Maar hoe moet een autonoom varend schip omgaan met gevaarlijke situaties op het water? En hoe moet de infrastructuur aan land omgaan met zo’n schip? Dit en meer zijn de vraagstukken die beantwoord worden bij de ontwikkeling van autonoom varende schepen.
Inzet van Artificiële Intelligentie
Artificiële Intelligentie (AI) is nodig om autonome schepen op een veilige manier te kunnen laten navigeren. Denk daarbij aan situational awareness en situational understanding. Dit houdt in dat een autonoom schip zich bewust moet zijn van zijn omgeving. Hiervoor moet sensordata van onder andere radar-, lidar*-, en camerasystemen op een hoge frequentie worden geanalyseerd. Daarnaast kan ook de informatie uitgewisseld tussen schepen onderling (denk aan vaarintenties) en tussen infrastructuur en schepen (denk aan waterstanden, sluisplanningen) erg waardevol zijn.
AI wordt ook gebruikt voor gecoördineerde dynamische routeplanning en -optimalisatie. Net zoals een mens gebruikmaakt van een navigatiesysteem om van A naar B te gaan, gebruiken autonome schepen zulke systemen om efficiënt een route naar hun bestemming te kunnen volgen. Rekening houden met continu variërende water- en weeromstandigheden en het gedrag van andere waterweggebruikers is een grote uitdaging.
Bovendien wordt AI gebruikt voor onderhoud en (remote) monitoring. Door het continu met sensoren in de gaten houden van kritieke systemen aan boord van een schip kunnen AI methoden bepalen wat de ‘gezondheidstoestand’ van het schip is. Mocht deze achteruit gaan, heeft het autonome schip dit door, en probeert het schip eerst zichzelf te herstellen door bijvoorbeeld de besturing van het schip aan te passen. Het autonome schip heeft daarnaast de mogelijkheid om assistentie van menselijke onderhoudsoperators in te roepen en op een veilige manier daar naartoe te varen waar eventuele vervanging of reparatie kan plaatsvinden.
Welke uitdaging lost het op?
In 2030 wordt, onder druk van groeiend vervoer over water en een vergrijzende beroepsbevolking, een groot tekort aan schippers op de binnenvaart verwacht. Autonoom navigerende schepen maken het mogelijk het vervoer over water te laten plaatsvinden met kleinere bemanningen. De navigatie wordt overgenomen door systemen die met behulp van AI de omgeving van het schip analyseren en een veilige koers voor het schip bepalen.
Verder is de zee een gevaarlijke plek. Hoe minder mensen aan boord hoeven zijn, hoe kleiner de kans op menselijke ongelukken. Een schip is niet van de ene op de andere dag autonoom. Hoe verder de technologie komt, hoe minder bemanning een schip hoeft te hebben. Op deze manier wordt de nautische veiligheid vergroot.
Tot slot neemt het aantal scheepsbewegingen af doordat autonoom varende schepen de meest efficiënte routes varen. Zo zal minder energieverbruik en/of uitstoot plaatsvinden. Niet alleen op zee, maar ook op de binnenwateren maken autonome binnenvaartschepen het mogelijk dat er meer vervoer over onze wateren gaat en zo een alternatief worden voor vervuilend vervoer over land.
Het EU INTERREG project AVATAR is één van de concrete projecten die zich richten op het demonstreren dat het écht kan; door schepen autonoom over binnenwateren te laten varen. AVATAR richt zich hierbij met name op de binnenvaartwateren in en rondom stedelijke omgevingen. Binnen het project worden prototypes van autonome schepen ontwikkeld en in pilots uitgetest, concepten voor monitoring en sturing op afstand opgezet, en verdienmodellen onderzocht. Ook de politieke en wettelijke kaders voor het in de praktijk kunnen brengen van autonoom varen worden hierbij geanalyseerd.
Interesse?
De technologie is volop in ontwikkeling. In Nederland zijn er mooie resultaten geboekt door CaptainAI, in samenwerking met onder andere Kotug International. Verder zijn ook de kennisinstellingen MARIN en de TU Delft actief op dit gebied. SMASH!, het Nederlands Forum Smart Shipping, is aanjager van de ontwikkeling van autonome schepen in Nederland. Aan de faculteit 3ME van de TU Delft is er het Researchlab Autonomous Shipping. Interesse in deelname aan de werkgroep Haven en Maritiem? We nodigen u van harte uit contact op te nemen.
* LIDAR (LIght Detection And Ranging of Laser Imaging Detection And Ranging) is een technologie die de afstand tot een object of oppervlak bepaalt door middel van het gebruik van laserpulsen. Hierdoor kunnen met lidar veel kleinere objecten worden gedetecteerd dan met radar.
