Robotene overtar til havs

Da har du sett de ulike sensorene og spesialverktøyene. Skal […]

Da har du sett de ulike sensorene og spesialverktøyene. Skal jeg kanskje sette robotene i bevegelse?

SINTEF-forsker Pål Liljebäck ser spørrende på meg.

Vi står inne den nye lab´en til åtte millioner kroner som Hydro har finansiert. Laboratoriet er avgrenset til 30 kvadratmeter og befinner seg dypt nede i kjelleren i en av Elektro-blokkene på Gløshaugen. En oransje robotarm henger ned fra en tverrgående stålbjelke i takhøyde. Store, himmelblå støttebjelker danner rammen.

Jeg nikker og stiller meg avventende litt unna robotarmen.

Noen minutter senere skjønner jeg hvorfor vi står utenfor glassveggen og ikke inne i rommet. Liljebäck sitter ved kontrollpanelet og har forhåndsprogrammert «bevegelse», og jeg ser med vantro på de omfangsrike, men likevel hurtige bevegelsene til kolossen innenfor.

Robotarmen glir stille fram og tilbake på bjelken, beveger seg så plutselig ut i en stor bue til venstre, og deretter rett fram mot oss

– før den vender ned mot gulvet. Liljebäck kan opplyse at rammeverket, traverskranen og armen på roboten veier sju og et halvt tonn til sammen. Det hadde ikke vært særlig kjekt å komme for nær.

Hydro vil automatisere

Heller ikke oljeoperatører vil være i nærkontakt med de nye robotene når de etter planen skal stå klare i 2015. Operatørene skal sitte på land – og styre robotene. Dette vil redusere både risiko og kostnader.

Hydro (i dag StatoilHydro) har nemlig lenge hatt fokus på nye og framtidige løsninger når det gjelder nye metoder for å hente opp olje og gass. Robotiserte plattformer er en av disse.

Robotarmen kan plukke opp og koble seg til spesialinstrumenter fra en verktøykasse. Foto: Thor Nielsen

Robotarmen kan plukke opp og koble seg til spesialinstrumenter fra en verktøykasse. Foto: Thor Nielsen

– Om vi lykkes i å automatisere plattformer, får vi et alternativ til undervannsinstallasjoner, sier Anders Røyrøy i StatoilHydro. – Begge deler er tiltenkt små og mellomstore felter som ikke utvinnes i dag fordi det er ulønnsomt å benytte vanlige plattformer betjent av mennesker. En automatisert plattform trenger ikke mennesker – og dermed heller ikke brannvern, kosthold, støyisolasjon og en rekke andre installasjoner.

I tillegg har automatiserte plattformer en annen fordel: Der systemer under vann statistisk sett bare greier å utvinne omkring 45 prosent av oljen/gassen fra et reservoar, utvinner en topside-plattform nærmere 55 prosent. I tillegg er alt vedlikehold over vann mye enklere.

Hele plattformen vil være tilpasset robotene. Aker Kværner startet derfor – i samarbeid med både Hydro og Statoil – med å lage en grov layout for hvordan en slik plattform kunne se ut. Delt opp i reoler, kan plattformen bli som et avansert lager der robotene beveger seg som en truck mellom vareradene.

Testlaboratoriet ved SINTEF representerer et skritt videre. Her skal forskerne avklare hvordan roboter kan benyttes til å fjernstyre overvåkningen og styringen av prosessene på en plattform. Forskerne ser på hvilke sensorer og verktøy som robotene må utstyres med, og på hvordan operatører trygt og enkelt kan styre robotene på plattformen uten at de kolliderer med prosessutstyret.

Overbevisende

Forskningsresultatene fra SINTEF-miljøet skal vise Hydro at det vil lønne seg å automatisere. I selskapet er det nemlig mange som ennå er skeptiske til ideen om roboter. Den nye løsningen må selges inn – via overbevisende demonstrasjoner.

«En automatisert plattform trenger ikke mennesker – og dermed heller ikke brannvern, kosthold, støyisolasjon og en rekke andre installasjoner.» Anders Røyrøy, StatoilHydro

Og resultatene begynner å komme. Pål Liljebäck viser stolt fram de ulike applikasjonene. Robotene skal for eksempel kunne inspisere utstyret ombord. Festet i traverser, beveger de seg rundt, lytter, fotograferer og måler.

– «Verktøykassa» ser du her, peker Liljebäck, og viser til et stativ der fire-fem store drill-lignende hoder står parkert.

StatoilHydro tenker automatiserte plattformer som et alternativ til undervannsinstallasjoner. Delt opp i reoler kan plattformen bli som et avansert lager der robotene beveger seg som en truck mellom vareradene. Ill: StatoilHydro

StatoilHydro tenker automatiserte plattformer som et alternativ til undervannsinstallasjoner. Delt opp i reoler kan plattformen bli som et avansert lager der robotene beveger seg som en truck mellom vareradene. Ill: StatoilHydro

– Skal vi kanskje koble på et verktøy?

Forskeren sitter ved kontrollbordet og styrer roboten via en bevegelig mus. På kort tid får han robotarmen til å gå ned mot verktøykassa der den plukker opp og kobler seg til et måleverktøy.

Liljebäck hevder at anvendelsen av roboter som gjøres her, er uvanlig.

– Vi lager et robotisert inspeksjonssystem. Det er noe helt annet enn industrielle roboter som står ved et samlebånd og gjentar en definert oppgave igjen og igjen. Dette systemet skal gjøre det enkelt for operatøren på land å foreta operasjoner som ikke nødvendigvis er planlagt på forhånd.

Spooky!

Roboten har koblet seg til et spesialinstrument for måling av vibrasjon og temperatur ytterst ute på armen, og noen sekunder senere peker armen direkte på oss over det høye beskyttelsesgjerdet og gjennom glassruten. Til høyre på kontrollbordet ser jeg til min forskrekkelse at det plutselig dukker opp to fargesterke skikkelser på en skjerm. Det er meg og forskeren. Spooky!

Ifølge skjermen er hodet mitt rødt og overopphetet, mens overkroppen er litt mer blå og grønnfarget. Enda bra jeg ikke vibrerer.

Måling av vibrasjon kan imidlertid Liljebäck demonstrere noen minutter senere ved å la spissen på et slikt spesialverktøy gå inn mot et av rørene i laboratoriet som på forhånd er satt i vibrasjon. Målekurven som tegnes ut på dataskjermen, vil være et godt middel for operatøren på land til å se om alt er i orden eller ikke.

– Utfordringene ligger i at robotene både skal kunne gjøre forutbestemte og forhåndsprogrammerte oppgaver – og i tillegg kunne fungere under uventede situasjoner. Om operatøren med ett finner ut at han vil inspisere et aller annet under et rørsystem, skal roboten kunne gjøre dette, sier Liljebäck.

Unngå kollisjoner

At mange ting må tenkes grundig igjennom når menneskelig handlinger skal erstattes av roboter, er innlysende. Sensorikken er én ting. En annen ting er operasjoner som innebærer kontakt

– for eksempel at roboten skal plukke noe opp fra gulvet. Kontaktoperasjoner er ekstra utfordrende siden roboten er veldig sterk og lett kan ødelegge utstyret den kommer i kontakt med om ikke man har full kontroll på kreftene. Forskerne har derfor utstyrt roboten med en kraftsensor slik at de kan måle hvilke krefter som for eksempel robotens gripeverktøy utsettes for.

GEMINISENTER FOR AVANSERT ROBOTIKK

Dette senteret har, i likhet med 17 andre Geminisentre, som mål å samle gode krefter på et felt innenfor NTNU og SINTEF for å bli ekstra slagkraftig. Det faglige miljøet innen Geminisenteret for avansert robotikk består av elleve forskere og seks professorer – og tilbyr spisskompetanse rettet inn mot industrien på alt fra undervannsrobotikk til roboter for vedlikehold og inspeksjon.

Roboten er som en datamaskin ved at den gjør nøyaktig det den får beskjed om. I motsetning til et menneske, vil den ikke stanse bevegelsen av seg selv eller flytte på seg dersom den kolliderer med noe.

På en plattform med flere roboter, vil det kunne skje kollisjoner mellom roboter annet utstyr. Et av systemene forskerne jobber med, har derfor rett og slett som mål å unngå at roboten kolliderer.

– Her kommer matematikkforskerne våre inn, forklarer Pål Liljebäck. – Når vi har 3D-modeller av robotene, og vet posisjonen, kan vi sende disse inn til 3D-modellen slik at avstand mellom robot og utstyr beregnes. Så lenge avstanden er større enn null, skjer det ingen kollisjon.

– Vi er fornøyd med resultatene og progresjonen i prosjektet, sier Anders Røyrøy i StatoilHydro.

– Veien videre etter at løsningene er levert, vil være storskalatesting på deler av løsningen for å se om alt fungerer i sitt riktige miljø.

Tekst: Åse Dragland