Zeker als de zelfrijdende auto, komen er robotschepen. Vloten van kleine door wind aangedreven drones cirkelen rond de oceaan, registreren klimaat en actuele gegevens. Een Noors bedrijf is van plan om in 2018 autonome veerboten te introduceren. Rolls Royce en andere scheepsbouwbedrijven ontwerpen concepten en schrijven whitepapers die de toekomst van autonome schepen voorzien.
Het potentieel voor deze boten is groot en het potentiële gebruik is gevarieerd. Hoe zullen ze eruit zien? Hoe anders zullen ze echt zijn?
Het antwoord is, het hangt ervan af. Schepen maken al gebruik van navigatiehulp en zullen achteraf worden ingebouwd voor meer robotbesturing, vergelijkbaar met hoe autofabrikanten zijn begonnen met rijstrookassistent en automatische parkeerfuncties. Maar wanneer scheepsbouwers schepen beginnen te bouwen die specifiek bedoeld zijn voor autonoom gebruik, zullen een groot aantal nieuwe functies beschikbaar of noodzakelijk worden, en andere zullen verdwijnen.
"We worden niet beperkt door dezelfde beperkingen die een bemand schip heeft", zegt Oskar Levander, vice-president innovatie bij Rolls Royce Marine. "Wat je uiteindelijk krijgt is een zeer slanke en efficiënte machine."
Twee op afstand bestuurbare schepen van Rolls Royce passeren in het water. (Rolls Royce) Dit is niet een of / of situatie. Aspecten van drie primaire kansen worden gemixed en gematcht: autonome controle of zelfrijdend; bediening op afstand, vergelijkbaar met het besturen van een drone; en vermindering of eliminatie van bemanningen, die zelfs aan boord kunnen gaan of van het schip kunnen vertrekken.
Een manier die eruit zou kunnen zien, zegt Levander, is een soort hybride. Een schip op open zee, dat primair rechtdoor vaart met weinig in de weg, zal worden bestuurd door een boordcomputer, met af en toe toezicht van een landexploitant die honderden verschillende schepen tegelijk kan beheren. Als het gaat om de haven of een overbelast gebied binnengaat, kunnen er verschillende dingen gebeuren. De externe operator kan de volledige controle overnemen, of een bemanning kan uitvaren en instappen.
Er zijn een aantal duidelijke voordelen aan het zonder bemanning gaan. Ontwerpen elimineren de vertrekken, rotzooi, trappen, deuren en zo ongeveer al het andere dat mensen gebruiken. Een gevolg hiervan is heel veel extra ruimte, beschikbaar voor meer lading. Een andere is een meer gestroomlijnde buitenkant. Het zorgt er zelfs voor dat het gewicht mooi in balans is. Traditionele schepen hebben veel gewicht in de achtersteven, dankzij de brug. Het lichtere centrum is drijvend, buigt omhoog en vereist zware ballast, vaak in de vorm van water, dat rond wordt getrokken voor geen ander doel dan om het schip horizontaal te houden. Haal de bovenbouw weg, verdeel het gewicht en het zal de benodigde ballast verminderen.
"Het is echt alleen als je volledig onbemand bent dat je alle systemen kunt verminderen", zegt Levander. "Als we dit allemaal bij elkaar optellen, hebben we het lagere elektrische verbruik bij het uitschakelen van systemen, het lagere gewicht van het schip, de lagere windweerstand voor een typisch vrachtschip over een brandstofbesparing van 10 tot 15 procent."
Eliminatie van HVAC, voedsel en water, en andere levensonderhoudende systemen is een ander voordeel, het verlagen van de kosten van het schip en het vergroten van de ruimte.
Net als zelfrijdende auto's is er geen kant en klaar regelgevingslandschap. Het Fraunhofer Center for Marine Logistics and Services is een entiteit die zowel de technologische als juridische aspecten onderzoekt. In zowel schepen als auto's wordt begrepen dat de automatisering een grote toename van de veiligheid zou kunnen bieden - de meeste maritieme ongevallen worden veroorzaakt door operatorfouten of vermoeidheid, en een door Fraunhofer geleid rapport over maritieme onbemande navigatie door intelligentie en netwerken (MUNIN) verwacht dat autonomie zal leveren een tienvoudige afname van het risico op foundering en botsing. Maar regelgevende instanties zullen bewijs nodig hebben, met de extra verwarring veroorzaakt door het internationale karakter van de scheepvaart.
De bedrijven die op autonome schepen werken, bespreken al mogelijke regelgeving, evenals de veiligheidskenmerken die nodig zijn, zowel intern als extern.
“De wetgeving voor onbemande voertuigen in land, lucht en zee is nog steeds een evoluerende factor. Het is een beetje een grijs gebied als de verschillende wetgevers hun wetgevingsprocessen starten en ik denk dat de zee achterblijft ”, zegt Richard Jenkins, oprichter en CEO van Saildrone, die een vloot van kleine autonome voertuigen op het water over de hele wereld stuurt. Hoewel groot in bereik - Saildrone heeft tot nu toe meer dan 70.000 mijl afgelegd - begint het bedrijf klein in termen van de voertuigen. Jenkins vergelijkt deze 23-voet boten met mobiele boeien, die vooraf bepaalde routes volgen met behulp van iridium satellieten. De boordcomputer verzendt 2.000 parameters in realtime via die satellieten, van verschillende sensoren, waaronder metingen zoals temperatuur en vochtigheid, evenals de fysieke toestand van het voertuig inclusief centrale verwerkingseenheid [CPU] en batterijstatus, en zelfs navigatiefactoren zoals windsnelheid en hoek.
Dat is niet zo heel anders dan wat grotere schepen doen. Waar ooit een brug was, zullen kleinere torens met sensorbanken erop worden gemonteerd en informatie over de omgeving van het schip doorgeven. Radar is het klassieke voorbeeld, maar LIDAR wordt al opgenomen. Waar radar alleen stippen op een scherm levert, kan LIDAR de omgeving in 3D uitdrukken. Infraroodcamera's, normale camera's en nabijheidsradar worden ook opgenomen en in plaats van elke weergave terug te sturen naar de basis, zal de computer ze combineren in één weergave van de omgeving van het schip.
MUNIN's visie op autonome schepen (MUNIN) "Om al deze meer geavanceerde algoritmen en meer geavanceerde systemen te voeden, zou je een betere gegevensresolutie nodig hebben", zegt Wilko Bruhn, een onderzoeksmedewerker bij Fraunhofer die aan MUNIN werkte. “Terwijl je misschien maar één radar eerder had, misschien heb je er twee, en natuurlijk heb je meer high-tech radars op het schip. Het is nog steeds dezelfde sensor, het is een radar, het werkt volgens dezelfde algemene aanpak, maar het zal veel meer van hoge kwaliteit zijn. "
Het elimineren van bemanning heeft veel voordelen, maar vereist ook enkele extra functies naast de uitgebreide sensoren. In de eerste plaats, omdat er niemand in de buurt is om iets te repareren, zullen scheepsbouwers moeten bouwen aan betrouwbaarheid en redundantie van systemen, en exploitanten moeten zich concentreren op voorspellend onderhoud - zelfs met kleine drones aan boord zijn de meeste reparaties onmogelijk.
In plaats van dat één motor één propeller aandrijft, hebben schepen er twee of zelfs vier. Volgens Levander maakt diesel plaats voor vloeibaar aardgas. In feite is dit al het geval: vloeibaar aardgas maakt gebruik van een eenvoudiger systeem, waarbij druk vanuit de tank het gas via een reeks kleppen naar de motor drijft, zonder dat pompen of brandstofinjectoren nodig zijn. Of compartimenten (en redundante) dieselmotoren zullen batterijen voeden, die elektrische motoren laten draaien. Rolls Royce ontwikkelde één ontwerp waarbij de dieselgeneratoren zijn ondergebracht in zeecontainers op het dek, zodat ze gemakkelijk kunnen worden verwijderd voor reparatie of vervanging.
MUNIN stelt zich een walcontrolecentrum voor. (MUNIN) “Als je geen mensen aan boord hebt, kun je echt op verschillende manieren beginnen met het aanpakken van brandveiligheid. Je kunt zeggen, heb ik zuurstof nodig in de machinekamer, of kan ik dat onderdrukken en het heel moeilijk maken dat er iets misgaat? ”, Zegt Levander.
Veel hiervan zal eerst worden geëxperimenteerd op korte reizen en kleinere schepen, waar voorschriften worden beheerd door een enkele overheid. Vervolgens zien we grotere schepen lange reizen maken met droge lading, wat het minst destructief is in geval van een incident.
“Hebben we de technologie die we nodig zouden hebben voor zo'n schip? Kunnen we het bouwen? 'Bruhn zegt dat het MUNIN-rapport moest beoordelen. "De technologie is al veel geavanceerder dan we hadden verwacht ... we zijn al dichter bij dit autonome schip dan we in het begin dachten."
