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Marine Litter Analysis Robot (concept)

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  • 1. Source: Marine Litter Harvesting - Project: Floating Horizon - Dipl. Ing. Dipl. Des. Ralph Schneider
  • 2. Source: Content Research Concept Modeling Imagine Next StepProject Floating Horizon, 19.03.2012 2
  • 3. Source: ResearchProject Floating Horizon, 19.03.2012 3
  • 4.  ElectricJellyfish pictures underwater photos.jpg (JPEG-Grafik, 1600x1200 Pixel) (2009). Online verfügbar unter http://thundafunda.com/33/underwater-animals-fish/ElectricJellyfish%20pictures%20underwater%20photos.jpg, zuletzt aktualisiert am 12.04.2009.  nationalgeographics (Hg.) (2010): verschmutzung-10512.jpg (JPEG-Grafik, 633x412 Pixel). Online verfügbar unter http://www.nationalgeographic.de/thumbnails/lightbox/12/05/01/verschmutzung-10512.jpg, zuletzt aktualisiert am 23.11.2010, zuletzt geprüft am 05.12.2010.  Stiv Wilson (2007): turtle_plasticbag_w800_edited4.JPG (JPEG-Grafik, 798x509 Pixel). Online verfügbar unter http://img.wendmag.com/uploads/turtle_plasticbag_w800_edited4.JPG, zuletzt aktualisiert am 30.06.2008, zuletzt geprüft am 24.11.2010.Source:  gda_world_map_small.jpg (JPEG-Grafik, 3754x2919 Pixel) (2008). Online verfügbar unter http://www.gebco.net/data_and_products/gebco_world_map/images/gda_world_map_small.jpg, zuletzt aktualisiert am 29.04.2008, zuletzt geprüft am 04.11.2010.Focal point Ocean 70% of our planet is covered with water Habitat for 80% of the global biosphereProject Floating Horizon, 19.03.2012 4
  • 5. Source:  TheOilDrumm.com (2010): 5030425137_dc570fe90d.jpg. Online verfügbar unter http://farm5.static.flickr.com/4147/5030425137_dc570fe90d.jpg, zuletzt aktualisiert am 27.09.2010, zuletzt geprüft am 25.10.2010.Focal point Ocean _ Our Benefits from the Ocean: _ Largest Co2 - Consumer: - 10 Gt. Co2 / a _ Largest O2 - Producer: + 50% _ Food Source _ Climate regulator _ Our Emissions cause: _ Rising temperatures _ Acidification _ Waste Particles _ Our Consumption causes: _ Empty with live full with waste. _ The Result: _ 30% reduction of calcium carbonate based plankton _ 24% loss of marine biodiversityProject Floating Horizon, 19.03.2012 5
  • 6. Source:Marine Debris in the history Twenty Thousand Leagues Under the Sea by Jules Verne’s, 1870 Chapter 12 - The Sargasso Sea, P.276: Above us, huddled among the remnants of keels or undersides, brown weeds, there floated bulwarks staved in and so objects originating from all weighed down with seashells over: tree trunks ripped from and barnacles, they couldnt rise the Rocky Mountains or the to the surface of the ocean. Andes and sent floating down www.feedbooks.com/book/182.pdf the Amazon or the Mississippi, numerous pieces of wreckage,Project Floating Horizon, 19.03.2012 6
  • 7.  WWF (2010). WWF - Living Planet Report. Biodiversity, biocapacity and development, World Wide Fund of Nature, Gland, Switzerland, Online verfügbar unter http://assets.panda.org/downloads/lpr2010.pdf, zuletzt aktualisiert am 16.09.2010, zuletzt geprüft am 09.11.2010.Source:  TheOilDrumm.com (2010): 5030425137_dc570fe90d.jpg. Online verfügbar unter http://farm5.static.flickr.com/4147/5030425137_dc570fe90d.jpg, zuletzt aktualisiert am 27.09.2010, zuletzt geprüft am 25.10.2010.We consume to much today and tomorrow_ 2012: _ 7 Billion humans _ 140% consumption of earth equivalent per year _ 50% of it by the 7% global richest _ 60% carbon based consumption_ 2030: _ 8,3 Billion humans _ 50% more Energy _ Urge for equal rights _ How much will we reduce per person? _ Risk of over-compensationProject Floating Horizon, 19.03.2012 7
  • 8.  cameraflyer (Hg.) (2009): plastic-patch.jpg (JPEG-Grafik, 553x369 Pixel). Online verfügbar unter http://hd2o.tv/flog/wp-content/uploads/2009/04/plastic-patch.jpg, zuletzt aktualisiert am 02.04.2009, zuletzt geprüft am 05.12.2010.  DeepSeaNews (2010): manta_tow_SEAPLEX.jpg. Online verfügbar unter http://deepseanews.com/wp-content/uploads/2010/08/Manta_tow_SEAPLEX.jpg, zuletzt aktualisiert am 09.08.2010, zuletzt geprüft am 11.11.2010.  Craig McClain (2010): article.jpeg (JPEG-Grafik, 370x255 Pixel). Herausgegeben von DeepSeaNews. Online verfügbar unter http://deepseanews.com/wp-content/uploads/2010/11/article.jpeg, zuletzt aktualisiert am 14.11.2010, zuletztSource: geprüft am 05.12.2010.The face of 3 Million Tons of Waste_ 80% of the waste is land based_ „...6.4 million tons of marine litter each year“..._ „...13,000 pieces ... on every square kilometer”_ „...15% of this waste remains in the water, 70% seabed, 15% on the shore.”_ 90% of the sustaining waste are polymers._ The majority of Plastics (LDPE, HDPE und Polystyrene) are lighter than water and stay_ at the surface._ Plastics pellets (nurdles) 3-5mm._ Deviation of scale: _ 39% --- > 1 mm Tsunami _ 35% --- 1 - 0,5 mm _ 17% --- 0,5 - 0,3 mm Waste? _ 10% --- 0,3 - 0 mmProject Floating Horizon, 19.03.2012 8
  • 9.  Greenpeace (Hg.) (2010): Doch kein Bohrstopp in der Tiefsee? Bundesregierung macht Rückzieher! - Greenpeace, Nachrichten zum Th ema Öl. Online verfügbar unter http://www.greenpeace.de/themen/oel/nachrichten/artikel/ doch_kein_bohrstopp_in_der_tiefsee_bundesregierung _macht_rueckzieher/, zuletzt geprüft am 20.11.2010.  SaidaOnline (2009): eating fi sh.jpg. Online verfügbar unter http://www.saidaonline.com/en/newsgfx/eating%20fi sh.jpg, zuletzt aktualisiert am 05.03.2009, zuletzt geprüft am 11.11.2010.Source:  bp_logo1.jpg (JPEG-Grafi k, 1248x1720 Pixel) - Skaliert (48%) (2008). Online verfügbar unter http://www.cartype.com/pics/1315/full/bp_logo1.jpg, zuletzt aktualisiert am 31.03.2008, zuletzt geprüft am 20.11.2010.Waste -Our daily-dose of damage_ Animals & Biosphere_ Humans_ Value Chains_ BrandsProject Floating Horizon, 19.03.2012 9
  • 10.  -lampe.jpg (JPEG-Grafik -lampe.jpg [Stand: 06. Dezember 2010].  Plastic To Oil Machine. Online verfügbar unter http://thecoolgadgets.com/blest-company-plastic-to-oil-machine-home-plastic-recycling-made-easy/, zuletzt geprüft am 15.11.2010Source:  Rosenkranz, Doris et al. (2000): Konsum. Soziologische, ökonomische und psychologische Perspektiven.Opladen: Leske + Budrich (= Lehrtexte Soziologie).The circular economy isa long way to go.Project Floating Horizon, 19.03.2012 10
  • 11. Source:  http://www.marinelittersolutions.com/What can be done?Understand:_ Research for FactsAvoid:_ Raising Awareness_ Promoting best Policies_ Spreading Knowledge_ Preventing Pellet Losses _ Operation Clean Sweep_ Reduce the entry of new litter into the waterways._ Educate different behaviorRecover: Get rid of the waste that is & will be in the ocean._ Fresh water cleaning_ Beach clean days._ Offshore – cleaning Waste Free Ocean (euPC)Project Floating Horizon, 19.03.2012 11
  • 12. Source: “What Lies Under” by Ferdi Rizkiyanto 2011 http://ferdi-rizkiyanto.blogspot.de/2011/06/what-lies-under.html Recover waste by marine litter harvestingProject Floating Horizon, 19.03.2012 13
  • 13. Source: Concept
  • 14.  Sea_morze_ fale_waves_Baltic.jpg (2006). Online verfügbar unter http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/ed/Sea_morze_ fale_waves_Baltic.jpg, zuletzt aktualisiert am 28.12.2006, zuletzt geprüft am 07.12.2010.  Seaplex (Hg.) (2009): avg-winds.png. Online verfügbar unter http://seaplex.files.wordpress.com/2009/07/avg-winds.png, zuletzt aktualisiert am 28.07.2009, zuletzt geprüft am 07.12.2010.Source:  IPRC Climate (Hg.) (2008): Tracking Ocean Debris. Online verfügbar unter http://5gyres.org/media/Tracking _Ocean_Debris_2008.pdf, zuletzt aktualisiert am 20.01.2009, zuletzt geprüft am 07.12.2010.Solution Requirements (Excerpt)Core-Targets: constant movement_ 2.000.000 km2 surface coverage in a sufficient _ Cut and stab resistant (obstacles, ships or live time. forms)_ Avoid the damage to live-forms; Fishes, Animals, Plankton, Humans. Wish - List:_ Collect more waste than you produce. _ Generate work for people. _ Positive energy calculationRequirements: _ Positive resource calculation_ Fouling, settling_ UV, salt water, temperature range, high waves andProject Floating Horizon, 19.03.2012 25
  • 15.  National Instruments (Hg.) (2007): Testing Control Strategies on a Combine Harvester with NI LabVIEW Real-Time, PXI - Solutions - National Instruments. Online verfügbar unter http://sine.ni.com/cs/app/doc/p/id/cs-688, zuletzt aktualisiert am 01.01.2007, zuletzt geprüft am 05.12.2010.  Innecken (2010): Boje soll Ölteppiche eindämmen: Vierte Design-Auszeichnung für Absolvent der Hochschule Darmstadt. Online verfügbar unter http://idwf.eu/pages/de/news395446, zuletzt geprüft am 06.11.2010.  www.plasticseurope.com (2010)Source:  Abundant Seas Foundation (2010): pod PROJECT. Online verfügbar unter http://www.abundantseas.org/pod_project, zuletzt geprüft am 14.11.2010.BenchmarkingKPIs:_ Use of resources_ Surface coverage_ RobustnessHarvester Anti Oil pollution concept Plastic - Island Pelagic Pod by Boris InneckenProject Floating Horizon, 19.03.2012 26
  • 16.  SomnoMedix (Hg.) (1995): „MantaPNG.jpg (JPEG-Grafik, 2616x2048 Pixel) - Skaliert (41%)“. URL: http://www.rlshelp.org/MantaPNG.jpg [Stand: 02. Dezember 2010].  133. whaleshark_isla_contoy_070__1_.jpg (JPEG-Grafik, 1600x1200 Pixel) - Skaliert (70%) (2010). Online verfügbar unter http://www.cancunwhalesharktours.com/images/whaleshark_isla_contoy_070__1_.jpg, zuletzt aktualisiert am 19.05.2010, zuletzt geprüft am 10.11.2010  Dan L.Perlman (2008): Humpback_whale_feeding_DP4106.jpg. Herausgegeben von EcoLibrary.org. Online verfügbar unter http://ecolibrary.org/images/full_image/Humpback_whale_feeding_DP4106.jpg, zuletzt aktualisiert am 03.04.2008, zuletztSource: geprüft am 02.12.2010.Harvest Function_ Collecting and filtering waste_ Locomotion without additional Energy_ Navigation & Communication_ Prevention of damage to life formsProject Floating Horizon, 19.03.2012 27
  • 17.  454405.jpg (JPEG-Grafik, 1809x1295 Pixel) (2010). Online verfügbar unter http://cfnewsads.thomasnet.com/images/large/454/454405.jpg, zuletzt aktualisiert am 02.06.2010, zuletzt geprüft am 14.11.2010.  453166.jpg (JPEG-Grafik, 916x692 Pixel) (2010). Online verfügbar unter http://cfnewsads.thomasnet.com/images/large/453/453166.jpg, zuletzt aktualisiert am 02.06.2010, zuletzt geprüft am 14.11.2010.  12590DSC0149.jpg (JPEG-Grafik, 2048x1536 Pixel) (2009). Online verfügbar unter http://www.slickbar.com/ Images/12590DSC0149.jpg, zuletzt aktualisiert am 04.11.2009, zuletzt geprüft am 14.11.2010.  Wikimedia (2010): Pelagisches_Schleppnetz.jpg. Online verfügbar unter http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/e5/Pelagisches_Schleppnetz.jpg, zuletzt aktualisiert am 15.03.2010, zuletzt geprüft am 18.11.2010.Source:  GyreCleanup (2010): manta-231.jpg. Online verfügbar unter http://www.gyrecleanup.org/wp-content/uploads/2010/05/manta-231.jpg, zuletzt aktualisiert am 19.06.2010, zuletzt geprüft am 13.11.2010.Harvester - FunctionsCollecting and Filtering 2015: _ Net caskade _ 01: 70 mmOil Skimmer _ 02: 3 mm _ 03: 0,5 mm 2030: _ Hydrophilic net-caskade _ Filter-gillsTrawl Net Plankton-Trawl-NetProject Floating Horizon, 19.03.2012 28
  • 18.  http://www.mojosail.com/wp-content/uploads/2011/11/wave-glider-big.jpg  Liquid Robotics (2009): The New York Times > Science > Image > Harnessing Motion. Online verfügbar unter http://www.nytimes.com/imagepages/2009/02/23/science/24wave.ready.html, zuletzt geprüft am 06.11.2010.  Liquid Robotics (2010): BP‘s Mike Utsler and Liquid Robotics CEO Roger Hine. Online verfügbar unter http://www.flickr.com/photos/bpamerica/4929557734/sizes/o/, zuletzt geprüft am 06.11.2010.  Hans Hillewaert (2008): 20101015064422!Sepia_officinalis_(aquarium).jpg (JPEG-Grafik, 3408x2556 Pixel). Online verfügbar unter http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/archive/4/4b/20101015064422!Sepia_officinalis_(aquarium).jpg, zuletztSource: aktualisiert am 16.05.2008, zuletzt g eprüft am 04.12.2010.Harvester FunctionsLocomotion U.S. Patent No. 7,371,136Project Floating Horizon, 19.03.2012 29
  • 19. Source:Harvester - FunctionsStructure - Arrangement _ Monosail _ Tandem (Master & Slave) _ Classical TrawlerProject Floating Horizon, 19.03.2012 30
  • 20.  National Marine Sanctuary Foundation (Hg.) (2008): HIWS_932-1489-08_2-12-06__working _whale_with_support_vessel.jpg (JPEG-Grafik, 2765x1703 Pixel).Online verfügbar unter http://nmsfocean.org/files/HIWS_932-1489-08_2-12-Source: 06__working _whale_with_support_vessel.jpHarvester - FunctionsService - Handling Frequency: every 21 days. Operations: take waste, cleaning, damage inspection Demands: quick, secure, simple Environment: wave heights 4 - 6 meter possibleProject Floating Horizon, 19.03.2012 31
  • 21. Source:Harvester - FunctionsDimensionsHarvester Net:_ Qty. of Collecting-Bots (per Year): 4000 _ Net 01: 7 cm (protection of larger live- forms, hold large passive parts)_ Skim depth: 1 meter _ Net 02: 3 mm_ Net width 7 meters _ Net 03: 0,5 mm_ Bunker capacity 20 kg > ca. 40 Liter_ Speed: 2 km/h Service Infrastructure_ Daily collecting hours: 16 h (inactive at _ QTY Harvester per Service-Ship: ~ 570 night)_ Skimming width over all: 20 - 25 km Duration per service-interval: 30 minutes_ Estimated live time per Unit: 1-2 years _ QTY Service-Ships: 7 _ QTY Mother-Ships & Habitat: 1 _ QTY workers per Ship: 2-3 _ Duration for surface coverage: 6 Jahre _ Costs per Kilogram: 16 Euro _ Costs per Year: 27 Million EuroProject Floating Horizon, 19.03.2012 32
  • 22. Source: Modeling
  • 23. Source:Logo and ColorsProject Floating Horizon, 19.03.2012 34
  • 24. Source:
  • 25. Source:Project Floating Horizon, 19.03.2012 37
  • 26. Source:Kite GliderProject Floating Horizon, 19.03.2012 38
  • 27. Source:Disconnect the Service-UnitProject Floating Horizon, 19.03.2012 40
  • 28. Source:Collecting strategy - Infrastructure1 x Mother Ship7 x Service-Boats7 x 570HarvesterProject Floating Horizon, 19.03.2012 41
  • 29. Source: Thank You! RS@RalphSchneider.dehttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/cf/20000_mobilis_in_mobili.jpgProject Floating Horizon, 19.03.2012 50

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