Kartlegger: Det førerløse fartøyet til Maritime Robotics er brukt til kartlegging av havbunnen med multisonar fra Norbit. Båten er ca. 6 meter lang og veier 1,7 tonn. (Foto: Maritiem Robotics/Andreas Misje)

UBEMANNEDE FARTØY

Her er Norge verdensledende. Nå skal vi gjøre det til en milliardindustri

– Vi ligger et hestehode foran. Minst.

TRONDHEIM: – Vi ligger et hestehode foran. Minst. 

Det sier direktør for NTNU Amos, professor Asgeir Sørensen.

NTNU Amos er «Senter for autonome marine operasjoner og systemer» med et 10-årig budsjett fra 2013-2022 på ca. 1 milliard kroner.

Rundt 60 prosent går til forskning på robotisering eller autonome fartøy og resten på assosierte prosjekter, blant annet grønnere og smartere skipsfart. Det er 81 doktorgradsstudenter knyttet til Amos.

Sørensen har flere store ord på lager, både «revolusjon», «game changer» og «ny industriell æra». Ikke alt er knyttet til Amos, men like mye en industriell trend der NTNU og Norge spiller en betydelig rolle.

– Vi står overfor en industriell revolusjon og bidrar til en ny industriell æra med økt datafangst og bruk av den. Det er et digitalt «big bang». Vi reduserer kostnader til 1/10-del og øker kvaliteten 10 ganger. Dette er en signifikant game changer. Og det skjer nå, sier professoren entusiastisk.

Trippeltest 

Ut i Trondheimsfjorden. 

Sola står lavt på himmelen, sjøen ligger blikk stille. Forskningsskipet til NTNU, «Gunnerus», fylles sakte men sikkert opp med forskere.

NTNUs forskningsfartøy Gunnerus med FFIs Hugin-container på akterdekk. Ut fra krana henger bredbåndskommunikasjonsutstyret som formidler kontakt mellom moderskip og Hugin. I en kommersiell modell vil det være permanent festet under skipet.
NTNUs forskningsfartøy Gunnerus med FFIs Hugin-container på akterdekk. Ut fra krana henger bredbåndskommunikasjonsutstyret som formidler kontakt mellom moderskip og Hugin. I en kommersiell modell vil det være permanent festet under skipet. Foto: Tore Stensvold

Uke to i et større forskningsprosjekt om autonome, ubemannede farkoster under, på og over havoverflaten er i emning. Norge ligger langt framme på førerløse og ubemannete farkoster. Intensiv og målrettet satsing på området har sikret Norge et godt forsprang på noen områder.

Nå skal alle de tre områdene, AUV (autonomt undervannsfartøy), USV (unmanned surface vessel, førerløst overflatefartøy) og UAV (autonomt fly eller drone) testes sammen.

NTNUS forskningsskip «Gunnerus» legger fra kai kl. 08:30. Som planlagt.
Dagens vær i Trondheimsfjorden står i sterk kontrast til været fredagen før. I løpet av 30 minutter snudde været fra laber bris til full storm og opp i 60 knop vind.

Toktleder Martin Ludvigsen fra Institutt for marin teknikk på NTNU og kaptein Arve Knutsen nølte ikke med beslutningen: Avbryt.

Det autonome overflatefartøyet til Maritime Robotics, en 28 fots ombygget arbeidsbåt som de bruker til egne FoU-aktiviteter, fikk «black out». Hektisk arbeid i løpet av helgen avslørte mangelfull tetning. Vann trengte inn og slo ut strømforsyningen.

Den 28 fot store båten ser ut som en vanlig arbeidsbåt, men kan kjøres autonomt eller fjernstyres. Arild Hepsø har tatt roret for å sette Eirik Hovstein om bord i Gunnerus.
Den 28 fot store båten ser ut som en vanlig arbeidsbåt, men kan kjøres autonomt eller fjernstyres. Arild Hepsø har tatt roret for å sette Eirik Hovstein om bord i Gunnerus. Foto: Tore Stensvold

– Det hadde ikke vært forskning hvis det ikke av og til kom noen tilbakeslag, sier administrerende direktør Vegard E. Hovstein i Maritime Robotics.

Nå er overflatefartøyet – også kalt USV – «tørket» og klart igjen. Under testingen sitter en til to personer fra Maritime Robotics om bord og «passer på», men det er fra «Gunnerus» farkosten styres.

Moderskip

«Gunnerus» er «mother ship» eller «hangarfartøyet» for forskningsprosjektet, som inngår i NTNU Amos (Centre for Autonomous Marine Operations and Systems).

Dette delprosjektet har ikke noe kult eget navn og har endret noe innhold i forhold til opprinnelig plan og går litt på utsiden av Amos.

– Vi så alle fornuften i dette prosjektet og deltakerne bruker til en viss grad av egne og frie midler, sier NTNU- professor Martin Ludvigsen.

Professor Martin Ludvigsen leder Amos-prosjektet Autonome ubemannede farkoster og operasjoner.
Professor Martin Ludvigsen leder Amos-prosjektet Autonome ubemannede farkoster og operasjoner. Foto: Tore Stensvold

De andre utålmodige deltakerne er Kongsberg Seatex, Forsvarets Forskningsinstitutt (FFI) og Maritime Robotics.

Forskningsfartøyet Gunnerus var allerede «booket» inn som en del av Amos-prosjektet til NTNU og FFI. Partene så det utelukkende som fornuftig å dytte inne enda mer funksjonsprøving av relatert teknologi.

På vei ut mot testområdet klargjør FFI sin egen Hugin. Den autonome undervannsfarkosten Hugin er utviklet av Kongsberg-konsernet og FFI gjennom en årrekke og selges nå kommersielt. FFI har sin egen, Hugin HUS (der HUS er forkortelse for «H.U. Sverdrup II», FFIs eget forskningsskip).

– Vi kan bruke Hugin til minejakt og til kartlegging av gamle skipsvrak fra 2. verdenskrig med ammunisjon og farlige kjemikalier. Med avansert programvare får vi Hugin til å detektere miner gjemt blant andre objekter på havbunnen, sier Torstein Olsmo Sæbø, forskningsleder for maritim robotikk i FFI.

I 12 knops fart stevner Gunnerus ut mot testområdet med kaptein Arve Knutsen ved roret.

Vi er framme ved testområdet. Ute i munningen av Trondheimsfjorden har FFI allerede lagt ut objekter som Hugin skal detektere.

UVS: Vegard Hovstein sitter i førerstolen, men styrer verken ror eller fart på USV-en. Det skjer fra Gunnerus, et par nautiske mil unna. Hans V. Jensen fra NOFO til venstre.
UVS: Vegard Hovstein sitter i førerstolen, men styrer verken ror eller fart på USV-en. Det skjer fra Gunnerus, et par nautiske mil unna. Hans V. Jensen fra NOFO til venstre. Foto: Tore Stensvold

«Boring is good»

FFI-ingeniør Sjur Linnestad går over og sjekker at Hugin er klar for tokt. Han skrur fast et deksel og forsikrer seg om at antennene til kommunikasjonsutstyret til Kongsberg Seatex står riktig.

«Boring is good». Uttrykket oppsto da Kongsberg Maritime gjorde de siste tester med Hugin før en leveranse. Det var mye stress og usikkerhet før hun gled ned i vannet.

– Fra det øyeblikk man har fått kontakt med en neddykket Hugin på akustisk link, blir jobben fort utrolig kjedelig. Den er jo en robot, og gjør akkurat det man har bedt den om å gjøre. I fire knops fart, i time etter time. Hvis det slutter å være «boring», er det fordi Hugin gjør noe annet enn operatøren ønsker eller forventer. Og det er som regel «not good» når det skjer, forklarer Per Espen Hagen, systemarkitekt i Kongsberg Maritime.

– Jeg har en cap med det navnet, sier forsker og Hugin-operatør Ole Lorentzen.

Han kommer ikke til å kjede seg. Han følger Hugin tett på skjermer. Integrasjonen av Hugins ferd over havbunnen er integrert inn i kart.

Bare det er i seg selv en utfordring som løses i samarbeid med universitetet i Porto i Portugal.

Den er jo en robot, og gjør akkurat det man har bedt den om å gjøre.

Per Espen Hagen, systemarkitekt

HD-film og øye i himmelen

Kongsberg Seatex har utviklet og allerede kommersialisert en ny maritim bredbåndskommunikasjon, Maritime Broadband Radio – MBR. Den skal videreutvikles og forbedres. Nå skal Erlend Vågsholm fra Kongsberg Seatex se til at alle de autonome enhetene kommuniserer seg imellom og til moderskipet, som blir et relé, eller en sentral.

– I store, komplekse operasjoner, for eksempel ved oljeutslipp, er det mange fartøyer, fly og helikoptre i aksjon som må kommunisere og utveksle data, høyoppløselige bilder og film. MBR har kommet som en «game changer» i så måte siden den gir høy båndebredde og rekkevidde, samt svært lav forsinkelse. Dette er nøkkelparametre for at fartøy kan operere trygt sammen «live», sier Vågsholm.

Maritime Robotics (MR) er blitt kjent for førerløse overflatefartøy, blant annet til systematisk havbunnskartlegging. Men MR har også utviklet en drone, førerløst fly.

I tillegg kommer «Ocean Eye».

Oljeindustrien har vært fødselshjelper for «Ocean Eye», en heliumfylt ballong som kan sendes opp fra og er forankret til et skip. Ballongen kan ha med seg vanlig kamera, IR-kamera, sensorer og kommunikasjonsutstyr, som for eksempel MBR. Det er nettopp dette som skal testes i dag.

Eirik Hovstein jobber rutinert. I løpet av minutter har han og storebror og sjef, Vegard Hovstein, pakket ut Ocean Eye, fylt helium og montert kommunikasjonsutstyret. Tårnet på Ørland flystasjon er varslet og ballongen kan sendes til værs.

Illustrasjonen viser hvordan Hugin brukes til å undersøke havbunnen for mulige miner, identifisere typen og kommunisere med fly, kommandofartøy og UVS (ubemannet overflatefartøy), som sørger for å sende riktig verktøy til å sprenge eller deaktivere mine. USV-en er også hangarskip for to Hugin AUV-er.
Illustrasjonen viser hvordan Hugin brukes til å undersøke havbunnen for mulige miner, identifisere typen og kommunisere med fly, kommandofartøy og UVS (ubemannet overflatefartøy), som sørger for å sende riktig verktøy til å sprenge eller deaktivere mine. USV-en er også hangarskip for to Hugin AUV-er. Foto: FFI

 

Oljevern

Ombord i USV-en sitter Arild Hepsø fra Maritime Robotics og Hans V. Jensen fra NOFO(Norsk oljevernforening for operatørselskap).

Litt tidligere på dagen: Hans V. Jensen og Vegard Hovstein sitter i intense samtaler. Tema er både Ocean Eye og USV. Fellesnevner er hvordan de best kan bruke autonome systemer for oljevern, både i arktiske forhold, ved iskanten, og nær land, der store fartøy ikke kommer til.

– Ocean Eye er – som navnet sier – vårt øye som gir fugleperspektiv og godt overblikk over eventuelle oljeutslipp, forklarer Jensen.

Kart og kompass: Forsker og Hugin-operatør Ole J. Lorentzen (t.v.) og ingeniør og Hugin-operatør Sjur Linnestad er enige om at «Boring is good» - det betyr at det autonome fartøyet faktisk er autonomt og følger et ferdig oppsatt program. I tillegg er Hugin-programmet for minegjenkjenning «intelligent». Hugin tar på egenhånd en ny tur for å utforske mistenkelige objekter nærmere.
Kart og kompass: Forsker og Hugin-operatør Ole J. Lorentzen (t.v.) og ingeniør og Hugin-operatør Sjur Linnestad er enige om at «Boring is good» - det betyr at det autonome fartøyet faktisk er autonomt og følger et ferdig oppsatt program. I tillegg er Hugin-programmet for minegjenkjenning «intelligent». Hugin tar på egenhånd en ny tur for å utforske mistenkelige objekter nærmere. Foto: Tore Stensvold

Fem enheter er kjøpt inn og plassert strategisk langs kysten fra Stavanger til Hammerfest. NOFO og Jensen ser enda lenger fram i tid.

– Et autonomt overflatefartøy kan vi sende inn der det er for grunt og vanskelig for store fartøy og der det er farlig for mennesker, blant annet eksponering for oljedamp og gasser.

Nå styrer Arild Hepsø USV-en rundt en holme og forsvinner ut av syne. Kommunikasjon skjer på VHF-radio foreløpig.

– Ballongen må høyere opp. Vi får ikke kontakt, spraker det over radioen.

Eirik sender ballongen 10 meter høyere opp. Gunnerus følger et sikk-sakk-mønster over Hugin. Manøvreringen gjør at ballongen oppfører seg mot normalt, men holder seg i høyden.

Kartlegging: Hugin har fotografert gamle skipsvrak med ammunisjon. Bildet er tatt med en HISAS 1030 syntetisk aperture-sonar, i 25 meters flyvehøyde på cirka 628 meters dyp. De to bildene øverst viser hvordan Hugin oppdager et mistenkelig objekt, dykker nærmere gog tar nye bilder for sikker identifisering av eventuell mine.
Kartlegging: Hugin har fotografert gamle skipsvrak med ammunisjon. Bildet er tatt med en HISAS 1030 syntetisk aperture-sonar, i 25 meters flyvehøyde på cirka 628 meters dyp. De to bildene øverst viser hvordan Hugin oppdager et mistenkelig objekt, dykker nærmere gog tar nye bilder for sikker identifisering av eventuell mine. Foto: FFI/Hugin

En «kite» - en vingeformet løsning, gir ballongen løft og fast retning. 80 meter opp får USV og Gunnerus kontakt via MBR-enheten på ballongen. Med en sonar hengende ned i vannet fra Gunnerus, er det også kontakt til Hugin.

Treenigheten er komplett – sjø, havoverflate og luft.

– I morgen skal vi også ha en drone i lufta. Dronen kan gjøre samme jobb som Ocean Eye, men med noe større rekkevidde. Ocean Eye er en enkel og billig løsning, sier Hovstein.

«Gunnerus» er et mellomledd. Et stort og dyrt mellomledd, eller relé.

Alle parter jobber mot å erstatte det kostbare moderskipet med et autonomt overflatefartøy. USV-er er tiltenkt en slik funksjon.

– Det er ren fornuft. Det er svært kostbart å drifte store fartøy. Et førerløstoverflatefartøy kan styre flere AUV-er og være kommunikasjonsledd til droner, satellitter og kommandosentral. Det går i den retningen, sier Hovstein.

Se OceanEye og Hugin i aksjon i videoen under.

 

Brukerstyrt

Tilbake på NTNU Amos. Her mener professor Asgeir Sørensen at de tette båndene mellom industri og akademia er nøkkelen til suksess.

– Sluttbrukeren gir oss en retning. Forskningen blir veldig målrettet og kan raskt tas i bruk, sier han.

Revolusjon: Professor Asgeir Sørensen leder NTNU AMOS, senter for autonome marine operasjoner og systemer. – Vi er inne i en industriell revolusjon, sier Sørensen.
Revolusjon: Professor Asgeir Sørensen leder NTNU AMOS, senter for autonome marine operasjoner og systemer. – Vi er inne i en industriell revolusjon, sier Sørensen. Foto: Ingvil Snøfugl

Der det ikke allerede er en sluttbruker, springer det nye selskaper ut av forskningen, som for eksempel Eelume (undervanns slangerobot), BluEye Robotics (undervannsdrone) og Ecotone (subsea hyperspektral avbildning, blant annet til artsbestemmelse).

NTNU tar ikke all ære for de nye etableringene, de jobber tett med flere andre universiteter, deriblant Tromsø og Svalbard, samt selskapene Statoil og DNV GL.

– Vi lager kunnskap, bygger kompetanse som gir økt verdiskaping og mage nye arbeidsplasser, sier Sørensen.

Maritime Robotics har holdt på i drøye 10 år med både overflatefartøy og droner.

Kult - men til hva?

I 2008 utviklet selskapet en autonom båt.

– Det var kult, men vi visste ikke hva vi skulle bruke den til. Nå vet vi at et autonomt fartøy virker. Hva skal vi integrerer den mot? Nå er det opp til annen industri og myndigheter å utstyre fartøyet og bruke det der det.

Bruksområdene er mange, sier Eirik Hovstein i Maritime Robotics.
Professor Asgeir Sørensen tar litt selvkritikk.

– Vi har vært flinke til å jobbe med industri og næringsliv. Vi må bli flinkere til å integrere mot forvaltningen. Autonome fartøyer kan forenkle og gjøre kartleggingsoppgaver raskt, effektivt og billig. De må komme til oss og fortelle hvilke behov de har, sier Sørensen, og nevner både NGU, NVE, Kartverket og flere.

Han har åpen dør for alle som tror de har interessante bruksområder for autonome farkoster. 

Kommentarer (7)

Kommentarer (7)