Het grootste probleem bij reddingen en bergingsoperaties op zee is dat het zo lang duurt voordat hulp ter plaatse is. Vooral omdat door stromingen drenkelingen vaak mijlenver wegdrijven. Redders hebben over het algemeen maar zes uur de tijd om mensen te redden. Daarna daalt de kans om iemand levend te vinden aanzienlijk. Dit betekent dat elk jaar honderden mensen verdrinken bij scheepvaartongelukken.
Een internationaal team van onderzoekers onder leiding van George Haller, hoogleraar niet-lineaire dynamica aan de ETH Zürich en MIT heeft nu een berekeningsmethode ontwikkeld om het zoeken op zee te vergemakkelijken. Dit nieuwe algoritme, dat het team heeft ontwikkeld met behulp van tools uit dynamische systeemtheorieën en kustwacht gegevens, kan voorspellen waar mensen of objecten komen bovendrijven. “We hopen dat ons werk zal helpen meer levens te redden,” zegt Mattia Serra, eerste auteur van de studie die onlangs is gepubliceerd in het tijdschrift Nature Communications.
Met zoeken gaat kostbare tijd verloren
Tot nu toe bepalen reddingsdiensten waar een persoon of object ongeveer moet zijn aan de hand van uitgebreide modellen van de oceaan dynamiek en de weerberichten. Deze voorspellingen zijn echter vaak vrij onnauwkeurig als gevolg van snel veranderende kustwateren, onzekere parameters en een gebrek aan gegevens. Het gevolg is dat de eerste zoektocht vaak op een totaal verkeerde plaats plaatsvindt en er veel kostbare tijd verloren gaat.
In hun wiskundige berekeningen hebben de wetenschappers ontdekt dat objecten die op het zeeoppervlak drijven, zich verzamelen langs bepaalde curve-achtige lijnen. Deze zogenaamde “TRansient Attracting Profiles” (TRAP’s) – profielen met tijdelijke aantrekkingskracht – zijn niet met het blote oog zichtbaar. Met het nieuwe algoritme kunnen ze echter worden berekend op basis van de stromingsgegevens van het zeeoppervlak. Deze gegevens zouden een “snelle en nauwkeurige planning van routes voor reddingsoperaties mogelijk maken die minder gevoelig zijn voor onzekere informatie over het tijdstip en de plaats van het ongeval”, aldus de onderzoekers.
Eerste tests geslaagd
Het nieuwe algoritme werd getest in twee afzonderlijke experimenten in de buurt van Martha’s Vineyard voor de Amerikaanse noordoostkust. Bij de tests waren ETH-onderzoekers, een team van de afdeling Werktuigbouwkunde van het MIT, een groep van het Woods Hole Oceanographic Institute en een team van de Amerikaanse kustwacht betrokken. De teams gebruikten dezelfde real-time gegevens als de Amerikaanse kustwacht en observeerden hoe de ingezette boeien en testdummy’s zich verzamelden langs de berekende curven.
“Onze resultaten zijn eenvoudig te interpreteren, snel beschikbaar en goedkoop te implementeren”, legt Serra uit. De methode kan ook worden gebruikt om grotere objecten die op het zeeoppervlak drijven te berekenen, zoals de verspreiding van een olievlek. De wetenschappers zijn vervolgens van plan om de methode in andere mariene regio’s te testen. “We hopen dat deze methode een standaard hulpmiddel wordt voor de kustwacht,” benadrukt Haller.
Foto: Objecten die in het water drijven -en dus ook mensen- verplaatsen zich via berekenbare bochtige lijnen. © George Haller/ETH Zürich.
Lees via deze link andere artikelen over slimme algoritmes
