Visst som den selvkjørende bilen kommer robotskip. Flåter av små vindstyrte droner sirkler havet, registrerer klima og aktuelle data. Et norsk selskap planlegger å introdusere autonome ferger i 2018. Og Rolls Royce og andre skipsbyggingsselskaper designer konsepter og skriver meldinger som ser for seg fremtiden til autonome skip.
Potensialet for disse båtene er stort, og de potensielle bruksområdene varierte. Hvordan vil de se ut? Hvor forskjellige vil de egentlig være?
Svaret er, det kommer an. Skip bruker allerede navigasjonshjelp, og vil begynne å ettermontere for mer robotkontroll, likt hvordan bilprodusenter har startet med kjørefeltassistanse og automatiske parkeringsfunksjoner. Men når skipsbyggere begynner å bygge skip spesielt for autonom bruk, vil en rekke nye funksjoner bli tilgjengelige eller nødvendige, og andre forsvinner.
"Vi er ikke begrenset av de samme begrensningene som et bemannet fartøy har, " sier Oskar Levander, visepresident for innovasjon i Rolls Royce Marine. "Det du ender opp med er en veldig mager og effektiv maskin."
To fjernstyrte skip fra Rolls Royce passerer i vannet. (Rolls Royce) Dette er ikke en av situasjonene. Aspekter av tre primære muligheter vil bli blandet og tilpasset: autonom kontroll, eller selvkjøring; fjernbetjening, lik pilotering av en drone; og reduksjon eller eliminering av mannskaper, som til og med kan gå ombord eller forlate fartøyet.
En måte som kan se ut, sier Levander, er en slags hybrid. Et skip på åpent hav, som primært reiser rett frem med lite i veien, vil bli kontrollert av en datamaskin ombord, med sporadisk tilsyn med en landbasert operatør som kan styre hundrevis av forskjellige skip på en gang. Når det kommer til havn, eller kommer inn i et overbelastet område, kan flere ting skje. Den eksterne operatøren kunne ta full kontroll, eller et mannskap kunne båt ut og ombord.
Det er en rekke åpenbare fordeler med å gå uten mannskap. Design vil eliminere kvartalene, rotet, trappene, dørene og omtrent alt annet folk bruker. Et resultat av dette er masse ekstra plass, tilgjengelig for mer last. En annen er et mer strømlinjeformet ytre. Det gjør det til og med at vekten balanserer fint. Tradisjonelle skip har mye vekt i akterenden, takket være broen. Det lettere senteret er flytende, bøyer seg oppover og krever kraftig ballast, ofte i form av vann, som blir dratt rundt for ikke noe annet formål enn å holde skipet i nivå. Fjern overbygget, fordel vekten på nytt, så reduserer den nødvendige ballasten.
"Det er egentlig bare når du er helt ubemannet at du kan redusere alle systemene, " sier Levander. "Når vi legger til alt dette, det reduserte elektriske forbruket når vi tar ut systemer, den lavere vekten på fartøyet, den lavere vindmotstanden, snakker vi om 10 til 15 prosent drivstoffbesparelse, for et typisk lasteskip."
Eliminering av VVS, mat og vann og andre livsopprettholdende systemer er en annen fordel, noe som reduserer skipets kostnader samtidig som det øker plassen.
På samme måte som selvkjørende biler, er det ikke et klart reguleringslandskap. Fraunhofer Center for Marine Logistics and Services er en enhet som utforsker både de teknologiske og juridiske aspektene. I både skip og biler er det forstått at automatiseringen kan gi store økninger i sikkerhet - de fleste sjøulykker er forårsaket av operatørfeil eller tretthet, og en Fraunhofer-ledet rapport om Maritime Unmanned Navigation via Intelligence and Networks (MUNIN) forventer at autonomi skal levere en tidoblet reduksjon i risiko for grunnlegging og kollisjon. Men tilsynsorganer vil kreve bevis, med den ekstra forvirring som er utført av skipets internasjonale karakter.
Selskapene som jobber på autonome fartøy diskuterer allerede potensielle forskrifter, samt sikkerhetsfunksjonene som vil være nødvendige, både internt og eksternt.
“Lov om ubemannede kjøretøyer i land, luft og sjø er fremdeles en utviklende faktor. Det er noe av et grått område ettersom de forskjellige lovgiverne starter sine prosesser med lovgivning, og jeg antar at sjøen henger etter, sier Richard Jenkins, grunnlegger og administrerende direktør for Saildrone, som sender en flåte av små autonome vannbårne kjøretøy rundt om i verden. Selv om det er stor rekkevidde - Saildrone har logget mer enn 70.000 miles så langt - begynner selskapet i liten grad når det gjelder kjøretøyene. Jenkins likner disse 23 fots båtene med mobile bøyer, som følger forhåndsbestemte ruter ved hjelp av iridium-satellitter. Bordcomputeren overfører 2000 parametre i sanntid via disse satellittene, fra forskjellige sensorer inkludert målinger som temperatur og fuktighet, så vel som kjøretøyets fysiske tilstand inkludert sentral prosesseringsenhet [CPU] og batteristatus, og til og med navigasjonsfaktorer som vindhastighet og vinkel.
Det er ikke så forskjellig fra hva større skip gjør. Der det en gang var en bro, vil mindre tårn med sensorbanker montert på dem skaffe og videresende informasjon om skipets omgivelser. Radar er det klassiske eksemplet, men LIDAR er allerede innarbeidet. Der radar bare gir prikker på en skjerm, kan LIDAR uttrykke omgivelser i 3D. Infrarøde kameraer, normale kameraer og nærhetsradar vil også bli integrert, og heller enn å sende hver representasjon tilbake til basen, vil datamaskinen kombinere dem i en gjengivelse av skipets miljø.
MUNINs visjon for autonome skip (MUNIN) "For å mate alle disse mer avanserte algoritmene og mer avanserte systemene, trenger du bedre dataoppløsning, " sier Wilko Bruhn, en forskningsassistent ved Fraunhofer som jobbet på MUNIN. Mens du kanskje bare hadde en radar før, kanskje du kanskje har to, og selvfølgelig vil du ha flere høyteknologiske radarer på skipet. Det er fremdeles den samme sensoren, det er en radar, den fungerer etter samme generelle tilnærming, men den vil være mye mer høy kvalitet. ”
Å eliminere mannskapet gir mange fordeler, men nødvendiggjør også noen ekstra funksjoner i tillegg til de utvidede sensorene. Primært, uten at noen er i ferd med å fikse noe, må skipsbyggere konstruere for pålitelighet og redundans for systemer, og operatører vil måtte fokusere på forutsigbart vedlikehold - selv med små droner om bord vil de fleste reparasjoner være umulige.
I stedet for å ha en motor som kjører én propell, vil skip ha to, eller til og med fire. Ifølge Levander vil diesel gi vei for flytende naturgass. Faktisk er det allerede - flytende naturgass bruker et enklere system, der trykk fra tanken fører gassen gjennom en serie ventiler til motoren, uten at det er behov for pumper eller drivstoffinjektorer. Eller, kompartmentaliserte (og overflødige) dieselmotorer vil drive batterier, som vil kjøre elektriske motorer. Rolls Royce utviklet en design der dieselgeneratorene er plassert i fraktcontainere på dekk, slik at de lett kan tas ut for reparasjoner eller utskifting.
MUNIN forestiller seg et landkontrollsenter. (Munin) “Når du ikke har folk om bord, kan du virkelig begynne å adressere brannsikkerheten på forskjellige måter. Du kan si, trenger jeg oksygen i maskinrommet, eller kan jeg undertrykke det og gjøre det veldig vanskelig for noe å gå galt? Sier Levander.
Mye av dette vil bli eksperimentert med på korte turer og mindre fartøy først, der forskrifter administreres av en enkelt regjering. Deretter ser vi større skip på lange turer med tørr last, noe som er det minst ødeleggende i tilfelle en hendelse.
“Har vi teknologien vi trenger for et slikt skip? Kan vi bygge den? ”Bruhn sier MUNIN-rapporten skulle vurdere. "Teknologien har allerede vært mye mer avansert enn vi forventet ... vi er allerede nærmere dette autonome skipet enn vi trodde i begynnelsen."
