Tulevaisuuden autonomiset laivat. Mika Hyvönen Yliopistotutkija, TkT

Transkriptio

1 Tulevaisuuden autonomiset laivat Mika Hyvönen Yliopistotutkija, TkT

2 Mihin autonomisia laivoja tarvitaan? Energiatehokkuus Autonominen laiva mahdollistaa koko laivan uudelleen suunnittelun Minimoidut miehistötilat -> enemmän tilaa rahdille, pienempi tuulipinta-ala Turvallisuus Inhimillinen virhe usein onnettomuuden aiheuttaja Paremmat työolosuhteet Kilpailukyky Miehistökustannukset alas; suuri osa miehistön ajasta kuluu odottaessa Lähde: Rolls-Royce

3 Ei kuitenkaan pyritä täysin autonomiseen ratkaisuun Suurimman osan ajasta laiva voi olla autonominen, ainoastaan erityistilanteissa ihmisen etäohjaama. Lähde: Rolls-Royce

4 Nasan Ames-tutkimuskeskuksen johtaja Alonso Vera Tekniikka & Talous lehden haastattelussa : Nyt kehitämme vain tekniikkaa. Se ei auta, ellemme tiedä, miten törmäyksenestojärjestelmä sopii yhteen ihmisen päätöksenteon kanssa. Veran mukaan autonomiset järjestelmät kuitenkin muuttavat ihmiset roolia, joka siirtyy entistä enemmän tietämystasolle, ongelmanratkaisuun ja etäoperointiin. Lähde: Tekniikka & Talous -lehti COLREGs - International Regulations for Preventing Collisions at Sea

5 Näkymiä maailmalta

6 AAWA Initiative - hanke LAINMUKAISUUS EKONOMIA TURVALLISUUS TEKNOLOGIA

7 Autonomisten laivojen teknologia Teknologia autonomisten laivojen rakentamiseksi on jo olemassa. Ship state definition and communication Tavoitteena on kehittää optimaalinen ratkaisu, joka on sekä tarpeeksi luotettava, että kustannustehokas. Mapping, navigation and reactive collision avoidance Sensors and sensor fusion for situational awareness

8 Sensoriteknologiat Ympäristön havainnointi: Lämpö- ja korkean resoluution kamerat Objektien tunnistus ja luokittelu Pitkän kantaman tutkat Pitkään käytettyä ja hyvin tunnettua teknologiaa Keski- ja lyhyen kantaman tutkat Parempi resoluutio -> pienten kohteiden havainnointi LiDAR Esim. satama-alueen tarkka havainnointi Automatic Identification System (AIS) Oman laivan tilatieto: Global Navigation Satellite System (GNSS) Inertial Measurement Unit (IMU) Paikallinen lokalisointi (beacons)

9 Sensorifuusio ja Big Data Eri sensorilähteiden data suodatetaan ja fuusioidaan tilannekuvan luomiseksi ympäristöstä ympäröivä vesiliikenne, satama-alue, laivan kansi Big Data analyysimenetelmät laivan toimintakunto, ympäristöolosuhteet

10 Autonominen navigointi ETÄOPEROINTIKESKUS LAIVAN TILANNETIETOISUUS- JÄRJESTELMÄ -DATAN SUODATUS -SENSORIFUUSIO -KARTTA YMPÄRISTÖSTÄ LAIVAN AUTONOMINEN NAVIGOINTI- JÄRJESTELMÄ -REAKTIIVINEN ESTEENVÄISTÖ -REITINSUUNNITTELU LAIVAN PROPULSIO- JÄRJESTELMÄ LAIVAN KUNNONVALVONTA- JÄRJESTELMÄ

11 Kommunikointi Satelliittikommunikointijärjestelmät Avomerellä 4G, 5G mobiiliverkot Satamien ja muiden maa-asemien läheisyydessä Lähde: Rolls-Royce

12 Virtuaalinen komentosilta Hyödyntää lisätyn todellisuuden (Augmented Reality, AR) teknologiaa Operaattorille välitettävä lisätyn todellisuuden näkymä on yhdistelmä laivasta lähetettävää kamera- ja metadataa Laivan avustettu kauko-ohjaus tarvittaessa Sensorijärjestelmän tilannetieto operaattorin käytössä. Lähde: Rolls-Royce

13 Kyberturvallisuus Esimerkki historiasta: Aurinkomyrsky oli vähällä laukaista ydinsodan (Lähde: Tähdet ja avaruus 7/2016) Pohjoinen napa-alue, jossa sijaitsi Yhdysvaltojen ohjusvaroitusjärjestelmä BMEWS (Ballistic Missile Early Warning System) koki merkittäviä häiriöitä. Kylmän sodan aikana epäiltiin Neuvostoliiton sabotaasia ja ydiniskua. -> Yhdysvaltojen pommikoneet ilmaan täyteen valmiuteen. Lopulta aurinkomyrskyn mentyä ohi todellinen syyllinen selvisi ja tilanne laukesi, mutta olisi aurinkomyrskyn jatkuessa voinut kehittyä vakavaksikin. Jos aurinkomyrsky olisi jatkunut pidempään, pommikoneiden kutsuminen takaisin olisi ollut radioliikenteen häiriöiden takia mahdotonta. Suhtauduttava vakavasti heti alusta alkaen!

14 Yhteiskunnallinen hyväksyttävyys (laillisuus) - Suomi edelläkävijänä Anne Berner, minister of transport and communications of Finland, said: Finland is a forerunner of digital vessel services, we will do our best to stay at the forefront of the digitalisation development... Testing of intelligent fairways is a great leap towards autonomous vessel traffic, based on intelligent automation

15 Yhteenveto Autonomisten laivojen aikakausi on jo alkanut Yksi suurimmista muutoksista laivateollisuudessa standardikokoisen kuljetuskontin keksimisen jälkeen (1956). AAWA White Paper saatavilla: Lähde: Rolls-Royce

16 Kiitos! Lähde: Rolls-Royce