Hi Mussels

System stacji do biomonitoringu wód śródlądowych i przybrzeżnych za pomocą małży z gatunku Dreissena polymorpha

Innowacyjna sieć stacji monitorujących wody powierzchniowe umożliwia całodobową obserwację zmian ich stanu ekologicznego.

Nasz biomonitoring pozwala natychmiastowo reagować na niepożądane zmiany w środowisku. Wykorzystujemy do tego celu innowacyjną metodę - biosensory (małże z gatunku Dreissena polymorpha). Specjalnie zaprojektowana aplikacja zapewnia sprawną komunikację pomiędzy stacją a użytkownikiem.

O projekcie

Biologiczne Systemy Wczesnego Ostrzegania (ang. BEWS) wykrywają zanieczyszczenia w środowisku naturalnym poprzez analizę zmian zarówno biochemicznych w organizmie jak i tych behawioralnych. Pomimo, że samo rozwiązanie zostało wprowadzone do użytku już kilkadziesiąt lat temu, to nasza biostacja Hi Mussels stanowi jego nowoczesną i zautomatyzowaną alternatywę.

Ważnym i oczywistym celem projektu była walka z postępującym zanieczyszczeniem naszej planety. Zależało nam także na zwiększeniu wsparcia czynności takich jednostek jak: Polskiego Związku Wędkarskiego, lokalnych Departamentów Ochrony Środowiska oraz Wojewódzkich Inspektoratów Ochrony Środowiska. Do zaprojektowania naszego autorskiego systemu Hi Mussels wykorzystaliśmy wiedzę na temat technologii ciągłego monitoringu wód. W skład projektu wchodzą: sieć biostacji, system komputerowy do analizy danych i aplikacja mobilna.

System Hi Mussels

System składa się z dwóch głównych elementów, czyli stacji biomonitorującej, która wykorzystuje organizmy żywe (głównie małże), jako biosensory i sensory fizykochemiczne oraz zaawansowanego systemu komputerowego do analizy sygnałów.

Małże to naturalne filtratory. Te niesamowite mięczaki potrafią wychwytywać z wody niewielkie cząstki i szybko reagować na wszelkie zmiany chemiczne zachodzące w ich otoczeniu. Prosta fizjologia tych organizmów pozwala na zarejestrowanie ich odpowiedzi na zmiany w środowisku poprzez zapis ruchów muszli. Sygnały analizowane są w czasie rzeczywistym w chmurze, a widoczna reakcja małż na zanieczyszczenia natychmiast uruchamia alarm.

Kluczowe wyzwania

  • Przeprowadzenie niezbędnych badań w temacie biomonitoringu wód śródlądowych i przybrzeżnych
  • Zaprojektowanie i stworzenie prototypu biostacji wyposażonej w biosensory (małże z gatunku Dreissena polymorpha)
  • Stworzenie systemu komputerowego do analizy sygnałów z biostacji
  • Zaprojektowanie aplikacji mobilnej, służącej do informowania o wynikach monitoringu wód
  • Stworzenie mechanizmu natychmiastowego informowania za pomocą notyfikacji PUSH i zaimplementowanie go do aplikacji
  • Używanie bazy danych czasu rzeczywistego (Firebase Database) w celu komunikowania się z wieloplatformową aplikacją mobilną
  • Stworzenie mapy sieci biostacji (wskazującej rozlokowanie poszczególnych stacji)

Technologie i metodologia

  • Javascript
  • jQuery
  • Firebase Database
  • Firebase Hosting
  • Firebase Functions
  • Firebase Cloud Messaging
  • Xamarin
  • Notyfikacje PUSH

Najważniejsze cechy biostacji:

  • Działa w czasie rzeczywistym, przez co czas wykrycia substancji niebezpiecznej jest bardzo krótki
  • Pozwala na szybką ocenę stanu ekologicznego jezior i rzek
  • Umożliwia również szybką reakcję na nieznane substancje (np. broń chemiczna)
  • Zwiększa bezpieczeństwo użytkowników jednolitych części wód powierzchniowych
  • Jest to doskonałe narzędzie do ciągłego monitoringu wody
  • Łączy się z innymi stacjami w sieć chroniącą bardzo duże obszary wód

Aplikacja Hi Mussels

Powiadomienia (alarmy) wyświetlane są w aplikacji mobilnej za pomocą notyfikacji PUSH. Użytkownik natychmiast dowiaduje się o wszelkich istotnych zmianach w środowisku wodnym, dzięki czemu czas reakcji jest możliwie jak najkrótszy. 

GlobeData

Konkurs hubraum

W 2019 roku wzięliśmy udział w międzynarodowym konkursie innowacyjności marki Hubraum – inkubatora technologicznego Dueutsche Telekom. Zależało nam na zaprezentowaniu projektu Hi Mussels zagranicznej publiczności. Pomimo rywalizacji z najlepszymi zespołami technologicznymi z całego świata nasze rozwiązanie zostało docenione i znalazło się w gronie zwycięzców.

Uznano, że Hi Mussels stanowi bardzo ważne narzędzie, które pochyla się nad aktualnymi problemami zanieczyszczenia środowiska.