Saariston ekologia 2017

Saariston ekologia -kurssin erilaisia rantoja from RESTAT UHEL on Vimeo.

Kahden viikon rupeama tämänvuotisen Saariston ekologia -kurssin (HY) parissa on taas takana. Pitkää päivää pukkasi, mutta hauskaa oli. Taas kerran kelien jumalat suosivat kurssia, kahteen viikkoon mahtui vain muutama sadekuuro. Toinen viikko oli tuulten puolesta hieman vauhdikkaampi, mutta onneksi Tvärminnen saaristosta löytää melkein aina vaihtoehtoisen opetuspaikan, oli tuulen suunta sitten mikä tahansa. Myrskyllä toki laivat (ja opiskelijat) jäävät maihin, näin ei ole tainnut kuitenkaan koskaan käydä.

Tänä vuonna kurssilla kokeiltiin aikaisempaa hieman vahvempaa tutkimuspainottoisuutta ensi vuotta silmälläpitäen, jolloin kurssi tulee muuttamaan sisältöään tutkimuksellisempaan suuntaan. Saimme näin hieman kokemusta esimerkiksi ajankäytön suhteen ja olemme viisaampia rakentaessamme ensi vuoden kurssisisältöjä. Tutkimuksellisuuden lisääminen tulee olemaan hieman haastavaa ilman valmentavaa kurssitusta ennen Tvärminneen saapumista; koesuunnittelusta, tilastotieteestä ja paremmasta lajintuntemuksesta tarvitaan kyllä paremmat pohjat, muuten tutkimuksellisuuden lisääminen syö kurssin pedagogista mielekkyyttä (kirjoittajan henkilökohtainen mielipide).

Valitettavasti RASPITIN-projekti sekä LäPSSy-luotain eivät valmistuneet tämän vuoden kurssille. Niiden toimintaperiaatteita ja alustavia prototyyppejä kuitenkin esiteltiin toisen kurssiviikon alun ”Teknologiademossa”. Demon sanoma oli, että ideoi ja aloita ideoiden toteuttaminen. Kaiken ei tarvitse olla suurta ja mahtavaa, mutta tekemällä oppii.

Edit! Juttu kurssista Helsingin yliopiston uutisissa.

LäPSSy-luotain.

LäPSSy-luotaimen merimaaliohjusmainen rakenne herätti kunnioitusta läsnäolijoiden keskuudessa.

Mutta mitäpä tässä jaarittelemaan hyvästä kurssista. Uppoudu saariston tunnelmiin alla olevien kuvien kautta!

Tvärminnen Eläintieteellinen Asema ilmasta

Snorklaajat vedessä

Saaristomaisemaa

 

J. A. Palmen matkalla näytteenottoon

Kurssilaiset tutkivat näytteitä saaren rannassa

Snroklaajat vauhdissa

Rakkolevien mittausta ja näytteiden keräämistä

Kala sukeltajan maskissa. Näinkin voi pyydystää kaloja

Maasto-opetuksen kehittämistä

Konneveden tutkimusasemalla kokoontui 29.03. – 31.03. 16 yliopisto-opettajaa kuudesta eri yliopistosta kehittämään maasto-opetusta. Itse edustin Helsingin yliopiston HiLIFE-tutkimusasemia. Koneen säätiön rahoittama seminaari oli erittäin mielenkiintoinen ja saamme varmasti kuulla lähiaikoina enemmän sen annista. Esittelin yhdessä Kimmon Karelin kanssa HY:n Saariston ekologia -kurssia; kurssia yleensä, sekä sen kehityskaarta ja opetuksessa käytettyjä pedagogisia ratkaisuita.

Seminaariporukka Konneveden tutkimusasemalla.

Maasto-opetusseminaarin porukka Konneveden tutkimusasemalla.

Suurta mielenkiintoa herättivät myös järjestämämme lyhyt iltaesitys itse tehdyistä tutkimusvälineistä sekä lyhyt katsaus mobiilin tiedonkeruun työkaluihin. Seuraavana yönä olikin useamman henkilön päässä muhinut loistavia ajatuksia kustomoiduista tietokoneohjatuista tutkimusvälineistä mm. kasvillisuus- ja lintutukimuksiin. Ehkäpä löydämme RASPITIN-laitteen seuraavaksi haahkaluodolta. Myös mobiilia tiedonkeruuta kaavailtiin jo useaan eri tutkimus- ja opetusprojektiin.

Kiitos porukalle, kivaa oli!

Edit! Itä-suomen yliopiston tiedote seminaarista 04.04.2017

Sisko ja sen veli

Sirokatkarapu (Palaemon elegans)

Sirokatkarapuja (Palaemon elegans). Kuva: Niko Nappu 2015, alkuperäistä kuvaa rajattu sekä käsitelty, CC BY-SA.

Tässä tekstissä avaan hieman RASPITIN-projektin (=sisko) sielunelämää sekä siitä seurannutta spin-off -projektia (=veli). Alkuperäisenä ideana on siis rakentaa ensi kesän Saariston ekologia (HY) -kurssille tutkimuslaite (kts. aiempi postaus), jonka avulla tehdään havaintoja litoraalivyöhykkeessä (rantavyöhyke) viihtyvästä tulokaslajista nimeltään sirokatkarapu (Palaemon elegans). Nämä kaverit viihtyvät aivan pinnan tuntumassa noin metrin syvyyteen saakka ja niiden määrä on kasvanut hurjasti viime vuosien aikana. Kursseilla tekemiemme havaintojen mukaan samassa habitaatissa viihtyvän leväkatkaravun (Palaemon edspersus) määrät ovat vastaavasti pienentyneet, ainakin Tvärminnen alueella. Itse asiassa emme ole saaneet lainkaan havaintoja leväkatkaravuista useaan vuoteen, kun taas sirokatkarapuja lienee useita satoja yksilöitä satunnaisella neliömetrin alalla.

Kurssilla olemme aina seuranneet litoraalin elämää päivisin, mutta nyt tekisi mieli tehdä havaintoja vuorokauden ympäri. Koska ko. kurssilla emme aio itse valvoa vuorokauden ympäri, voisimme rakentaa vehkeen, joka tekee havaintoja puolestamme. Alla on alustava algoritmi näytteenottimen toiminnalle (työnimi RASPITIN):

  1. Aloita scriptin suorittaminen laitteen käynnistyksen yhteydessä.
  2. Odota 20 min.
  3. Mittaa valon määrä ja veden lämpötila sekä tallenna ne kellonajan mukaan.
    1. Jos valon määrä on alle X-luxia
      1. Vaihda yökameralle
      2. Sytytä IR-ledit
      3. Tee kohdat kuten 3Bi – 3Biii
      4. Sammuta IR-ledit
    2. Muuten pitäydy päiväkamerassa
      1. Ota kuva
      2. Merkitse kuvaan kellonaika ja päivämäärä
      3. Tallenna kuva
  4. Odota 5 min.
    1. Suorita kohdan kolme mukaisesti kunnes:
    2. Lopeta scriptin suorittaminen 288 (1440 min / 5 min.) kuvan ottamisen jälkeen.

Tällä hetkellä laitteisto koostuu seuraavista osista ja komponenteista; muutokset kuitenkin mahdollisia, kunhan päästään testausvaiheeseen:

Kunhan projekti tästä etenee, niin kokoonpanoon lisätään muutamia osia ja joitakin vaihdetaan toisiksi:

  • NOIR kamera -> joku tämän tyyppinen usb-ratkaisu tilalle.
  • Toiseksi kameraksi Raspberryn oma kameramoduuli.
  • Tällainen levy, johon lopulliset viritykset tehdään.
  • Jokin virtapankki, josta saa 5 V.
Sirokatkarapu (Palaemon elegans)

Sirokatkarapu (Palaemon elegans). Kuva: Tommi Sirviö 2016, alkuperäistä kuvaa käsitelty, CC BY-SA.

Koko systeemi viritetään lopulta läpinäkyvään akryylikanisteriin, johon tehdään tarvittavat läpiviennit (ainakin lämpötila, ehkä ir-ledit). Tästä vaiheesta vastaa Mr. K. Alla on kuva vanhasta sukellusvalaisimen akkukotelosta, johon K tekee uuden kannen kirkkaasta akryylista.

Akryylikotelo

Vanha sotaratsu eli American Underwater Lighting -sukellusvalo saa uuden elämän RASPITIN-projektissa.

Mr. K:n kanssa alettiin myös ideoimaan jonkinlaista CTD-sondin (Conductivity, Temperature, Depth) ja ROV:n (Remotely Operated Vehicle) yhdistelmä. Tähän vehkeeseen hankittavat sensorit ovat hieman kalliimpia, ainakin, jos halutaan päästä hieman helpommalla. Suolapitoisuutta ja lämpötilaa varten tarvitaan tämä vehje ja syvyyttä mittaamaan tämä anturi. Koska kaikki hyvät projektit tarvitsevat hyvän nimen, niin olkoon tämän vehkeen työnimenä SLPV (Suolapitoisuutta, Lämpötilaa ja Painetta mittaava Vehje).

Raspitin (Raspipohjainen Totaalisen Innovatiivinen Näytteenotin)

Tuli ostettua pojalle jouluna Raspberry Pi -mikrokontrolleri sekä kaikkea sälää siihen. Kuinkas sitten kävikään? Oma raspihan se piti saada, kun oli jo valmiina alustava idea ensi kesän kursseja ajatellen; voitaisiin Saariston ekologia -kurssilla havainnoida rantavyöhykkeen elämää vuorokauden ympäri. Varaston ”sukellushistoriallisessa museossa” makaa vanha sukellusvalaisimen akryylinen akkukotelo. Se saa uuden elämän vedenalaisen tutkimuslaitteen kotelona. Alustavana ajatuksena on siis erilaisilla sensoreilla ja kameroilla havainnoida esimerkiksi sirokatkarapujen elämää jonkin saaren rannassa 24 h. Miksi? No, kursseilla on kiva puuhastella ja kokeilla jotain uutta sekä tietty kiva tehdä tiedettä. Kuka sitä tietää mitä noikin äyriäiset oikein puuhaa öisin. Sitten tässä oli sellainen pointti, että halusin itse oppia vehkeistä (sekä Pythonista, sähköhommista ja Linuxista) lisää.

Joulun jälkeen liikkeet myivät ei oota, kaikki Raspberry Pi kolmoset oli näemmä myyty loppuun koko maasta. Uuden vuoden reissulla Etelä-Suomeen sitten onnisti, Raspi löytyi kauppakeskus Ison Omenan Teknikmagasinetista. Raspi oli nyt kädessä virtalähteen ja muistikortin kanssa. Näppis, näyttö ja hiiri kiinni, kone langattomasti verkkoon ja käyttöjärjestelmän imagen imutus ja asennus. Mitä seuraavaksi? Ajattelin, että ainakin yksi kamera pitäisi olla tai mielellään kaksi. Valon määrää voisi mitata ja oikeastaan luxien mennessä tietyn raja-arvon alle skripti käskyttäisi vaihtamaan päiväkameralta pimeäkameralle. Lämpötilaa aina tarvitaan, niin ja tietty infrapunavalaistusta pimeäkameraa varten. Saapa nähdä mikä soppa tästä syntyy ja mistä tarvittavat osat löytyvät. Onneksi internet on täynnä kaikenlaisia projekteja, joista ottaa mallia. Tämä on erittäin iloinen asia etenkin kylmiltään askartelemaan lähteville. Shoppailemaan. Kiinasta löytyi osa komponenteista, Brittein saarilta jotain ja loput kotimaasta. Kiinasta, tuosta elektroniikan ihmemaasta, kun tilaa, niin täytyy varautua melko pitkiin toimitusaikoihin. Yllättäen myös Englannin lähetyksessä kesti melkein kaksi viikkoa. On tarpeen ottaa myös huomioon se, että neljä tilattua pikkuruista komponenttia voivat saapua (ja tällä kertaa saapuivat) neljänä eri pakettina.

Elektroniikkaa

Sekalaista osaa projektia varten.

Osat ovat siis saapuneet ja tutkimuslaitteen (työnimenä ”Raspitin”) konkreettinen kasaaminen pääsee alkamaan. Ai, että pitäisi opetella juottamaan? Motonetistä kolvi ja juotoslankaa, Youtubesta ohjeet miten juotetaan ja kas, luximittari sai kolvista. Ohmin-lakikin tuli palautettua mieleen ennen piipahtamista paikalliseen vastuksia myyvään putiikkiin. Tällä hetkellä projekti Raspitin on siinä vaiheessa, että kaikki anturit ja yökameran olen saanut toimimaan. Seuraavaksi pitäisi löytää toinen kamera liitettäväksi USB-väylään. Kokoonpano pitää nyt sisällään Raspberryn oman NOIR-yökameran, joka saa ”valonsa” kahdesta GPIO-pinneihin liitetystä IR-emitteristä. Alustavien kokeiluiden myötä luulen, että nämä kaksi IR-lähdettä eivät riitä tuottamaan tarpeeksi valoa ja joudun pohtimaan hieman tarkemmin tätä Raspitinin kamerakofiguraatiota. Päivitän jossain vaiheessa projektin kuulumisia ja kirjoittelen tarkemmat reseptit laitteesta.

Raspberry Pi -projekti

Alustava Raspitin (Raspipohjainen Totaalisen Innovatiivinen Näytteenotin).