Førerløst skip setter kurs over Atlanterhavet

I 2021 stikker forskningsskipet Mayflower til sjøs for å krysse Atlanterhavet – med kunstig intelligens som kaptein. Jomfruturen for verdens mest avanserte droneskip innleder en tidsalder der sjøfart blir både billigere og tryggere.

I 2021 stikker forskningsskipet Mayflower til sjøs for å krysse Atlanterhavet – med kunstig intelligens som kaptein. Jomfruturen for verdens mest avanserte droneskip innleder en tidsalder der sjøfart blir både billigere og tryggere.

University of Birmingham’s Human Interface Technologies Team

Når Mayflower stevner ut på tokt over Atlanterhavet, vil hundrevis av mennesker stå på kaia og ta avskjed. Men ingen vil vinke tilbake. Ingen sjømenn vil stå på dekket med en tåre i øyenkroken. Ingen styrmann ha grep om roret. Selv ikke en kaptein er om bord til å stikke ut kursen.

Mayflower er verdens mest avanserte autonome skip, og våren 2021 skal, det helt uten besetning, seile 5800 kilometer fra Plymouth i England gjennom Nord-Atlanterhavets farefulle farvann til USAs østkyst.

Et tokt som skal gi forskere ny kunnskap om havet og i framtiden gjøre skipstrafikk både mer tryggere og billigere.

Mayflower følger pilgrimsrute

Navnet Mayflower – det engelske ordet for busken hagtorn – virker kanskje som et underlig valg til et av klodens mest avanserte fartøyer.

Men droneskipet er oppkalt etter treskipet Mayflower, som i 1620 brakte 102 kristne separatister fra Plymouth i England til det som i dag er Plymouth i Massachusetts på USAs østkyst. Her gikk de i land for 400 år siden og grunnla den første permanente engelske kolonien i Nord-Amerika. Kimen til USA.

Sol og vind driver Mayflower

/ 4

Skrog inneholder laboratorium

Det midterste skroget inneholder skipets datamaskiner, måleutstyr og motor. Ettersom det ikke skal være verken ståhøyde, kahytter eller proviant om bord, gir skroget god plass til både utstyr og de prøvene som samles inn underveis.

1

Solpaneler sikrer framdrift

Solcellene på dekket produserer strøm som driver skipets datamaskiner og elmotoren til framdrift. Overskytende strøm fra dagtimene lagres i batterier i Mayflowers to ytterste skrog. Bare i nødstilfelle startes dieselgeneratoren om bord.

2

Mast bærer lys og seil

Den lille masten med et fast seil av komposittmateriale har to formål: En lanterne i mastetoppen gjør Mayflower synlig fra konvensjonelle skip, og seilet bidrar dessuten til skipets framdrift. Fartøyet kan nå opp i 20 knop.

3

Antenner sender data hjem

På akterenden finnes radarer, vindmålere og satellittantenner. Mayflower kan sende data hjem til forskere og motta instrukser fra teknikere på land, men kan selv klare enhver situasjon under menneskelig innblanding.

4
© University of Birmingham’s Human Interface Technologies Team

Ruten mellom de to plymouthene er ikke den letteste for et droneskip på jomfrureise. Sjøen i Nord-Atlanterhavet kan være høy året rund, og meteorologiske bøyer har målt bølger på opp mot 30 meter.

Det går mange lasteskip her, mellom Europa og Nord-Amerika, og tett skipstrafikk gjør navigasjonen vanskelig. Ute på det åpne havet kan det dessuten oppstå en nærmest uendelig rekke av uforutsigbare, akutte problemer som er utfordrende for selv erfarne sjømenn.

RMS Titanic begav seg våren 1912 ut på omtrent den samme ruten med 2435 passasjerer og 892 sjøfolk om bord, og det endte som kjent i en tragedie. Droneskipet skal gjennomføre sitt farefulle tokt i samme farvann utelukkende med hjelp fra sensorer og datamaskiner om bord.

Kapteinen heter AI

Bortsett fra navn og rute er det få likheter mellom de to Mayflower-skipene. 1600-tallsskipet var en såkalt fløyt – et lubbent handelsskip på 30 meters lengde med god lasteevne og tre master.

Droneskipet derimot er en 15 meter lang slank trimaran, altså et skip med tre parallelle skrog, bygget i aluminium og plastmaterialer med bare en liten stump mast med et fast seil.

Framdriften leveres av seilet og elmotorer som får energi fra de solpanelene som er integrert på dekket av Mayflower. Bare i nødstilfelle vil en dieselgenerator under dekk ta over.

Se Mayflower bli sjøsatt i Plymouth i Storbritannia:

I 1620 var kapteinen en middelaldrende brite ved navn Christopher Jones, som hadde utstrakt erfaring fra europeiske farvann. I 2020 heter kapteinen AI – Artificial Intelligence eller kunstig intelligens – og allerede fra første dag er den omtrent like erfaren som Jones var.

Dataprodusenten IBM står bak «kapteinens» teknologi, og de har utstyrt den med et IBM Power System AC922 – en uhyre kraftig datamaskin som er spesielt utviklet til kunstig intelligens – og gitt maskinen undervisning på en virtuell sjøfartsskole i de siste to årene.

Datamaskinen er fôret med flere millioner bilder av situasjoner på havet – møter med andre skip, spesielle værforhold og så videre – som er opptatt under seilas med kommersielle skip. Ut fra bildene har AI lært hva en virkelig kaptein gjør når han for eksempel møter et annet skip, store bølger eller en bøye på åpent hav.

Se det historiske Mayflower-skipet stevne inn mot Plymouth i USA:

Etter den teoretiske undervisningen på land installerte teknikere den nå halvbefarne AI-en om bord på forskningsskipet Plymouth Quest, som fungerte som skoleskip. Her fikk datamaskinen i oppgave å styre skipet mens en virkelig kaptein kunne gripe inn når som helst.

Hver gang mennesker grep inn, analyserte IBM-datamaskinen situasjon og ble på den måten hele tiden flinkere til å treffe det riktige valget. Nøyaktig som når et menneske skal lære noe nyt av en person med mer erfaring.

Kunstig intelligens snakker på radioen

Nå er AI-datamaskinen flyttet over på sin endelige plass i Mayflower, og etter flere testseilaser er den kunstige kapteinen klar til å føre skipet trygt over Atlanterhavet.

Navigasjonen skal skje etter tre nivåer av data. Første datanivå er medbrakt hjemmefra. Datamaskinene om bord er fôret med alle relevante sjøkart og data om for eksempel vær- og strømforhold langs ruten.

Neste datanivå samles inn underveis. Når først Mayflower er i rom sjø, laster skipet ned opplysninger om lokal skipstrafikk og om meteorologiske forhold. Hvis det for eksempel ser ut til det er en storm under oppseiling, kan Mayflower korrigere kursen og styre utenom problemene.

© Lotte Fredslund/Illustrert Vitenskap

Ruten går 5800 kilometer tvers over Atlanterhavet – uten styrmann

Droneskipets rute går gjennom vanskelige farvann i det nordlige Atlanterhavet. Fra havnebyen Plymouth i England seilte Mayflower mot vestsørvest og Scillyøyene – siste landkjenning før det åpne havet. Herfra skal skipet etter planen seile over den midtatlantiske ryggen og videre forbi det stedet der Titanic i 1912 traff et isfjell og gikk ned. De siste par tusen kilometer går mot vest, fram til skipet når trygg havn i Plymouth i det nordøstlige USA. Underveis skal Mayflowers kunstige intelligens ´korrigere kursen selv når skipet møter hindringer som andre skip, vrakgods eller uvær.

Det siste datanivået er de lokale, aktuelle variasjoner, og det er her Mayflower for alvor skiller seg ut.

Mens andre autonome skip bare er halvautomatiske og kan følge en fastlagt rute – men krever menneskelig handling så snart det skjer noe utenom det vanlige – er Mayflower etter all treningen i stand til å håndtere enhver situasjon selv.

Radar, GPS, vindmålere, sonar og optiske sensorer på skipet fôrer hele tiden datamaskinen med data, slik at Kaptein AI vet akkurat hva som kreves hvis skipet registrerer en kjempebølge, vrakgods eller et annet fartøy.

Mayflower lytter også til radiomeldinger fra andre skip og kan dessuten selv bidra til samtalen, for eksempel ved å melde «Dette er kaptein AI fra det autonome skipet Mayflower. Jeg endrer kurs, 60 grader styrbord» for å unngå en kollisjon.

Mayflower ble sjøsatt i Plymouth havn i Sør-England 15. september 2020. Skipet stevner ut på Atlanterhavet i april 2021.

© Mayflower Autonomous Ship/IBM

Alt dette kan et konvensjonelt skip naturligvis også gjøre, og poenget er nettopp at Mayflower ikke krever særbehandling. Skipet skal etterleve internasjonale sjøfartsregler som alle andre skip – og kunne dokumentere det.

På samme måte som en kaptein av kjøtt og blod må avgi sjøforklaring og redegjøre for handlingene sine hvis skipet hans har vært involvert i en hendelse, så skal Mayflower også kunne forklare hvorfor skipet for eksempel valgte å endre kurs i et avgjørende øyeblikk.

De viktige beslutningene skal kunne spores, og her har programmererne lånt programvare fra finansverdenen. Når millioner av kroner flyttes rundt på millisekunder skal bankprogramvare senere kunne redegjøre for sine automatiserte beslutninger – akkurat som Kaptein AI på Mayflower nå kan.

Fremtiden er førerløs

Under prøveseilaser utenfor kysten av England har IT-systemene på Mayflower fungert perfekt, men seilasen er ikke bare en oppvisning.

Prosjektet har blitt til i samarbeid med havforskningsinstitusjonen ProMare og det egentlige formålet er vitenskapelig. Underveis skal Mayflower blant annet samle inn vannprøver for å spore mikroplast, telle dyr i havet og kartlegge havbunnen. Men det er bare begynnelsen.

Se det nye Mayflower-skipet bli montert trinn for trinn:

Et helautomatisk skip er den perfekte plattformen for havforskning. Uten mannskap, kahytter, bysse, bro, proviant, ferskvann og så videre om bord, har konstruktørene mye mer frie hender i utformingen av skipet og bedre plass til vitenskapelig utstyr.

Når det bare er maskiner på skipet, kan tokter vare i måneder eller år og uten lønninger til forskere og sjøfolk, kan havforskningen dessuten gjøres billig når først droneskipet er betalt.

Interessen for et fullstendig autonomt skip uten mannskap strekker seg langt ut over forskningsverdenen. 90 prosent av alle varer i verden flyttes med skip, og den kommersielle skipsfarten er alltid på utkikk etter løsninger for å spare penger.

75 prosent av alle ulykker til sjøs skyldes menneskelige feil, med uhyre store kostnader til følge. De pengene kan rederiene spare hvis det er en AI og ikke en kaptein som styrer skipet. Dessuten vil rederiene spare en formue på lønn til sjøfolk, og besparelsen vil til syvende og sist bety lavere fraktrater – altså billigere varer for forbrukere overalt i verden.

Opprinnelig skulle Mayflowers tokt ha begynt nettopp 400 år etter det historiske skipet forlot Plymouth i september 1620. Men som stort sett alt annet er også dette prosjektet forsinket av Covid-19.

Nå er det planen å seile våren 2021, og på samme måte som treskipets tokt den gang ble begynnelsen på et helt nytt kapittel i verdenshistorien, kan droneskipets tokt godt bli første spede skritt mot en ny verdensorden i skipsfarten.

© Mayflower Autonomous Ship

Følg Mayflowers tokt over havet

Det intelligente droneskipet stevner ut i Atlanterhavet i april 2021. Du kan følge skipets kurs, fart og posisjon på kartet i et virtuelt styrehus som oppdateres med livedata fra havet. Det er – nesten – som å være der selv.