Een team van wetenschappers van onderzoekscentra van Maine tot South Carolina zal hightech tools ontwikkelen en inzetten om cyanobacteriën in meren aan de oostkust te onderzoeken.

Het meerjarige project combineert big data, kunstmatige intelligentie en robotica met nieuwe en beproefde technieken voor het bemonsteren van meren om te begrijpen waar, wanneer, en hoe cyanobacteriële bloei zich ontwikkelt.

Het onderzoeksteam brengt experts op het gebied van zoetwaterecologie, computertechnologie, engineering en geospatiale wetenschappen van Bates College, Colby-college, Dartmouth, de Universiteit van New Hampshire, de Universiteit van Rhode Island en de Universiteit van South Carolina.

"Het komt zelden voor dat teams van zoveel verschillende specialismen samenkomen om een ​​probleem als dit te bestuderen. " zei Alberto Quattrini Li, een assistent-professor computerwetenschappen aan Dartmouth en de algehele projectleider. “Door samen te werken, we kunnen de hoeveelheid gegevens die kan worden verzameld vergroten en de voorspellingsmogelijkheden vergroten."

Zoetwatermeren zijn verantwoordelijk voor een verscheidenheid aan menselijke en ecologische diensten, zoals het verstrekken van drinkwater en het produceren van voedsel. Maar meren in het hele land en de wereld worden in toenemende mate bedreigd door een toename van de incidentie van schadelijke cyanobacteriële bloei.

Soms bekend als blauwgroene algen, de bloei van cyanobacteriën heeft invloed op de kwaliteit van het meerwater en bedreigt de menselijke gezondheid door gifstoffen die meerdere orgaansystemen kunnen beschadigen.

Wetenschappers weten dat veranderingen in landgebruik en wereldwijde klimaatverandering de belangrijkste oorzaken zijn van cyanobacteriën, maar er is nog veel dat niet bekend is over wat de timing en locatie van bloemen in individuele meren beïnvloedt. Onderzoekers proberen ook te begrijpen hoe cyanobacteriën worden beïnvloed door extreme neerslaggebeurtenissen.

"We vermoeden dat individuele bloei het gevolg is van een gecompliceerde interactie van omstandigheden, waaronder het laden van voedingsstoffen in de afgelopen lente, recente trends in temperatuur en neerslag, en de huidige omstandigheden in het meer, " zei Kathryn Cottingham, een professor in de biologie in Dartmouth. "Tot nu, we hadden niet de tools of technologieën om de omstandigheden op de juiste ruimtelijke of temporele schaal te volgen om die drijfveren te begrijpen."

Het project zal gebruik maken van robotboten, boeien en met camera uitgeruste drones voor het meten van fysieke, chemisch, en biologische gegevens in meren waar cyanobacteriën worden gedetecteerd. Wanneer gecombineerd, de technologie zal grote hoeveelheden gegevens genereren met betrekking tot de meren en de ontwikkeling van de schadelijke bloemen. Het project zal ook nieuwe algoritmische modellen bouwen om de bevindingen te beoordelen.

Meren in New Hampshire, Maine, Rhode Island, en South Carolina zullen worden bestudeerd als onderdeel van het project.

Informatie die via het onderzoek wordt verzameld, kan leiden tot betere voorspellingen van wanneer en waar cyanobacteriële bloei plaatsvindt. Die voorspellingen kunnen het mogelijk maken om eerder maatregelen te nemen ter bescherming van de volksgezondheid in recreatiemeren en in meren die drinkwater leveren.

Met technologie voor water en lucht, onderzoekers zullen ook informatie verzamelen over de bevolking en het landgebruik rond de meren om te bepalen hoe deze factoren de vorming van bloemen kunnen beïnvloeden.

Projecttechnologie zal worden gedeeld met meerbeheerders en burgers, zodat leden van de gemeenschap hun eigen monitoring kunnen uitvoeren. Lokale huiseigenaren zullen een korps van "burgerwetenschappers" vormen om het project te ondersteunen.

Ook mbo- en wo-studenten nemen deel aan het project. Met een dergelijke interdisciplinaire training hoopt men de volgende generatie wetenschappers voor te bereiden op het aanpakken van maatschappelijke vraagstukken.