranseregler for Den unge havforskeren

Bakgrunn og konkurranseregler for Den unge havforskeren

Modeller for hav, bestander og økosystem fungerer på samme måte som ulike værmodeller som vi ofte benytter oss av når vi sjekker værvarslingas yr.no.

Ved hjelp av matematiske beregninger beskriver hav- og økosystem-modellene hvordan store oseanografiske havstrømmer, kyststrømmer og vannsjikt fungerer sammen.

De forteller også hvordan økosystemet kan påvirkes av fiskerier og/eller oppdrett, og hvordan økosystemet endrer seg over tid.

Modeller spiller en stadig viktigere rolle i vår forståelse av økosystemet. De marine økosystemene er komplekse og sammensatte, og det er fortsatt mye vi ikke vet og forstår.

Forskning er å sette sammen ulike biter av informasjon for å forstå og beskrive helheten.

Målinger av det «virkelige» havmiljøet er viktige byggesteiner for å lage gode modeller. Men det er umulig å beskrive alt både i tid og rom basert på målinger alene.

Her kommer havdata-modellene til sin fulle rett. De kan brukes til å forstå sammenhenger vi ikke ser i målingene, kvantifisere ting som er umulig å måle, og etterprøve hypoteser.

Mulige havparametere

  • Temperatur
  • pH (surhet) og alkalinitet (bi-karbonatkonsentrasjon)
  • Havstrøm (retning-N/S/Ø/V og hastighet)
  • Lysspredning (mål på alger og annet organisk materiale i sjøen)
  • O2- og CO2-metning/% løsning
  • Hardhet (konsentrasjonen av 2-verdige metaller)
  • NO2-nitrittkonsentrasjonen
  • Salinitet (lokal tilførsel av ferskvann)

Tilpasninger lokalt

Dette prosjektet åpner for store lokale tilpasninger. Ulike skoler har ulike rammevilkår. I Trondheim har vi laget en bøye som fungerer. Den er laget av 75 mm avløpsrør fra Biltema.

Dersom bøyen er oppankret i sterk strøm, kan dette være for spinkle dimensjoner (bøyen kan bli dratt under vann) – her må man i så fall gjøre tilpasninger.

Likedan kan tilpasninger gjøres på sensorsiden. 

Noen kan være interessert i å samle data i nærheten av et oppdrettsanlegg og vil dermed ha behov for spesielle sensorer. Noen har tilgang til båt og kan måle på en helt annen måte.

Noen skoler er plassert langt vekk fra oppdrettsanlegg og kan være uten tilgang til båt. De vil være spesielt interessante siden de kan operere som en referanse for skoler som ligger i mer forurensede områder.

Vi starter pilotprosjektet med å måle temperatur i luft og vann, og lufttrykket.

Vi ønsker å ha kontakt med dere lærere i forbindelse med videre utvikling av pilotprosjektet, som ikke er ferdig utviklet. Og vi vil gjerne diskutere med dere hva som skal måles og hvilke sensorer som skal brukes.

Dere oppfordres også til å videreutvikle bøyen.

I dag bruker vi f.eks. batteri (vil vare ca. 14 dager), men det hadde vært flott om noen kan komplettere med for eksempel solceller.

Vi trenger følgende informasjon fra deg som er lærer:

For å få tilsendt en elektronikk-pakke:
send epost til: haavard.holm@ntnu.no og hillevi.strand@ntnu.no med info om hvilket elektronikksett du ønsker, adresse, mobilnummer.

En viktig del av konkurransen er rapporten. Se også lenger ned om spesielle kriterier for rapporten i Den unge havforsker-klassen.

Det vil komme lenke til innlevering av rapporten og bilde(r) her fra begynnelsen av januar.

Hva rapporten må inneholde

  • Forsiden på rapporten skal ha:
    - Et passende forsidebilde
    - Navnet på gruppedeltakerne
    - Et gruppenavn eller navn på konstruksjonen
    - Skolens navn
    - År
  • Formatet på rapporten må være i PDF. Word godkjennes ikke! Ved forsinket innlevering av rapporten, vil det bli 2 poeng i trekk per dag på overtid.
  • Rapporten må
    - dokumentere hva dere har gjort
    - hva dere har ønsket å undersøke 
    - presentere resultater og
    - diskutere funnene.
  • Rapporten vil bli gjennomgått av juryen, en gruppe eksperter innen elektronikk og teknologi. 
  • Juryen vil ta en samtale om prosjektet med hvert lag på konkurransedagen. 

Leveringsfrist 

Lærerne skal sende inn elevenes rapporter. Leveringsfrist for rapporten er innen utgangen av mandag 21. februar.     

Dokumentasjon av prosessen og gruppebilder

Nytt av i år er at vi også ønsker at det sendes inn

  1. Godkjent(e) lagbilde(r).
  2. Bilde av bilde av båt/vindturbin/havbøye eller annen konstruksjon sendes sammen med rapporten, men separat. (Helt i orden om bildet også brukes i rapporten.)
  3. En kort film om prosessen med å lage enten skipet, vindturbinen, havbøya eller det man har laget i åpen klasse. Maks 20 sek.

Dette vil brukes til en åpningsfilm om alle lagene på konkurransedagen og i profileringen av Ocean Space Race.          

Hvordan skjer innleveringen

  • Rapport og lagbilder skal lastes opp av læreren på et nettskjema.
  • Når det gjelder film vil den ansvarlige læreren bli invitert inn i en Dropbox-mappe eller kan sende via WeTransfer til live.oftedahl@ntnu.no. 

NB: Bildene og rapporten må merkes med gruppenummer, konkurranseklasse og skolenavn. Eksempelvis: 9.vindtubin.Skienvgs. 

Er rapporten større enn 30 MB må den sendes til hillevi.strand@ntnu.no.

Dere som er med på pilotprosjektet, vil få tilsendt elektronikk.

Settet vil bestå av et arduino kort, batteri og ulike sensorer. Kode til arduino-kortet vil også distribueres. Når dere har koblet dette sammen og programmert kortet, vil elektronikken sende målte verdier inn til vår server. Dere må selv skaffe Sim-kort (mulig vi kan skaffe dette gjennom et Telenor-samarbeid? Kommer eventuelt tilbake til dette).

Elektronikken inneholder sensorer som kan måle temperatur i luft og i sjø samt lufttrykket.

Denne pakken kan brukes som den er, og man kan samle inn data som kan brukes i værvarslingen eller til å kunne si noe om klimaendringer over tid – det er mange muligheter.

Dere har også muligheten til å koble opp flere sensorer – her vil vi gjerne være i kontakt med dere.

Bøyen tenkte vi at dere kunne lage selv. Vi har brukt avløpsrør (75mm) fra Biltema.

I bunnen av denne har vi festet et tungt lodd. Vi har kuttet ut skiver av styrofoam som sørger for at bøyen flyter. Det er laget et lite rom i toppen av bøyen, ellers er hele bøyen fylt med styrofoam.

Elektronikken og batteriet er plassert i toppen av røret. Vi har plassert et lokk på toppen av røret, for å hindre regn og sprut i å komme i kontakt med elektronikken.

Hver gruppe må sende inn en faglig rapport om sitt målesystem, som vil bli evaluert av fagjuryen til Ocean Space Race.

Her kan dere beskrive arbeidet som er utført og begrunne valgene som dere tok underveis i prosessen fram til den endelige bøyen.

1

Beskrivelse av intensjonen for ny teknologi/konsept, sammenligning mot eksisterende teknologi/løsning. Hvilke data skal samles inn og hvordan?

2

Vurdering av nytteverdi, pålitelighet, anvendbarhet i forhold til bruksområde, potensiale teknologisk, økonomisk etc.

3

Presentasjon av design, arbeidstegninger, dimensjoner, materialvalg. Kort beskrivelse av byggeprosessen (maks tre sider med tekst og bilder).

4

Teori i tilknytning til design, tekniske beregninger, veivalg.

5

Måloppnåelse i forhold til intensjon, foretatte utprøvinger, tester etc.

6

Grad av realiserbarhet, utfordringer, veien videre for verifikasjon av konsept. Tilførsel av energi til måleinstrument og overføring av data.

7

Presenter innsamlede data. Hvordan skal de brukes videre?

8

Presentasjon av innhold og layout for presentasjonsplakat for prosjektet, og eventuell demonstrasjon.

9

Rapportkvalitet og referanser: Orden, innholdsliste, fine illustrasjoner, figurer og tabeller, ryddig bruk av formler og tall, god lesbarhet.

10

 Faglig: Kvalitet i konklusjoner og beslutninger, gjenspeiling av interesse og engasjement.

Hvert kriterie får fra 0.0 - 0.5 = Dårlig, 0.5–1.5  = Ok, 1.5–2.0 = Meget bra.

Totalt maks 20 poeng.

Modeller vises fram på bord. Rapporten dere har levert i forkant vil maksimalt telle 20 poeng.

I tillegg blir det en samtale med juryen hvor laget viser fram og beskriver modellen sin på cirka fem minutter.

Laget kan gjerne ha med en plakat slik at andre kan lese om det spesifikke prosjektet etterpå.

Finish og kreativitet

Alle konkurranseklassene vil bli vurdert av juryen på kreativitet og finish.

Juryen vil gå rundt i Havbassenget og se på modellene (både båter, vindmøller, havmåling og åpen klasse) og gi poeng.

Kreativitet og finish teller maks 10 poeng og deles ut av juryen.