2012

2011

2010

2009

2008

2007

2006

2005

2004

Portefølje Naturvitenskap og teknologi ikon

The research system

Portefølje Humaniora og samfunnsvitenskap ikon

Ground-breaking research

Portefølje Samisk ikon

Sámi society and culture

Portefølje Demokrati, styring og fornyelse ikon

Democracy and global development

Portefølje Velferd, kultur og samfunn ikon

Welfare, culture and society

Portefølje Helse ikon

Health

Portefølje Klima- og polarforskning ikon

Climate and environment

Portefølje Landbasert mat, miljø og bioressurser ikon

Land-based food, the environment and bioresources

Portefølje Energi, transport og lavutslipp ikon

Energy and transport

Portefølje Muliggjørende teknologier ikon

Enabling technologies

Portefølje Industri og tjenestenæringer ikon

Innovation

LTP Climate, environment and environmentally friendly energy

Climate and loss of natural diversity

Internationalization

Societal security and civil preparedness

Renewal in the public sector

Velferdstjenester

Frontpage Image

Marine icon

Petroleum og mineraler

LTP Hav ikon

Oceans and coastal areas

LTP2 Muliggjørende og industrielle teknologier ikon

Enabling and industrial technologies

Trust and community

Professional environment

High quality and accessibility

LTP Climate

Strengthened competitiveness and innovation capacity

LPT Health

 An innovative business community

LTP3 Helse

Portefolje Petroleum Ikon

Portefølje Hav ikon

Portefølje Utdanning og kompetanse ikon

Portefølje Global utvikling og internasjonale relasjoner ikon

Portefølje Livsvitenskap ikon

LTP2 Styrket konkurransekraft og innovasjonsevne ikon

LTP2 Utvikle fagmiljøer av fremragende kvalitet

LTP2 Samfunnssikkerhet og samhørighet ikon

LTP2 Fornyelse i offentlig sektor ikon

LTP2 Klima, miljø og miljøvennlig energi ikon

Forsidebilde optimalisert

project-bank-technical

Et innovativt næringsliv ikon

Muliggjørende teknologier bakgrunn

Marin bakgrunnsbilde

Marin ikon

Forsidebilde

Statistics

Prosjektbanken presenterer statistikk og informasjon om prosjekter med finansiering fra Forskningsrådet fra 2004. Statistikken er fordelt på blant annet tema, år, geografi og organisasjon. Prosjektbanken gir også detaljert informasjon om de enkelte prosjektene.

...or see the summary and other information about the projects you have selected

Portfolios

En god beskrivelse av denne siden for søkemotoroptimalisering

Forside

How the grants are distributed between organisations, counties, subject areas etc....

Here are some examples of searches you can perform in the Project Databank

All long term plan objectives

About Text Queries

No thematic area or topic related to the project

has received funding in the programme period

No popular science description is available

have received funding in the programme period

The project with project number {{project number}} was not found

Technical description

Woops, something went wrong. Please refresh the page. If the error persists, please contact us.

We could not find what you were looking for

See statistics related to this LTP objective

See projects related to this LTP objective

related to this LTP objective have received grants

has been granted to projects related to this LTP objective

has been granted to projects related to this portfolio

related to this portfolio have received grants

About Prosjektbanken

2020

2021

2018

2019

2022

Kunnskapsdepartement

Medisin og helsefag

Troms - Romsa - Tromssa

LTP3 Høy kvalitet og tilgjengelighet

LTP3 Fagmiljøer og talenter

LTP3 Rettede internasjonaliseringstiltak

UoH-sektor

Portefølje Banebrytende forskning

Portefølje Forskningssystemet

Portefølje Helse

Frittstående prosjekter

Canada

Forskerprosjekt

Helse

Internasjonalisering

Politikk- og forvaltningsområder

Anvendt forskning

Grunnforskning

The Arctic region is witnessing more frequent shipping accidents than ever which require accurate search and rescue operations. The existing communication systems use drones with radio frequency (RF) technology, which has limited bandwidth and cannot offer 4G/5G connectivity due to harsh weather constraints. It further limits the capacity of drones and affects the resolution of images and videos. The current research proposes to design free space optical communication (FSOC) link-based drones that can enhance connectivity between multiple drones and rescue ships as well as the capacity of drones to produce high resolution images and videos. The proposed FSOC-based drones can provide highspeed connectivity than the existing RF technology. The research will collect atmospheric turbulences data from the Arctic region and use it for designing the FSOC link. Furthermore, to enhance the capacity of FSOC-based drones, the research will design advanced multiplexing schemes (Mode Division Multiplexing and Orthogonal Code Division Multiple Access) and to ensure link stability, omnidirectional receiver will be designed. The research will further evaluate the performance of proposed FSOC link under the impact of various atmospheric turbulences. The expected outcomes of this research will lead to the optimisation of FSOC-based drones in expanding search areas and improving communication systems for SAR operations in the Arctic region.

Optimization of Free Space Optical Communication Link based Drones for Search and Rescue Operations in the Arctic Region

Sjøisen i Arktis har minket drastisk de siste tiårene, og Polhavet forventes å være isfritt om sommeren mot slutten av århundret. Denne nedgangen har utsatt store havområder for vind, noe som har resultert i at det oftere dannes store bølger i Polhavet. Disse bølgene kan forplante seg over flere titalls til hundrevis av kilometer i sjøisen, knekke den og akselerere smeltingen. Disse fysiske prosessene – bølger som knekker sjøis og effekten dette har på sjøissmelting og vekst – mangler i modellene vi bruker for å forutsi klimautviklingen. Dette bidrar til store usikkerheter i klimamodeller. Effekten av bølger på sjøisen er heller ikke tatt med i prognoser for havets og sjøisens forhold, som brukes av skip som opererer i islagte farvann. I ForWArd ønsker vi å vurdere bølgenes innvirkning på sjøisens utvikling i det stadig røffere Polhavet. I dette arbeidet brukes en svært avansert modell som inkluderer sjøis, hav, bølger og deres interaksjoner. Vi skal først vurdere hvor godt den representerer forholdene i Polhavet sammenlignet med de få tilgjengelige observasjonene. Vi vil så bruke modellen til å undersøke hvordan bølgehøyden og arealet av ødelagt sjøis har utviklet seg de siste tre tiårene. Deretter vil vi kombinere modellen vår med forholdene i det fremtidige Polhavet gitt av klimafremskrivninger, for å undersøke hvordan betydningen av interaksjoner mellom bølger og is vil utvikle seg ettersom sjøis avtar i det 21. århundre. Vår modells estimering av "bølgepåvirkningen" vil tillate polarvitenskapsmiljøet å vurdere hvor usikre deres klimaspådommer uten bølger er. Til syvende og sist vil våre modellresultater og utviklinger legge grunnlaget for å legge til bølgeeffekter i hav- og sjøisvarsler i Arktis. Dette vil gjøre varslene mer nøyaktige og bidra til sikkerheten for menneskelig aktivitet i denne regionen.

Arctic sea ice decline under climate change has allowed waves to form and grow more easily in the Arctic Ocean. These waves propagate into the sea ice over tens to hundreds of kilometres, fragmenting it into small floes. This area of broken ice, known as the Marginal Ice Zone (MIZ), is a highly complex region where many interactions occur between the ocean, sea ice, and atmosphere. The action of waves strongly affects these interactions, with rapid feedbacks on the sea ice. However, climate models do not account for these wave-ice interaction processes, which likely contributes to the strong biases in their estimation of modelled sea ice extent and volume and their inability to capture short-term sea ice extent variability. Given the lack of observations available, numerical models remain the best way to estimate how wave-ice interaction processes can impact Arctic sea ice, but most wave-ice coupled models are still prototypes. In ForWArd, we will use one of the most advanced of these models to assess this impact in the context of climate change. To this aim, we will use the latest observations to calibrate the modelled wave-affected area and produce a 30-year-long hindcast of the MIZ extent evolution to analyse how it responded to larger wave height, delayed refreezing, and thinner ice. Then, we will assess the relative importance of the wave-ice interactions suspected to affect sea ice in the MIZ using well-documented events. Finally, we will estimate how waves will contribute to sea ice extent and volume variability in the coming decades, as large areas of open water will remain open until late in the autumn. The flexibility of our setup will allow us to test the sensitivity of our results to model resolution and assumptions, giving invaluable insights into the biases induced by misrepresenting wave-ice interactions. ForWArd will also pave the way for the integration of wave effects in sea ice forecasts, a requirement for safer operations in ice-infested waters.

Forecasting Wave impact as Arctic sea ice declines

Sustainable cultivation of polychaetes as feed in aquaculture

Utslipp av miljøgifter i Arktis er lave, men høye konsentrasjoner av persistente organiske miljøgifter (POP) og kvikksølv (Hg) er registrert i arktiske sjøfugler i hekkesesongen. Miljøgifter transporteres over store avstander fra mer sørlige områder til Arktis med elver, hav- og luftstrømmer hvor de avsettes på havis og isbreer i arktiske habitater. Smelting av havis og isbreer har økt over tid med klimaendringer, som også frigjør miljøgifter i Arktis.
Sjøfugler er utsatt for miljøgifter i hekkesesongen i Arktis, med negative effekter på reproduksjon og atferd. Sjøfugler er også trekkende arter som overvintrer i sørlige havområder, hvor de blir mer utsatt for miljøgifter enn om sommeren. Langtidseffektene av både sommer- og vinterforurensning på sjøfuglenes overlevelse og reproduksjon er fortsatt lite studert. Vi tar sikte på å fylle dette kunnskapshullet for å bedre håndtere risikoen for langsiktige og akutte effekter av miljøgifter på sårbare arktiske fuglearter. Vårt arbeid vil være viktig for bevaring av sjøfugler.
Vi vil studere tre sjøfuglarter som hekker i Kongsfjorden på Svalbard, men lever av ulike typer byttedyr og overvintrer i ulike regioner som påvirker deres eksponering for miljøgifter. De tre studieartene er ærfugl (Somateria mollissima), tyvjo (Stercorarius parasiticus) og storjo (S. skua). Disse artene har vært overvåket for miljøgifter i 14-16 år i Kongsfjorden, og vi planlegger ytterligere feltarbeid. For analyser av miljøgifter vil vi samarbeide med eksperter fra laboratoriet LIENSs ved Universitetet i La Rochelle (Frankrike), ARCTOX-nettverket og NILU. Vinterområdene vil bli studert i samarbeid med SEATRACK-programmet. ACCUMULATION skal kombinere moderne verktøy innen sporing av fugletrekk, økotoksikologi (miljøgifter og økologi) og demografi (reproduksjon og overlevelse).

The Arctic has become a sink for pollutants like Persistent Organic Pollutants (POPs) and mercury (Hg), exacerbated by climate change. As POPs and Hg increase in individuals (i.e., bioaccumulation) and into marine food chains (i.e. biomagnification), top-predators like seabirds present some of the highest wildlife concentrations, making them particularly sensitive to the pollutants toxicity. The long-term effects of contaminants on Arctic seabird population dynamics are still scarcely explored but the few studies found that those pollutants had deleterious effects on adult survival or breeding success for the most contaminated species. However, those studied focused on breeding period contamination only, that just represent a part of their annual cycle. With this project, we aim to study the influence of seasonal (i.e., breeding and non-breeding period) and spatial variations in distribution and contamination by POPs and Hg on population dynamics of Arctic seabirds. More specifically, we will study the influence on the population survival of 1/ long-term contaminant exposure during breeding periods and the relationship with climate change, 2/ non-breeding distribution and long-term contaminant exposure. To do so, we will study common eiders (Somateria mollissima), Arctic- (Stercorarius parasiticus) and great skuas (S. skua) breeding sympatrically at Kongsfjorden (Svalbard), where they have been monitored for ~17 years. Ultimately, this research will be essential to better acknowledge the risk of long-term and acute contamination to pollutants on already sensitive Arctic seabird species. Dr Albert will 1/ lead two additional field seasons to collect blood and feathers samples, and deploy geotracking devices 2/ do the laboratory analyses and 3/ perform population dynamics analyses. We will work with an interdisciplinarity team to investigate for the first time spatial ecology, ecotoxicology, climate change and population dynamics.

Long-term effects of environmental changes on ArctiC seabirds: effeCts of seasonal distribUtion and contaMination on popULATION dynamics

I Norge har det vært en økende trend til å benytte regnbueørret (Oncorhynchus mykiss) i oppdrett på grunn av dens raske vekst og toleranse for et bredt spekter av miljøforhold. I dag utgjør regnbueørret 5 % av den årlige produksjon av laksefisk i Norge. Produksjonen har økt med 14 % det siste tiåret, dvs. fra 14453 til 85233 tonn, noe som gjør regnbueørret til den nest mest produserte arten etter atlantisk laks. Til tross for den store interessen er oppdrett av regnbueørret begrenset på grunn av ulike produksjonsutfordringer. Næringen er bl.a avhengig av sesongbasert rognproduksjon. En utfordring er redusert tilgang på rogn i perioden fra juni til oktober, hvilket resulterer i en 5-måneders periode uten tilgang på stor settefisk, fra mars til juni året etter. Videre er forståelsen av hvordan ulike miljøfaktorer initierer og påvirker utviklingen av sjøvannstoleranse dårlig dokumentert. Bl.a. er overføring til sjøvann basert på kroppsstørrelse i stedet for osmoregulatorisk kapasitet. Av den grunn kan settefisken møte ulike helse og velferds utfordringer etter overføring til sjøvann, noe som kan forklare økende dødelighet (rundt 10 %) og høy forekomst av taper fisk (rundt 10 %) i sjøanleggene. Denne utfordringen påfører oppdrettere betydelige økonomiske tap og representerer et velferdsproblem.
I Sande-prosjektet har vi som mål å utvikle nye produksjonsprotokoller for regnbueørret, fra rogn til stor settefisk, basert på optimalisert temperatur, lysrytme og vannkvalitet. En kritisk faktor i prosjektet vil være testing og validering av nye oppdrettsprosedyrer for å kontrollere fiskevekst og utviklingshastighet for å forlenge eller forkorte smoltproduksjonsperioden og tidspunkt for utsetting til sjø. I tillegg vil vi utvikle nye verktøy og analyser for å vurdere smoltkvalitet og tidspunkt for smoltvindu. Denne kunnskapen vil utgjøre en ny biologisk protokoll som tar sikte på å forbedre produksjonen av settefisk av regnbueørret, og som kan leveres til sjøanlegg hele året.

Idéen bak dette prosjektet er å utvikle en sesong uavhengig protokoll (Best Management Practice, BMP) for regnbueørret, fra befruktet rogn til leveringsklar smolt (settefisk), basert på optimalisert temperatur, lysrytme kontroll og styrt vannkvalitet (CO2 nivå), herunder kartlegge konsekvenser på fiskens ytelse, fysiologi, helse og produksjonstid. 
Prosjektet vil innbefatte tre feltforsøk som gjennomføres hos Sande Settefisk. I første forsøk vil effekt av temperatur på tilvekst, helse og kvalitetsutvikling hos regnbueørret i RAS bli kartlagt. Ett sentralt spørsmål vil være; Hvor mye kan vi endre produksjonstiden til ørret i settefiskfasen i vekstintervallet 20 til 400 gr gitt at snitt-temperaturen endres fra 12 til 8?C.  Dette spørsmålet er viktig da en forsinkelse kan benyttes til å dekke perioder hvor oppdretter står uten settefisk som følge av underskudd på egg om våren. Videre vil vi kartlegge hva som er optimalt lysregime under styrt smoltutvikling, herunder gir best smoltkvalitet. Avslutningsvis vil vi undersøke sammenheng mellom variasjon i vannkvalitet (CO2 nivå) på velferd, tilvekst, helse og kvalitet hos regnbueørret. En viktig del av utviklingsarbeidet vil være teste og validere en nyutviklet analyse for vurdering av smoltkvalitet hos regnbueørret (1. Innovasjon). Basert på positive funn og en integrert tolkning av samspillet mellom biologi, drift og vannmiljø, vil vi foreslå analysemetoder og strategier som bedrer fiskens kvalitet og tilvekstpotensial. Kunnskapen vil sammenfattes i en ny biologisk protokoll (BMP, 2. Innovasjon) for optimal sesonguavhengig produksjon av høykvalitets regnbueørret.  I sum vil prosjektet bidra til å sikre en jevn tilgang på settefisk som kan overføres til sjø hele året, og derav styrke oppdrett av regnbueørret i ett bærekraftig fremtidsrettet perspektiv.

Sesonguavhengig produksjon av regnbueørret

Maritim- og offshoreindustrien har etterlyst en mer strukturert metode, som utnytter dagens teknologiske potensial, for å registrere og få tilgang til informasjon om fartøyets skrogtilstand. Utviklingen av en digital tvilling for vurdering av fartøyets skrogtilstand er et svar på dette som har flere fordeler.

Tidligere forskningsresultater har vist at droner tillater trygge,  automatiserte og fleksible fjerninspeksjoner. For å gi droneinspeksjoner en ekstra fordel, bør teknologi for å utføre droneinspeksjon mens fartøyet seiler, og muligheten til å automatisk gjøre tykkelsesmålinger, utvikles. Registrering av inspeksjonsdata fra droner til en digital tvilling er et naturlig neste steg. Gitt tilstrekkelig kvalitet på drone-innsamlede data, i tillegg til effektiv registrering av menneskelig innsamlede data, kan både menneskelige og dronebaserte inspeksjoner gi data til en digital tvilling og komplementere hverandre. Dette kan muliggjøre en mer effektiv overvåkning av skrogtilstand og redusere antall ganger mennesker utsettes for farene ved inspeksjon av trange/innestengte rom.

Ved å samle inn relevante skrogdata er det et potensial for å utnytte historisk informasjon fra en mengde fartøyer til å lage en statistisk modell for å forutsi skrogtilstanden. Dette kan tillate estimering av skrogets tilstand basert på operasjonelle forhold et fartøy har vært utsatt for. I kombinasjon med konstruksjonsmodeller kan dette også brukes til å automatisk lage skroginspeksjonsplaner som prioriterer områder med økt risiko for å ha feil.

Prosjektet ledes av DNV, et ledende klassifikasjonsselskap, i samarbeid med rederiene Altera Infrastructure og Klaveness, som er henholdsvis oljetanker- og lasteskipsoperatører i dette prosjektet, ScoutDI, en inspeksjonsdrone-leverandør, og NTNU gjennom Autonomous Robots Lab ved avdeling for kybernetikk.

The project will develop the concept of a digital twin of the hull condition for assessing the structural integrity and compliance of the physical hull. The digital twin is kept up to date with the physical hull over its lifetime by frequently collecting large amounts of data, in non-intrusive ways that do not interrupt business operations. This enables continuous monitoring and compliance assessment. Autonomous drones collect the data instead of humans to improve personnel safety. Automated damage detection and coating breakdown assessment assists the human expert, leading to improved quality of the structural integrity assessment. The project will enable digital twin-based surveys as industrial standard and realize economic and safety benefits as well as reducing environmental footprint due to reduced need for travels. 

The innovation will lead to improved quality and safety of vessel inspection services, in particular: 
1. Hull condition assessment and continuous compliance decision in a 3D digital twin, a multi-data digital representation of the physical hull based on data such as high-precision point clouds, videos, AIS and weather data. The digital twin also holds location-tagged thickness measurements, history of damages and repairs, and data of sister vessels. 
2. High coverage, high-quality, location-tagged data of the hull compartment, collected frequently by autonomous/automated drones with semantic knowledge of the physical structure. Automated data collection ensures standardized data which improves comparison with historical data. Drone-based collection during sailing or between discharge and loading of cargo causes minimal interruption of business operations. 
3. Automated damage detection in point clouds and videos, automated damage probability predictions based on data in the digital twin, and an automatically generated targeted inspection plan for the drones as well when physical inspections are deemed necessary.

Assessment of ship hull Integrity based on a Digital Twin

Trådløs kommunikasjonsrevolusjon i maritim industri

Scandinavian Reach Technologies leder et banebrytende prosjekt for trådløs kommunikasjon i stålkonstruksjoner, som skip. ScanReach fokuserer på å forbedre sitt produkt for trådløs tilkobling om bord (OWC) for å møte de økende kravene fra den maritime industrien, offshore og havvindindustrien, som raskt går over til digitale og IoT-baserte operasjoner for forbedret effektivitet, sikkerhet og motstandsdyktighet.

Innovativ teknologi: Teknologien er designet for å muliggjøre trådløs kommunikasjon i stål-dominerte miljøer, en kjent utfordring i den maritime sektoren. Denne teknologien baserer seg på lavenergi-radio meshnettverksnoder som muilggjør trådløs datatransport gjennom skip, og baner vei for diverse IoT-applikasjoner som sporing av personell og eiendeler, og integrering av miljøsensorer. Med en industri som beveger seg mot digitale tvillinger, maskinlæring og overvåking av energiforbruk i sanntid, utvikler selskapet neste generasjon av avanserte kommunikasjonsnoder. Disse nodene er ment å håndtere større mengder trådløse data, noe som gjør dem passende for de høyteknologiske kravene til moderne skipsfart.

Fordeler over tradisjonelle systemer: Denne innovasjonen skiller seg ut fra tradisjonelle trådløse løsninger som ofte sliter i tette stålrike skipmiljøer og bruk av kabler. Den fjerner behovet for omfattende og kostbar kabling, noe som fører til en forenklet infrastruktur, enklere installasjon og lavere vedlikeholdskostnader.

Fokus på forskning og utvikling: F&U-arbeidet er fokusert på å utvikle et effektivt og pålitelig trådløst system for maritime industrier. Dette inkluderer å identifisere brukbare frekvenser og protokoller for robust kommunikasjon i ståltunge miljøer, og designe kompakt, energieffektivt utstyr. Prosjektet innebærer en kombinasjon av litteraturgjennomgang, datamodellering, eksperimentell prototyping og felttesting.

This project strives to advance wireless communication in large steel structures, such as ships, improving our existing Onboard Wireless Connectivity (OWC) product. This enhancement will bolster Scandinavian Reach Technologies AS market presence and relevance in the competitive shipping industry. The primary need for this innovation arises from the maritime, offshore, and sea wind industries. These industries are transitioning towards digital and IoT-based operational models for efficiency, safety, and resilience. 

Scandinavian Reach Technologies is at the forefront of addressing this need. Its revolutionary technology enables efficient wireless communication within confined steel environments. It eliminates the need for costly and complex cabling based on an innovative, low-power radio mesh networking node that allows wireless data transport to the gateway/edge computer throughout the mesh network. This technology paves the way for various IoT applications, such as tracking personnel and assets, collecting environmental sensor readings, and integrating other third-party sensors.
 
While the company's current mesh nodes are designed for simple sensor data and limited data volumes, the emerging ambitions for Digital Twins, Machine Learning models, and Real-time Energy Consumption monitoring in the industry have created a demand for high-volume wireless data transport to an internet endpoint. To meet this demand, Scandinavian Reach Technologies AS is dedicated to developing next-generation communication nodes capable of handling large amounts of wireless data in complex steel environments to replace signal cabling entirely.

SteelWave High Volume Wireless Communication Platform for Steel Environments (HWC-SE)

Inline measurement of PVT and thermophysical properties of drilling fluids

Fangst- og håndteringstress påvirker fiskens kjøttkvalitet eller overlevelsesevne dersom den blir sluppet fri. I WelTuna er målet vårt å minimere disse stressorene i for å forbedre velferd, bærekraft og produktkvalitet av makrellstørje i det norske stangfisket.
Kystnært stangfiske etter makrellstørje fra mindre fartøy har økt raskt i omfang for rekreasjon-, kommersielle- og vitenskapelige formål. Stangfiske har betydelig potensiale som velferdsvennlig fangstmetode, da metoden i motsetning til andre påvirker fisken i relativt kort tid og hver fisk blir håndtert individuelt.
Prosjektteamet vårt bestående av forskere, fiskere, fiskeriforvaltning, fiskekjøpere, foredlingsindustri, dyrevelferdsgrupper og andre interesseorganisasjoner fra hele verden, vil bruke de nyeste metodene og teknologien til å overvåke velferdstilstand under fangst, håndtering og slakting og relatere dette til kvalitet på individnivå. Denne kunnskapen vil så danne grunnlaget for utvikling av fangst- og håndteringsmetoder som minimerer stress og opprettholder høy kjøttkvalitet forebygger utilsiktet slipping av makrellstørje samt reduksjon i bifangst. Vi vil også gjennomføre studier av struktur og aktivitet i hjerne hos makrellstørje for å utvikle humane bedøvelsesmetoder som reduserer stress under håndtering og slakting.
Tilslutt vil vi, i samarbeid med internasjonale eksperter innen makrellstørje biologi og kvalitet, utarbeide beste-praksis-retningslinjer for fangst, håndtering, slakting, lagring og kvalitetskontroll. Vi håper at vårt fokus på bærekraft, god velferd og høy kvalitet vil fungere som en inspirasjon for utviklingen av ansvarlige fangstmetoder med fokus på fiskevelferd både nasjonalt og internasjonalt.

This project will improve animal welfare in wild-capture rod-and-line (R&L) fisheries for Atlantic bluefin tuna (ABT; Thunnus thynnus). By improving welfare, the project intends to minimise the environmental impacts of fishing through improvements to sustainability and product quality.

Since the re-establishment of the Norwegian ABT quota, the traditional capture method (purse seine) has not been efficient or profitable. As purse seiners target aggregations of fish, animal welfare  and product quality are easily compromised. In 2022, only 48% of the 315-tonne purse seine quota was caught.

A rod-and-line (R&L) fishery using coastal powerboats has also developed. In 2022, ~100 ABT were caught by R&L for recreational, commercial and scientific purposes. R&L capture overcomes many of the issues associated with purse seine fishing. Catching fish one-by-one gives the opportunity to maintain welfare and quality at the individual level. Norwegian R&L fishing for ABT is therefore well placed to transition towards an animal welfare conscious and environmentally sustainable fish capture method. However, knowledge gaps exist that hinder this transition:

1.	Lack of knowledge of the animal welfare impacts of capture and slaughter;
2.	Sub-optimal handling practices and limited processing infrastructure
3.	Limited understanding of ABT behaviour and distribution
4.	Bycatch and escape rates are unknown

The project is organised into four scientific work-packages (“Capture”, “Stunning”, “Welfare” and “Quality”) and a management WP to coordinate activities and communication. Fundamental to the project design is that every fish caught will be used by each scientific WP, with each using specific methodologies to address their respective objectives. The project will also benefit from the input of various stakeholders, including fishers, fishery managers, fish buyers, fish processors, animal welfare agencies and NGOs.

Welfare conscious capture and slaughter of Atlantic bluefin tuna (Thunnus thynnus L.) in the Norwegian rod and line fishery.

Akvakultur er for tiden den raskest voksende matproduksjonssektoren globalt, men på grunn av utilstrekkelig avfallshåndtering i produksjonssystemene, har den en betydelig miljøpåvirkning. For å sikre at industrien kan vokse på en bærekraftig måte, er det avgjørende å dempe disse miljøeffektene, samtidig som det skapes en sirkulær økonomi.

SEA-CYCLE-prosjektet har som mål å utnytte avfall og avløpsvann fra havbruksnæringen ved å innføre sirkulærøkonomiske prinsipper i håndteringen av havbruksavfall som en del av produksjonsprosessen.

Hovedmålet med SEA-CYCLE er å utvikle kunnskap som vil bidra til flere bærekraftige tilnærminger i produksjonsprosesser og samtidig minimere forurensning i havmiljøet. Prosjektet foreslår teknologier for å bidra til de sirkulære tilnærmingene i akvakultursektoren, samtidig som miljøforurensningen reduseres via bærekraftig avløpsvannbehandling og ressursgjenvinningsteknikker. I tillegg vil SEA-CYCLE evaluere den økonomiske levedyktigheten til disse teknologiene fra et samfunnsmessig ståsted, med tanke på både miljøkostnadene og fordelene involvert.

Aquaculture is currently the fastest growing food production sector globally, but it also has the potential to leave a significant environmental impact due to inadequate waste management practices within its production systems. To ensure a sustainable expansion of this industry, it is crucial to make efforts to minimize or mitigate these environmental effects, while creating circular economy. The SEA-CYCLE project aims to utilize waste and wastewater from the aquaculture industry by implementing circular economy principles in the management of aquaculture waste as part of the production processes.

The project proposes creating value chain for aquaculture waste resulting from aquaculture production. The project will i) investigate the valorization options of aquaculture sludge through anaerobic digestion and pyrolysis, ii) assess the ability of biochar produced from aquaculture sludge for N and P recovery and heavy metal removal from aquaculture wastewater, iii) assess the potential of aquaculture wastewater enriched biochar as biobased fertilizer. The environmental and economic impacts of the proposed technologies in the project will be assessed by life cycle analysis (LCA) and social cost-benefit analysis. 

In this project, we have assembled a strong interdisciplinary team of scientists with complementary expertise in the valorization of aquaculture waste including anaerobic digestion, production and utilization of biochar for environmental applications, LCA and cost-benefit analysis. The project primarily supports the achievement of the SDG 6, SDG 7, SDG 12, SDG 13 and SDG 14 by proposing technologies to contribute to the circular approaches in the aquaculture sector while reducing the environmental pollution via sustainable wastewater treatment and resource recovery techniques.

Sustainable aquaculture industry waste valorization through recycling

Karakterisering av selenoprotein i fiskefòr og oppdrettslaks

Midlene fra HAVBRUK2-Stort program for havbruksforskning fordelt på år

Midlene fra HAVBRUK2-Stort program for havbruksforskning fordelt på fylker

Midlene fra HAVBRUK2-Stort program for havbruksforskning fordelt på fagområde

Post. doc

Selenium is an essential, but also potential toxic mineral that is present in high natural levels in marine fish feed. The current practice in the aquaculture industry towards increased replacement of marine ingredients with plant ingredients affects both the natural levels and the chemical forms of selenium in fish feeds. In organisms, the biological functions related to selenium are mediated by selenium-containing proteins, i.e. the selenoproteins. The number of selenoproteins varies between different animal species, and teleost fish such as Atlantic salmon (Salmo salar) feature a higher number of selenoproteins compared to vertebrates. The selenoproteome of Atlantic salmon (Salmo salar) has, however, not been extensively studied. The present project focus on the characterization of selenoproteins in farmed Atlantic, and to further study possible effects on selenoproteins when salmon is fed different dietary sources of selenium. 

For the comprehensive characterisation of selenoproteins, suitable analytical workflows need to be developed. To analyse selenoproteins in fish feed and salmon a HPLC (high pressure liquid chromatography) coupled to an ICP-MS (inductively coupled plasma mass spectrometry) for selective detection of selenium. Using this methodology one can study the selenoprotein separated by size, and to compare the selenoprotein profile in fish feed and salmon tissue. Also, a methodology based on analysis of the selenoamino acids selenomethionine (SeMet) and selenocysteine (SeCys) has been developed for feeds and salmon muscle tissue. The results show that salmon fed SeMet-yeast contained SeMet as the major selenium compound in the muscle tissue, whereas salmon given feed containing inorganic selenium contained lower amount of SeMet. The results suggest that selenium is mainly bound unspecific to proteins in muscle tissue of salmon when the fish has fed SeMet-yeast dietary source.

In this project also a combination of proteomics and trace element speciation techniques are used. In the course of the present project, we have developed a method for the determination of selenoproteins in salmon liver tissues. Using HPLC coupled to both an ICP-MS and a HR-MS (high resolution time of flight mass spectrometry) we are able to separate and detect selenium containing peptides and to simultaneously identify the molecular structures of the peptides. The analytical work is performed in collaboration with the Trace Element Speciation Laboratory at University of Aberdeen, Scotland.

To further identify the proteins from the analytical data, database searches are commonly used. However, due to technical bioinformatics challenges in general, only few selenoproteins are listed in current versions of protein databases. This lack of data in the past has hampered any efforts to fully characterise the Atlantic salmon selenoproteome. The publication of the fully annotated Atlantic salmon genome, however, makes it possible to predict the salmon selenoproteins using bioinformatics tools. In collaboration with bioinformatics scientists from Harvard Medical School in Boston, USA, it has been predicted a comprehensive set of salmon selenoproteins. Currently we are in the process of experimentally validating the in silico predictions using the hyphenated analytical tools we developed earlier in the project. 

By combining the theoretical predictions with the experimental mass spectrometry data, we aim to obtain a comprehensive phenotypic description of the salmon selenoproteome. Based the salmon selenoproteome, in the future, we also will be able to assess how changes of concentrations and species of selenium in fish feeds affects the abundance and function selenoproteins.

Fish feeds contain high natural levels of the essential, but also potential toxic trace element selenium (Se). The current practice in the aquaculture industry towards increased replacement of marine ingredients with plant ingredients affects both the natural Se levels and the chemical forms of Se in the feeds. In organisms, the biological functions related to Se are mediated by the expression of selenium-bound proteins, i.e. the selenoproteins. Little is known about the bioavailability of Se in marine-based feed compared to plant-based feed, and how supplementation of Se (e.g. in the form of Se-enriched yeast or other Se-sources) in feeds affect the expression of selenoproteins in farmed fish. The present project will apply novel analytical approaches based on proteomics and advanced trace element analysis for characterising and identifying selenoproteins in fish feed and in farmed Atlantic salmon fed different dietary sources of Se. To date there are few studies on the selenoproteome in Atlantic salmon, and through this project valuable information on how the chemical forms of Se in feeds affect the bioavailability of Se and the selenoprotein expression in fish, will be obtained.

Characterisation of selenoproteins in fish feeds and in farmed salmon

Det mikrobielle samfunnet som befolker den nedre mage-tarmkanalen, tarmmikrobiota, er en nøkkelaktør som styrer menneskers helse og sykdom. Forstyrrelser av mikrobiomet på det tidligste tidspunkt i livet under maksimal fysiologisk utvikling har vært assosiert med risiko for ikke-smittsomme sykdommer, som allergier og astma.

Forekomsten av astma, en kronisk sykdom i luftveiene, har økt jevnt i industrialiserte land siden 1950-tallet. Faktorer som er ansvarlige for den økende astmafrekvensen er ikke fullt ut forstått, men i tillegg til vertsgenetikk, ser det ut til at miljøfaktorer spiller en avgjørende rolle. Nåværende forskning indikerer at tarmmikrober hjelper til med å utvikle og utdanne immunsystemet tidlig i livet. Forstyrrelser i tarmmikrobiotaen forårsaket, for eksempel ved bruk av antibiotika, kan føre til langsiktige helseproblemer, inkludert astma. Barn er vanligvis i skolealder når de får diagnosen astma, som ikke har noen kur og må behandles gjennom medisiner. Hvis sykdommens opprinnelse ble anerkjent som en forstyrrelse av tarmmikrobiotaen i de tidligste stadier av livet, kunne forståelse av vert-mikrob interaksjon tidlig i livet lede utviklingen av forebyggende astmaterapi. Vi oppsummerte gjeldende bevis på vert-mikrobiom intestinale interaksjoner under tidlig liv i en nylig gjennomgang (Pettersen VK & Arrieta MC. Current Opinion in Allergy and Clinical Immunology: April 2020 - Volume 20 - Issue 2 - s 138-148).

Dette prosjektet var en del av FRIPROs mobilitetsstipendprogram, og det var et tverrfaglig samarbeid mellom kliniske mikrobiologer, barneleger og tarmmikrobiomforskere ved Universitetene i Tromsø (UiT Norges arktiske universitet) og Calgary (UofC, Canada). I løpet av prosjektet karakteriserte vi vert-sopp-interaksjoner som er relevante for astmapatogenese ved å bruke sopparter som har vært knyttet til tidlig antibiotikabruk og økt risiko for astma. En kritisk del av arbeidet var gnotobiotisk (dvs. å ha definert mikrobiota) dyremodell av astma der vi studerte effekten av sopp- og bakterietarter på vertens immun- og fysiologiske funksjoner.

Teamet vårt fullførte en dyrestudie som karakteriserte viktigheten av sopp i tarmen og hvordan de kan modulere inflammatorisk respons i luftveiene (Bernardes, Pettersen, et al. Intestinal fungi are causally implicated in microbiome assembly and immune development in mice. 2020 Nat Commun. 11, 2577). I denne dyremodellen brukte vi de såkalte «kimfrie» musene. Musene fikk definerte mengder av ulike bakterier og/eller sopp som er vanlige bestanddeler i den menneskelige tarmfloraen, men som tidligere har vist seg å være overrepresentert hos barn som senere har utviklet astma. En gruppe mus som har blitt kolonisert med både bakterier og sopp ble også behandlet med antimikrobielle midler som virker mot enten sopp eller bakterier. Ved å modulere intestinal mikrobiota-sammensetning og deretter indusere eksperimentell astma hos musene, oppnådde vi forskjellige immunologiske egenskaper hos musene kolonisert med spesifikke grupper av bakterier eller sopp. Denne tilnærmingen har avslørt tidligere ukjente interaksjoner mellom soppen og verten som kan bidra til å forstå astmautvikling.

For å definere mekanismer som tarmsopp kan modulere vertens immunsystem, brukte vi høykapasitetsprofilering av små metabolitter. Ved å analysere avføringsprøver av de gnotobiotiske musene, identifiserte vi at tarmsopp neppe vil bruke utskilte metabolitter for å modulere vertens immunsystem. Derfor bestemte vi oss for å analysere proteiner i avføringsprøvene og fant at sopp kan bruke celleavledede vesikler for vertscellemodulasjonen (Pettersen VK, Dufour A, Arrieta MC. Metaproteomic Profiling of Fungal Gut Colonization in Gnotobiotic Mice. Animal Microbiome 2022) . Resultatene våre antyder at en økt overflod av spesifikke tarmsopparter i spedbarnsalderen kan påvirke den utviklende intracellulære balansen av epitel- og immunceller. Arbeidet vårt setter scenen for fremtidige studier som vil utforske detaljene i molekylære mekanismer som tarmsopp modulerer vertsfysiologi.

Selv om prosjektperioden er avsluttet, fortsetter samarbeidet mellom tidligere prosjektleder Dr Pettersen, nå førsteamanuensis ved UiT, og Dr Marie-Claire Arrieta fra UofC. Vi utforsker for tiden en hypotese om at ekstracellulære soppvesikler har immunmodulerende egenskaper og kan påvirke vertscellene gjennom direkte kontakt.

There is mounting evidence that early-life gut microbiota guides immune development, and that when the balance between gut-residing microbes is disrupted, diseases may follow. One of the diseases associated with antibiotic-driven microbial dysbiosis is asthma. We have provided robust evidence that gastrointestinal bacterial species are causally implicated in early-life immune dysregulation that leads to asthma. Recently, we detected significant alterations in children´s fungal microbiota that were associated with antibiotic use and with asthma risk. We hypothesize that antibiotic-driven dysbiosis of the gut fungal microbiota affects immune development and consequently predisposition to asthma.

We will test this hypothesis by analysing changes in infants´ fecal microbiomes that result from common practice antibiotic therapy in the Alberta Children´s Hospital, Canada. After the initial description of the pre- and post-antibiotic microbiomes by amplicon-based sequencing, we will investigate the effects of fungal species that become overrepresented after the antibiotic treatment in a murine model of asthma by immunological and histological techniques. With this translational approach, we aim to describe currently unknown immune interactions between the fungi and the host that might have implications for asthma development.

A key challenge is to identify features of the gut fungal microbiota that have the potential to influence the host immune system. We will address it by systematic profiling of the murine host fecal microbiome. Modulation of the fungal species abundance in the mice gut through the use of an antifungal treatment will facilitate detection of quantitatively changed fungal enzymatic pathways and metabolites. By associating this information with the experimental asthma model immunological characterization, we aim to describe metabolic and proteomic traits of the fungal species that can potentially assist in the prediction of asthma development.

0 projects

FRIMEDBIO-Fri prosj.st. med.,helse,biol

Early-life gut fungal dysbiosis in pediatric asthma development.

Awarded: NOK 3.3 mill.

Project Period: 2018-2022

Location: Troms - Romsa - Tromssa