Full tillit til autonom ferge

Trondheim: Onsdag 21. september begynte den autonome fergen seiling mellom Ravnkloa og Fosenkaia i Trondheim. Etter tre ukers prøvedrift med over 400 kryssinger og i overkant av 1500 passasjerer, har NTNU og leverandøren av autonomisystemet, Zeabuz, et stort datamateriale å gå gjennom. Erfaringene er gode og oppløftende.

Fergen har krysset over den ca. 100 meter lange kanalen med inntil 12 passasjerer. I testperioden har det vært sikkerhetspersonale om bord. Over 1000 spørreskjemaer er besvart av passasjerene både før og etter kryssingen. I tillegg er rundt 150 passasjerer intervjuet om opplevelsen sin.

– Det var overveldende positive tilbakemeldinger. Vi ønsket å få høre om deres opplevelse av tillit og sikkerhet til fergen både før og etter kryssing. De hadde tillit før de prøvde og enda større tillit etter å ha seilt, sier Ole Andreas Alsos, førsteamanuensis ved Institutt for Design og prodekan for innovasjon og formidling ved Fakultet for arkitektur og design ved NTNU.

Et annet og litt overraskende funn var at passasjerene som i utgangspunktet var skeptiske til å ta fergen helt uten sikkerhetspersonell om bord, etter å ha prøvd fergen ble overbevist om at den også ville være sikker selv om personellet ble værende igjen på land, opplyser Alsos.

Passasjeren sa at de hadde høyere tillit til autonome ferger enn til autonomi i biler.

Kajakk-testen

Milliampere 2 har både radar, lidar, kameraer, ultralyd og dobbelredundant systemdesign for å ivareta sikker manøvrering med nok kraft og styringsevne, deriblant fire thrustere, en i hvert hjørne. I tillegg har fergen et industrielt DP-system (dynamisk posisjonering) fra Marine Technologies i Egersund.

Autonomifunksjonaliteten er utviklet på NTNU, men overført til spin-off-selskapet Zeabuz, som har videreutviklet og kommersialisert systemet.

Under testen avverget fergen kollisjon ved å stanse og ligge stille til situasjonen ble avklart.

– Vi testet med å «kaste» kajakkpadlere og andre objekter like foran ferga. Den stanset hver gang, og passasjerene følte seg trygge, sier Alsos.

Førsteamanuensis Egil Eide ved Institutt for elektroniske systemer på Fakultet for informasjonsteknologi og elektroteknikk er primus motor og pådriver for utviklingen av autonome ferger ved NTNU.

For defensiv

Han sier at autonomi-teknologien i dag fungerer tilfredsstillende, men at passasjerenes tilbakemelding betyr at det er forbedringsbehov.

– Teknisk sett var den viktigste lærdommen at vi kan gjøre fergen mer effektiv. Den var for defensiv og stanset med unødvendig store marginer. Vi må justere algoritmen, sier Eide til TU.

Noe trøbbel var det riktignok helt i starten.

– Sensorer ble påvirket av kraftig regnvær og løv. Det førte til noen misoppfattelser. Men vi fikk ordnet det, sier Morten Breivik, førsteamanuensis ved Institutt for teknisk kybernetikk på NTNU.

Han er stolt og fornøyd med innsatsen til de over 300 studenter, doktorander, postdoktorer, teknisk personell og andre som har bidratt til autonomi-utviklingen de siste seks årene.

Seks års arbeid

NTNU startet utvikling av en førerløs ferge for persontransport i april 2016. Det samme året erklærte Kystverket Trondheimsfjorden for verdens første testarena for autonome skip og Norsk forening for autonome skip (NFAS) ble stiftet.

På NTNU begynte førsteamanuensis Egil Eide, noen kolleger og en gjeng studenter arbeidet med Milliampere 1. Den lille fergen ble sjøsatt i november 2017 og brukt som plattform for autonomi-utviklingen. På veien fram til Milliampere 2, er en rekke forskningsprosjekterer gjennomført innen nye algoritmer for bevegelsesplanlegging, bevegelseskontroll, kollisjonsunngåelse, dokking, multi-target sporing og lokalisering.

Infrastrukturen rundt Milliampere inkluderer flere sensorrigger, forskning på multi-sensor fusjon og situasjonsbevissthet samt et landkontrollaboratorium som kan brukes til å studere samspillet mellom menneskelige operatører og den autonome fergen.

Bygget opp kompetansemiljø

Siden starten har over 10 professorer, 15 doktorgradskandidater, 2 postdoktorer, over 150 masterstudenter, ca. 50 bachelorstudenter og 5 teknisk ansatte vært involvert i arbeidet med autonome passasjerferger for urbane strøk.

– NTNUs omfattende satsing har gitt Trondheim verdens største og tyngste fagmiljø innen denne nisjen, sier Breivik.

Mens mange land og bedrifter snakker om autonomi, har NTNU-miljøet jobbet fokusert med byferger og bevist at det lar seg gjennomføre i form av Milliampere 2.

Forsprang

Breivik sier at Trondheim som høyteknologisk tyngdepunkt for framtidas autonome passasjertransport kan lede til nye arbeidsplasser, nye forretningsmodeller – og muligheter som vil tiltrekke seg mer kompetanse og investorkapital.

– Teknologien kan erstatte kostbare, plasskrevende og lite miljøvennlige bro- og tunnelløsninger, og har potensial til å revolusjonere offentlig transport i urbane strøk. På lengre sikt kan teknologien videreutvikles for å skape grønn, fleksibel og kostnadseffektiv transport langs hele norskekysten, sier Breivik.

Han berømmer den stå-på-viljen alle i prosjektet har vist. Han tror nøkkelen til suksess ligger i nordmenns nære forhold til sjø og hav og respekt for naturens krefter.

Vi har kobling mellom innsikt i sjø og kystkultur, høyteknologisk kompetanse og mennesker som er virkelig dedikert og elsker dette. Det er folk som er lidenskapelig opptatt av å få dette til og tar de siste ekstra skrittene som driver dette framover, sier Breivik.

Han kaller førsteamanuensis Egil Eide for «admiralen» som står i baugen og staker ut kursen.

Mennesker feiler

Eide har tidligere fortalt TU i forbindelse med Milliampere 1-prosjektet at noe av det mest kompliserte er å lære at mennesker ikke alltid følger regler.

– Vi måtte lære oss hvordan mennesker handler irrasjonelt, det vil si hvordan en kajakkpadler eller en småbåt ikke kan og ikke følger reglene, og så måtte vi bygge opp antikollisjonssystemet ut fra den kjensgjerningen, fortalte Eide til TU.

At mennesker står bak de fleste ulykker, ble også demonstrert en gang under testperioden.

– Vi opplevde ingen ulykker med ferga, men en båtfører krasjet inn i kaia på Ravnkloa, sier Alsos.

Vogn og rullator

Passasjerene som testet fergen spente aldersmessig fra 8 måneder til 96 år og omfattet både syklister og folk med rullator.

Han vedgår at passasjerundersøkelsen kan ha en viss slagside.

– De mest skeptiske valgte helt sikkert å gå rundt og ta brua over kanalen. Det var et par som kom ned til kaia bare for å fortelle at de ikke ville ta fergen, humrer Alsos.

Nivå 3

Egil Eide forteller at NTNU nå skal jobbe sammen med partnere og Sjøfartsdirektoratet med å gå opp ett nivå på autonomistigen. I testperioden har det vært en sikkerhetsansvarlig om bord.

Navigatør og sikkerhetsoperatør skal neste år sitte på et kontrollsenter på land, Shore Control Lab, som bygges opp i Nyhavna. Derfra skal det være mulig å gripe inn og overta kontroll.

– Sjøfartsdirektoratet har beskrevet en prosess for hvordan vi skal gå fram med dokumentasjon og risikoanalyser, sier Eide.

Menneske-maskin

NTNU-teamet er opptatt av hvordan menneske-maskin-samhandlingen skal foregå.

Alsos sier at styrken i autonomiprosjektet er tverrfaglighet. De har involvert studenter, doktorander og fagfolk med svært ulik bakgrunn, fra kybernetikk, elektronikk, marin teknikk, design og psykologi til sosialfag.

– Det er bygget opp et helt økosystem rundt autonomi. Det er ingen miljøer i verden som har kommet så langt som oss innen vår fergenisje, sier Breivik.

NTNU får henvendelser fra en lang rekke land. De fleste store byer ligger ved sjø eller elver. Vannveien er lite relativt lite utnyttet som transportåre for mennesker.

– Det er et stor potensial for mindre, autonome passasjerferger. De kan erstatte broer og er fleksible for endringer i transportbehov, sier Eide.

Kommersiell satsing

Flere av de sentrale NTNU-forskerne står bak spin-off-bedriften Zeabuz, som skal kommersialisere autonomi-teknologien. Zeabuz ble stiftet i 2019 av fem NTNU-professorer, tre NTNU-forskere, NTNU Technology Transfer og Bjørn Kj. Haugland fra Skift med tanke på å bidra med en enkel løsning for mange byer: Å tilby enkel, fleksibel, miljøvennlig og relativt sett billig transport av mennesker via vannveien i stedet for tettpakkete veier eller dyre bruer og tunneler.

Det er NTNU som står for driften av Milliampere 2 i samarbeid med partnere, deriblant Zeabuz som hadde to teknikere om bord på testkjøringen.

Zeabuz har store planer om å levere autonome fartøy for vannveier i urbane strøk over alt der det er mulig. Selskapet skal sammen med rederiet Torghatten drifte en autonom og elektrisk ferge i Stockholm i løpet av 2023. Planen er å bygge et nettverk av ferger, men med navigatør om bord de to første årene.