Ένα τιτάνιο ερευνητικό έργο της Ευρωπαϊκής Ένωσης με την συμμετοχή και Ελλήνων επιστημόνων του ΙΤΕ της Κρήτης

Μια παγκόσμια «δίδυμη» ψηφιακή αναπαράσταση των ωκεανών σχεδιάζουν επιστήμονες της Ευρωπαϊκής Ένωσης με την συμβολή και Ελλήνων επιστημόνων. Έτσι, η συλλογή στοιχείων δύο δεκαετιών που συνδέονται  τη  βιώσιμη γαλάζια οικονομία θα συγκεντρωθούν σε ένα τιτάνιο ερευνητικό έργο που στοχεύει στην πλήρη καταγραφή μελέτη και έρευνα όλων όσων περιέχει το «βασίλειο των ωκεανών».

Το ψηφιακό δίδυμο του ωκεανού (Digital Twin of the Ocean), θα είναι μια πλήρης ψηφιακή αναπαράσταση των ωκεανών,  ενώ το έργο θα αναπτυχθεί για την Ευρωπαϊκή Ένωση μέσω του έργου «Iliad». Στην ανάπτυξη του δε, θα συμμετάσχουν και οι επιστήμονες του Εργαστηρίου παράκτιας και θαλάσσιας έρευνας του Ιδρύματος Τεχνολογίας και Έρευνας (ΙΤΕ).

Όπως αναφέρουν οι μελετητές του ευρωπαϊκού έργου, θα συνδυαστούν δεδομένα ωκεανογραφικών μεταβλητών όπως ρεύματα, θερμοκρασία, αλατότητα, θρεπτικά, πλαστικά, που θα συλλέγονται από τοπικά συστήματα παρακολούθησης και από υπάρχουσες ευρωπαϊκές βάσεις δεδομένων (GEOSS, GOOS, EMODNet), δορυφορική τηλεπισκόπηση (Copernicus), προγνωστικά ωκεανογραφικά μοντέλα και σύγχρονες υπολογιστικές υποδομές  (Διαδίκτυο των Πραγμάτων, Υπολογιστικό Νέφος).

Και βεβαίως, σκοπός της δημιουργίας του ψηφιακού διδύμου είναι η παροχή προγνώσεων μεγάλης ακρίβειας και προσομοιώσεων των μεταβολών της κατάστασης της θάλασσας λόγω της κλιματικής αλλαγής και ανθρωπογενών δραστηριοτήτων και παρεμβάσεων.

Στην διάρκεια της δημιουργίας του ψηφιακού ωκεάνιου «χάρτη», ο συνδυασμός γεωγραφικής οπτικοποίησης, καθηλωτικής οπτικοποίησης και εικονικής ή επαυξημένης πραγματικότητας θα επιτρέπει στους χρήστες να εξερευνούν, να συνθέτουν, να παρουσιάζουν και να αναλύουν τα γεωχωρικά δεδομένα κάθε περιοχής με διαδραστικό τρόπο.

Πάντως, όπως αναφέρεται στις μελέτες του έργου, οι συνεχείς παρατηρήσεις των ωκεανών αποτελούν ουσιαστικό μέρος της προσπάθειας που γίνεται σε παγκόσμιο επίπεδο για την κατανόηση και την προστασία των θαλάσσιων κοινωνικοοικολογικών συστημάτων. Οι παρατηρήσεις μπορεί να είναι δείγματα που συλλέγονται σε πλοία, μετρήσεις από όργανα σε σταθερές πλατφόρμες, αυτόνομα και παρασυρόμενα συστήματα, υποβρύχιες πλατφόρμες, πλοία στη θάλασσα ή συστήματα τηλεπαρατήρησης όπως δορυφόροι και αεροσκάφη.

Πριν από 10-20 χρόνια, τα θαλάσσια δεδομένα από αυτές τις παρατηρήσεις ήταν δύσκολο να βρεθούν και ήταν προσβάσιμα μόνο μέσα από μακριές και πολλές φορές  δαπανηρές διαπραγματεύσεις. Έτσι, δεν μπορούσε να δημιουργηθεί μια πλήρης εικόνα των ωκεανών.

Ωστόσο, τις δύο τελευταίες δεκαετίες, η Ευρωπαϊκή Ένωση επένδυσε σε πολιτικές και υποδομές για να καταστήσει τη γνώση του ωκεανού στο επίκεντρο των περιβαλλοντικών και κλιματικών πολιτικών καθώς και της γαλάζιας οικονομίας. Σ αυτή την πορεία δε, τα κράτη μέλη της, μαζί με τους γείτονες τους, έχουν δημιουργήσει μια ασυναγώνιστη υποδομή θαλάσσιων δεδομένων και προβλέψεων τα οποία και θα χρησιμοποιηθούν στο νέο πρόγραμμα, που θα είναι «επόμενο βήμα» στα παραπάνω.

Παράλληλα, με ένα ευρύ φάσμα πηγών δεδομένων, τα δεδομένα αυτά θα μετατραπούν σε γνώση και θα συνδεθούν, με στόχο θα αποκτήσουν δύναμη από αυτά και πολίτες, κυβερνήσεις ή βιομηχανίες.

Στόχος των παραπάνω βέβαια είναι η παρακολούθηση, η διατήρηση και η βελτίωση των θαλάσσιων οικοτόπων με στόχο να φτάσουμε σε μια βιώσιμη γαλάζια οικονομία (αλιεία, υδατοκαλλιέργεια, μεταφορές, υπεράκτια ενέργεια κ.λπ.).

Προβλέψεις και για ακραία φυσικά φαινόμενα

Το νέο πρόγραμμα θα περιέχει επίσης μοντέλα προσομοίωσης της θαλάσσιας ρύπανσης και θα αναπτύξει αλγόριθμους Τεχνητής Νοημοσύνης για την αναγνώριση μοτίβων στα ωκεανογραφικά και κλιματικά δεδομένα και πρόγνωση μεταβολών σε βάθος χρόνου.

Τέλος, θα προσφέρει πρόσβαση σε δεδομένα και υπηρεσίες, μέσω εικονικής και επαυξημένης πραγματικότητας, που θα αφορούν επιχειρησιακές προγνώσεις κατάστασης θάλασσας, ακραίων φυσικών φαινομένων, κλιματικής αλλαγής και επιπτώσεων στη θάλασσα. Όλες αυτές οι υπηρεσίες όπως είναι φυσικό θα είναι ιδιαίτερα χρήσιμες σε λιμάνια, αλιείς, υδατοκαλλιέργειες, λιμενικό, ναυτιλομένους, εταιρείες εξόρυξης/εκμετάλλευσης υδρογονανθράκων, φορείς δραστηριοποιημένους στον παράκτιο και θαλάσσιο τουρισμό και ευρωπαϊκούς/εθνικούς φορείς διαμόρφωσης πολιτικών για τη γαλάζια ανάπτυξη και τη γαλάζια οικονομία.

Στο έργο «Iliad» συμμετέχουν 56 ακαδημαϊκά ή ερευνητικά ιδρύματα, ιδιωτικές εταιρίες τεχνολογίας, βιομηχανικοί εταίροι και τελικοί χρήστες του παράκτιου και θαλάσσιου χώρου, από 18 χώρες της Ευρώπης, Μέσης Ανατολής και Βορείου Αφρικής. Χρηματοδοτήθηκε με 17 εκατομμύρια ευρώ από το πρόγραμμα Ορίζοντας 2020 στο πλαίσιο της Ευρωπαϊκής Στρατηγικής Green Deal.

Οι Έλληνες επιστήμονες του ΙΤΕ

Το Εργαστήριο Παράκτιας και Θαλάσσιας Έρευνας του ΙΤΕ της Κρήτης, είναι κεντρικός εταίρος του έργου και θα ασχοληθεί με την ανάπτυξη και εφαρμογή προγνωστικών επιχειρησιακών μοντέλων, την ανάλυση παρατηρήσεων και την ανάπτυξη μεθόδων Τεχνητής Νοημοσύνης, για αναγνώριση και πρόγνωση ακραίων φαινομένων και μοτίβων συμπεριφοράς των ωκεανογραφικών παραμέτρων.

Όπως αναφέρουν οι πληροφορίες, στα πλαίσια του έργου,  η υπηρεσία Coastal Crete που λειτουργεί το εργαστήριο, θα αναβαθμιστεί σε ψηφιακό δίδυμο της θαλάσσιας περιοχής γύρω από την Κρήτη, σαν ένα από τα επιμέρους ψηφιακά δίδυμα που θα αναπτυχθούν σε περιοχές της Ευρώπης. Θα ενσωματώσει έτσι δεδομένα παρακολούθησης ωκεανογραφικών μεταβλητών από νέας τεχνολογίας αισθητήρες που θα εγκατασταθούν στην παράκτια περιοχή της Κρήτης σε συνεργασία με το εργαστήριο.

Με αυτό τον τρόπο, το Coastal Crete θα αποτελέσει το πρώτο ελληνικό ψηφιακό δίδυμο της θάλασσας, παρέχοντας στους χρήστες υπηρεσίες πληροφόρησης για ασφαλή χρήση του θαλάσσιου χώρου και λεπτομερείς προγνώσεις, συστήματα έγκαιρης προειδοποίησης (ακραίοι  κυματισμοί και επιπτώσεις σε εγκαταστάσεις), βελτιστοποίησης δρομολόγησης πλοίων (για μείωση εκπομπών CO₂), αντιμετώπισης περιβαλλοντικών κινδύνων καθώς και δεδομένα πεδίου σε πραγματικό χρόνο.

Την ομάδα του εργαστηρίου θα συντονίζουν ο Δρ. Νίκος Καμπάνης, διευθυντής Ερευνών και επικεφαλής του Εργαστηρίου Παράκτιας και Θαλάσσιας Έρευνας, Ινστιτούτο Υπολογιστικών Μαθηματικών του Ιδρύματος και η Δρ. Κατερίνα Σπανουδάκη, συνεργαζόμενη ερευνήτρια.