研究& Innovation

塑造新的方式来养活世界,发现气候变化,能源监控设施

史蒂文斯研究员融合架构和机器学习来设计下一代新的海洋生态系统和工艺品

Ship

大约800万人 - 一个世界公民的每十 - 没有足够的日常食物吃,根据联合国的最新 全球饥饿报告。绝大多数居住在发展中国家,情况实际上是在非洲和南美洲,由于全球气温变暖恶化。这是一个巨大的人道主义挑战。

Sea farm model
对一个设计用于在史蒂文斯教授mirjam菲尔特的实验室开发的海上养殖场

“但如果食物可以有效地用于海洋长大呢?”问澳门太阳城官网 工程 教授mirjam菲尔特。

监测气候变化是另一个迫切的问题。航行船舶极地冒水的温度等海洋读数是昂贵的,综合性的事业。

然而,帆船 无人驾驶飞机 那些偏远地区可能会更安全,更易于管理和成本效益 - 如果工艺被适当地设计。

“实际上很多联系在一起的大问题一起的是流体动力学:事情怎么水中移动,他们有是如何运作的,解释说:”菲尔特。 “我不是一个农民或一个气候学家,我没有这样的专业知识。

“但我对浮式结构的专家,我的专长,我的方式,以帮助养活不断增长的世界人口的下一代;建立自主的海洋传感器;以及使船舶或漂浮装置更安全”

在海服用海洋的脉搏,不断增长的食物

在瑞典长大,菲尔特的家人经常航行。她很快产生了兴趣,船,船舶设计,追求在海军工程多度,她的家国内和国外。

Weina Meng
史蒂文斯教授mirjam菲尔特

她还发现,创新的方法,把她的流体力学知识对一些我们时代的紧迫的全球性挑战,包括人口膨胀,全球变暖和海洋健康。对这样的大问题,工作的机会把她带到了英国,日本终于在美国

“有趣的是我来到这里,因为在所有船体设计最具创新性的进展之一是由一个叫丹尼尔savitsky的人,一个长期史蒂文斯教授(现在仍然部门的名誉成员)创建的,”她说。 “在我的世界里,他是非常有名的,一个摇滚明星。”

在一个努力,在与英格兰的南安普敦大学的合作,她的团队正在设计用于深水作业的养殖海藻养殖场。

“深海养殖更有弹性,自然灾害和气候变化比传统耕作,”菲尔特说。

“关键是,对象必须破浪很好,”菲尔特说。 “想了乒乓球它鲍勃上荡漾完美,而不会损坏不同的形状不会做这种东西;会出现上下摆动和移动的结合。”

“这是一个新的形状,其流体力学性质还是一个未知数。现在,我们要找出如何塑造我们正在设计的波浪运动,这样我们就可以进一步优化该结构。”

Sea drone
弗思也适用于设计用于远洋无人机能够在海洋环境数据收集

在另一项努力,随着技术的瑞典著名的第k个皇家工学院工作,菲尔特的团队帮助改善自主无人机海能安全地往返于深海和采取气候,水和海洋生物的复杂读数。

“有些地方它是非常昂贵的人去了,还是困难,或两者兼而有之,”菲尔特说。 “在这种情况下,自主海洋车辆可能是最好的解决办法。你想要一个无人驾驶飞机,可以旅行到一个偏僻的地方,取读数,然后返回给你,你也希望它是成本效益,因为偶尔会一门手艺会无法返回“。

无人驾驶飞机 - 的帆形,太阳能供电,无人海洋机器人在瑞典的大学, - 也可以作为一个主工艺来部署和收集较小的传感器有效载荷在海洋环境中,她补充道。

“我们计划使用机器学习在这个项目中,为好,以创造一个移动气象站,但是这是在初期阶段,所以我们不能透露更多的在这个阶段”指出菲尔特。

船舶安全,海洋更清洁,更快速船

另一个项目,通过访问第k个硕士研究生卢卡castaldi领导的研究小组调查了可连接到船舶,这可能会增加速度和燃油效率喷雾偏转带设计。该项目充分利用了 戴维森实验室 著名的拖带100米长的拖曳水池,在美国历时最长,最快的一个

千斤顶bonoli,来自马萨诸塞州castaldi的研究辅助史蒂文斯大二海军工程专业,按下一个按钮,并以每小时健康20英里发送加权,刨光,体船通过油箱荏苒 - 发送喷涂进取,水大的球迷要么在工艺方面,因为它的速度过去。现场摄像机捕捉回放运行。

Testing boat hulls in Davidson lab
一些船只的菲尔特的测试发生在戴维森的实验室著名的拖曳水池

“我们正在试图向后直接从船体喷雾,而不是向前,给工艺的额外的推动,”解释bonoli。 “今天的工艺,它没有任何偏转器条,向前发送它,这是一个障碍。”

“研究是很乏味,也可以很有趣,补充说:” castaldi。 “你必须有耐心的人才能享受此,对此我。所以,对我来说,这是既精彩和乐趣。”

在另一组调查,菲尔特和她的学生们正试图发明一种新的船体传感器,能够检测细微裂纹在船舶上,则是灾难性的问题之前。

“船下沉往往比你想象的,但它并没有成为新闻,”她指出。 “大多数的这些发生由于未及时检测,结构性故障。你不能每天检查大型船舶的每一寸。”

她的团队已经建立,产生一个模拟的船体中的一系列连续的振动的一个有趣的实验。然后裂纹被引入,和传感器的复杂的阵列手表和侦听这些振动的变化。

“振动的振动或进展可能会改变,如果有哪怕是很小的裂缝突然出台,”她说。 “这是我们的理论,无论如何,如果我们能够证明这是对小裂纹的话,我们会再向上移动到更大的裂缝。我们将拭目以待。”

Sudents working on hull design
弗思的学生设计和测试船体史蒂文斯实验室

下弗思的手表研究生和本科生和学生团队还探讨在海洋工程等不同的新颖的设计为巨大的浮动石油平台等问题 - “液体容器巨人,漂浮在更多的液体,”菲尔特笔记 - 或个人救生背心。

“我们有很多事情,”她说。 “我不能由我自己做这一切幸运的是,我有很多伟大的学生帮助我的:博士研究生,本科生,史蒂文斯 巅峰学者, Innovation & 创业 summer scholars, and several students visiting from other universities as they complete their master's theses.

“我现在感觉很幸运,在这里史蒂文斯。我们有一个令人难以置信的海洋遗产,世界一流的设施和周围的一些最优秀的学生。”