Slovenska pametna škatla se je vrnila z Antarktike

Skupina raziskovalcev s Fakultete za elektrotehniko Univerze v Ljubljani, Inštituta Jožef Stefan in Fakultete za pomorstvo in promet Univerze v Ljubljani je razvila pametno napravo, s katero so zbirali podatke o delovanju globalnih navigacijskih satelitskih sistemov (GNSS).

Pametno škatlo so namestili na krov italijanskega raziskovalnega ledolomilca Laura Bassi, na katerem se je podala na 200-dnevno raziskovalno odpravo. Ledolomilec je v tem času potoval iz Evrope čez Atlantik, skozi Panamski prekop, čez Pacifik do Nove Zelandije, od tam dvakrat v Rossovo morje na Antarktiki ter nazaj domov okoli rta Horn.

Eden najbolj presenetljivih izsledkov odprave je obsežnost radijskih motenj globalnih navigacijskih satelitskih sistemov. Sistem je namreč zabeležil namerno ali nenamerno motenje signala na kar 81 od 200 dni potovanja, so navedli v sporočilu za javnost.

Slovenska pametna naprava za zbiranje podatkov o delovanju globalnih navigacijskih satelitskih sistemov FOTO: arhiv FE UL

Slovenska inovacija za premagovanje mraza

Znanstvene odprave v polarna območja se soočajo z ekstremnimi vremenskimi pogoji. Temperature, ki ponoči redno padejo pod minus 60 stopinj Celzija, predstavljajo izjemen izziv za delovanje občutljive elektronike, so pojasnili na Fakulteti za elektrotehniko. 

Napredna geodetska oprema, ki bi te pogoje morda še prenesla, je izjemno draga – cene pogosto presegajo 15.000 evrov, hkrati je takšna oprema tudi energetsko zelo potratna. Visoka poraba energije je na dolgih, avtonomnih misijah, kjer je vsak vat energije dragocen, nesprejemljiva, so dodali. Zato so raziskovalci na fakulteti za elektrotehniko zasnovali in izdelali lastno, nizkocenovno merilno platformo.

»Srce inovacije je termično regulirano tiskano vezje. Namesto uporabe potratnih zunanjih grelcev so v laboratoriju za sevanje in optiko z namenom nizkocenovne proizvodnje grelni element integrirali neposredno v notranje plasti tiskanega vezja. Tanka bakrena sled, speljana v obliki vijugaste kače, deluje kot učinkovit uporovni grelec, ki natančno ogreva najbolj občutljive komponente – kot so referenčni kristali za uro, pospeškometri in pomnilniške kartice,« so opisali. 

Inovativna zasnova omogoča ohranjanje stabilne delovne temperature ključnih gradnikov (okoli 20 do 25 stopinj Celzija) z minimalno porabo energije. Celotno ogrevanje sistema porabi le okoli štiri vate moči, kar je bistveno manj od več kot 20 vatov, ki jih zahtevajo tradicionalne metode. Merilni sistem je opremljen s tremi vibracijsko-odpornimi režami za SD kartice, ki omogočajo neprekinjeno zbiranje podatkov (skupno do 6 TB), in diagnostičnim vmesnikom za povezavo s satelitskim omrežjem starlink za nadzor in upravljanje delovanja na daljavo.

Zanesljivost navigacije

Merilna naprava, razvita na fakulteti, je brezhibno delovala vso pot in zbrala ogromen nabor podatkov – približno 600 MB vsak dan, kar je skupno naneslo več kot 85 milijonov posameznih navigacijskih zapisov. Zbrani podatki niso le »potopis«, so edinstven zapis o izzivih, s katerimi se sooča GNSS v realnih pomorskih in polarnih okoljih: od motenj zaradi nizkih kotov satelitov in ionosferskih pogojev, do nenehnega zibanja, nagibanja in pospeševanja ladje na razburkanem morju, so navedli na fakulteti. 

Slovenska pametna naprava za zbiranje podatkov o delovanju globalnih navigacijskih satelitskih sistemov FOTO: arhiv FE UL

Sistem je zabeležil namerno ali nenamerno motenje signala na kar 81 od 200 dni potovanja. To predstavlja resno grožnjo za varnost plovbe, saj lahko privede do napačnega določanja položaja ali celo popolne izgube navigacije.

Na fakulteti so še pojasnili, da so zbrani podatki podlaga, da lahko zgradijo dobro in pravilno delujoče sisteme. Podatki so ključni za razvoj naslednje generacije avtonomnih ladij. »Predstavljajte si tovorne ladje brez posadke, ki morajo same varno pripluti v prometno pristanišče ali se sredi noči izogniti ledeni gori,« so opomnili. Navigacijski sistemi morajo biti zanesljivi. 

»Z edinstvenimi podatki, zbranimi s sistemom, ki smo ga razvili na naši fakulteti, bomo lahko razvili nove, pametnejše algoritme, ki bodo znali prepoznati motnje, jih prezreti in ohraniti ladjo na pravi poti tudi v najbolj surovih razmerah na morju,« je povedal asist. dr. Aljaž Blatnik iz laboratorija za sevanje in optiko, ki je sodeloval pri razvoju inovativnega merilnega sistema.

Pametna škatla je letos septembra ponovno odpotovala na drug konec sveta in se bo maja 2026 vrnila z zakladnico podatkov, ki bo pomagala oblikovati varnejšo in pametnejšo prihodnost plovbe, so še dodali.