Autonome skip: Hvorfor skal vi fjerne mannskapet?

Disse forskerne ser på autonomiens 3 største drivkrefter.

Del

Grunnet internasjonale konvensjoner er konseptet autonome skip i første omgang en løsning for kystnær trafikk og nasjonale farvann. Neste steg i utviklingen antas å skje gjennom tosidige avtaler mellom land, og på lengre sikt globalt. Mens diskusjonene pågår om når og hvordan dette kan bli en realitet, jobber ingeniører og forskere med detaljerte løsninger for del-komponenter som alle trekker mot autonome skip.

DNV GL er verdens ledende klasseselskap, med hovedkvarter på Høvik og kontorer i over 100 land. Her er arbeidet med å utvikle globale tekniske standarder for autonome og fjernstyrte skip i full sving. Utfordringene står i kø, men de sikkerhetsmessige, miljømessige og økonomiske gevinstene kan bli verdifulle. I dette miljøet finner vi Veronica Liverud Krathe, forsker i DNV GLs maritime forskningsprogram, som i sine prosjekter er tett på den teknologiske utviklingen.

Morgendagens mannskap kan jobbe på land

Vis mer

– Selv om vi ser at begrepet autonome skip har dukket hyppig opp i mediene i det siste, er det mye som tyder på at det fortsatt er lenge igjen til menneskene er fullstendig ute av loopen. Sannsynligvis vil vi få en kombinasjon av autonomi og fjernstyring, hvor operatører på land monitorerer skipet og har mulighet til å gripe inn hvis skipet ikke takler situasjonen på egenhånd. For et rent fjernstyrt skip være behov for et autonomt system ombord som kan bestemme hva skipet skal gjøre hvis det mister kontakt med land, forteller Veronica.

– Ubemannede skip som fjernstyres av mennesker må ha svært pålitelig maskineri, mens helt selvkjørende fartøy i tillegg må ha antikollisjonsteknologi som følger reglene på sjøen akkurat som konvensjonelle skip. I fravær av menneskelig utkikk blir for eksempel bildegjennkjenning en viktig komponent for å unngå kollisjon, men bruken av slik teknologi kompliseres av at reglene er situasjonsbestemte. For eksempel har seilbåter forskjellig typer vikeplikt avhengig av om de også får fremdriftshjelp av motor eller ikke. Her kan maskinlæring og kunstig intelligens være nyttige hjelpemidler, sier hun.

Mens Norge ligger langt fremme teknologisk, med teknologileverandører som ser utviklingen som et konkurransemessig fortrinn, er vi også langt fremme med utviklingen av et regulatorisk rammeverk. I et globalt perspektiv er det ikke teknologien som er flaskehalsen, men heller reguleringer som tar tid å etablere da ulike deler av verden utvikler seg i ulikt tempo.

Pionerarbeid for morgendagens skipsfart

Veronica Liverud Krathe jobber som forsker i DNV GL.

I samarbeid med blant annet Fjord 1 og Høglund Marine Automation, jobber Veronica i et prosjekt støttet av Forskningsrådet. Prosjektet Remote Operations of Machinery and Automation Systems vil se på fjerndrift av skipsmasksineriet fra et kontrollrom på land. Ved å samle maskineri-relatert kompetanse og bemanning i et slikt kontrollsenter, blir det mulig å tenke seg redusert bemanning og kompetanse ombord på skipene. Dette er bare én del av tilnærmingen som kreves for å gjennomføre fjernstyring.

– Pålitelig maskineri, båndbredde og datakvalitet er forutsetninger som må på plass. I fremtiden kan man se for seg kontrollsentre på land som overvåker data fra maskinrommene til en mengde skip – og annen informasjon fra disse – og bistår de skipene som trenger det, forteller Veronica.

Senior forsker i DNV GL, Silje Brathagen With.

Senior-forsker hos DNV GL, Silje Brathagen With, mener standardiserte løsninger er en nødvendig forutsetning for å oppnå tilfredstillende datakvalitet. Silje har i sin rolle fått jobbe med flere av de mest fremtidsrettede prosjektene til DNV GL. Ett av prosjektene hun jobber med nå går ut på å skape plattformen og reglene for å klassifisere autonome fartøy. Klassifisering er en sertifiseringsordning for skip, som benyttes for å ivareta sikkerhet, kvalitet og miljøhensyn, og som kreves eksempelvis i forhold til forskning i anløp og havner.

– Dette er en utfordring som igjen skaper mange spennende delprosjekter. Hvordan skal man verifisere alle situasjonene skipet kan havne i, og hvordan tester man dette etter at skipet er bygget, spør Silje retorisk.

– For klassifisering er dette en helt ny måte å jobbe på, der målet er å kvalitetssikre komplekse modeller med uendelig mange potensielle utfall.

Både Silje og Veronica er tydelige på at det er tre faktorer som driver utviklingen innen autonome skip, og som krever at regler og retningslinjer for slike systemer raskt kommer på plass.

#1 Økonomi

Det er primært økonomiske incentiver som driver oss mot autonomi.

SIMAROS-prosjektet kombinerer autonomi og fjernstyring med mennesket som en del av siste bestemmelsesledd.

– Et stort mannskap som oppholder seg på et skip har i seg selv en betydelig kostnad, så enhver reduksjon i antall personer ombord er en besparelse. Fjerner man mannskapet fullstendig kan man i tillegg konstruere skip som ikke trenger redningsutstyr, og behovet for oppholdsrom reduseres. Dette åpner i neste omgang for at skipene kan konstrueres på en mer aero- og hydrodynamisk måte, sier Silje

Ett av prosjektene vi jobber med i DNV GL fokuserer på fjernstyringen av et skip for offshore operasjoner og kombinerer autonomi og fjernstyring med mennesket som en del av siste bestemmelsesledd. Prosjektet Safe Implementation of Autonomous and Remote Operation of Ships er et samarbeid med Kongsberg Maritime. Veronica ser store kostnadsbesparelser ved en slik automatisering.

– I dette prosjektet kombinerer vi autonomi og fjernstyring, som betyr at kostnadene reduseres betydelig. Med sensorer og løsninger for informasjonsanalyse ombord i skipet, kan driften overvåkes fra et kontrollrom på land, sier Veronica.

#2 Sikkerhet

– Målet er å være tryggere eller like trygg som i dag – det er det sjøfartsindustrien forholder seg til. For å oppnå dette målet må vi finne ut hvordan vi kan måle hvor sikker dagens skipsfart er, sier Veronica.

Vis mer

I alle industrier forekommer menneskelige feil, men mange feil forhindres også nettopp fordi det er mennesker tilstede. Veronica understreker derfor viktigheten av å finne ut hva som veier mest når man utvikler sikkerheten i autonom teknologi.

– En ulykke tidlig i utviklingen vil skape mindre tillit til systemet. Derfor er det ønskelig med utvidet testing. På den måten kan vi gjenskape potensielt farlige situasjoner og se at skipet, og systemene, er i stand til å takle disse, sier hun.

DNV GL bruker sin Hardware in-the-loop-simulator for å teste at sertifiserte komponenter fungerer i det systemet de er tiltenkt.

– Utviklingen av slike modeller er komplekse og krevende. De må være standardiserte, men man må også opprettholde balansen i at spesifikasjonene varierer mellom prosjekter, sier Veronica.

#3 Miljø

Et skip vil kunne være lenger til havs uten hensyn til bemanningen ombord. Dermed kan skipet også spare drivstoff på å kjøre saktere. Da er det store muligheter for at den maritime industrien blir mer bærekraftig.

– Når skipene er konstruert kun ut fra nyttelasten, og videre kan redusere farten, kan de spare inn betydelige mengder drivstoff. Dessuten vil man ikke lenger ha det samme behovet for oppvarming og belysning som på et tradisjonelt skip, sier Veronica.

– Krav til for eksempel utsyn og dagslys vil også falle bort. Et skip uten mannskap kan derfor leveres med mer aero- og hydrodynamisk design med redusert vind- og vannmotstand og dermed redusert forbruk av drivstoff, sier Silje.

Jobber med fremtidens løsninger

Silje og Veronica opplever det som meningsfylt å jobbe med løsninger som i fremtiden har potensiale til å endre en hel bransje. I DNV GL får de bygge kompetanse om teknologiske løsninger og rammeverk for at endringen kan skje på en sikker måte, både i Norge og internasjonalt.

– Med økt fokus på digitalisering er det en massiv endring på vei i hele bransjen, og DNV GL sørger for at jeg endrer meg med den, sier Veronica.

– Til syvende og sist må man ikke glemme de små skrittene; de detaljerte løsningene for delkomponentene som alle trekker mot autonome skip. Det er utrolig spennende å bidra til en større og utrolig kompleks helhet, sier Silje.