Slik skal de hjelpe industrien med autonome systemer
Droner, førerløse biler og selvgående skip. Teknologien er hot innenfor autonomi, men løser ikke nødvendigvis utfordringene i norsk industri.
Såkalte autonome systemer og roboter er i vinden. Skipsfart, olje- og energibransje, fiskeri og havbruk og offshore fornybar energi – alle etterspør selvgående systemer. Autonomi trenges i sikkerhetskritiske operasjoner på dypt vann, og i arktiske strøk, i kartlegging og overvåking av kystområdene, og med tanke på sikker maritim transport.
Likevel er autonome systemer i liten grad tatt i bruk i industrien. Hvorfor?
– Grunnene kan være mange. Det kan skyldes dårlig design, mangel på effektiv koordinering i FoU-miljøer, eller at det er satt av for lite tid og ressurser fra design til anvendelse, sier Esten Ingar Grøtli ved SINTEF.
– Tendensen i dag er ad-hoc-læring. Det betyr at man hele tiden må ta skritt tilbake og revurdere et eller annet fordi resultatet blir for dårlig sikkerhetsmessig, økonomisk eller når det gjelder ytelse.
FAKTA:
- Autonome systemer er selvgående, ubemannede systemer – som marine farkoster under vann, førerløse skip/biler eller droner i lufta. Et autonomt system har evnen til å ta avgjørelser om egne handlinger mens det utfører en operasjon uten å påvirkes direkte av en operatør. Mange av systemene har ulike nivåer av autonomitet som kan variere over tid. I deler av operasjonen fjernstyres systemet, i andre deler tar systemet selv avgjørelser basert på målinger med sensorene sine.
- I satsingen Seatonomy deltar forskere fra SINTEF IKT, SINTEF Fiskeri og Havbruk, SINTEF Materialer og Kjemi og MARINTEK.
- Målet er å finne en oppskrift på å utvikle kostnadseffektive autonome systemer som løser riktig utfordring på en trygg og effektiv måte.
Tar skjeen i egen hånd
Å ta i bruk ny teknologi handler om små utviklingssteg. Men å ta i bruk autonomi, krever en fullstendig oppskrift.
– Risikoanalyse og analyse av kostnadseffektivitet er kjent i dag og vurderes også som viktig for autonome operasjoner. Men meg bekjent finnes det ingen helhetlig metodikk eller oppskrift for hvordan man innfører eller øker graden av autonomi, sier Grøtli.
– Det er mye snakk om droner i dag, supplerer kollega Aksel Transeth. –Men autonomien i mange tilfeller på et barnestadium. Hvis vi ser bort i fra militære droner, så er droner i stor grad avhengig av en operatør – enten gjennom styring med fjernkontroll, eller at en operatør planlegger ruta til dronen på forhånd.
Nå er de to forskerne på avdeling for Anvendt Kybernetikk på SINTEF IKT, i ferd med å bøte på problemet gjennom satsingen Seatonomy som går på tvers av hele forskningsinstituttet og involverer en rekke avdelinger.
Rolls Royce har laget skisser over førerløse skip, men sålangt har ingen konstruert skipet. For å klare dette må man finne fram til et best samarbeid mellom menneske og maskin. Det kan ta opptil tjue år. Ill.: Rolls Royce.
For å klare dette må man finne fram til et best mulig samarbeid mellom menneske og maskin
Oppskriften
Forskerne vil finne fram til en oppskrift på hvordan det kan utvikles kostnadseffektive autonome systemer som løser ulike utfordringer på en trygg og effektiv måte.
– For å klare dette må man finne fram til et best mulig samarbeid mellom menneske og maskin. Når det snakkes om førerløse biler, er det for eksempel viktig å finne ut hva som er styrken til menneske og hva som er styrken til maskinen. Om bilen overtar stadig mer av styringa, ligger det en sikkerhetsmessig fare i at føreren blir passiv og ikke har nok oversikt til å ta over styringa ved en nødsituasjon. Dette temaet diskuteres også mye når det gjelder førerløse skip. Her har man innsett at skipet kan seile autonomt ute på åpent hav, men at det vil kreves et menneske bak roret til og fra kai og inne i havnen, opplyser Transeth.
Alle muligheter og begrensinger skal avdekkes
Oppskriften, eller metodikken, som SINTEF-forskerne utvikler, innebærer blant annet en måte å bryte ned arbeidsoperasjonene i et autonomt system på slik at alle involverte skjønner hva som skjer – både i design- og operasjonsfasen. De involverte skal tvinges til å tenke gjennom alle aspekter av operasjonen, og i hvilken rekkefølge ting bør gjøres.
Helt sentrale spørsmål blir identifisert og satt i system. Slik skal muligheter og begrensninger i en autonom arbeidsoperasjon avdekkes. Hva er for eksempel sensor og kommunikasjonsbegrensningene, og hvordan påvirker dette nødvendig autonomitet i systemet? Hvilken programvarearkitektur bør velges? Hvordan skal man gjøre feildeteksjon og feilhåndtering, og hvordan skal programvare- og maskinvarekomponenter verifiseres?
Les også: Statsetater vil vurdere bruk av droner
Populær vinkling i prosjektsøknader
Forskerne har allerede testet ut deler av metodikken sin i industriprosjekt rundt førerløse kjøretøy og anvendelser i olje- og gassindustrien. I løpet av mars skal den også prøves ut på simuleringscase som handler om autonom inspeksjon på fiskemerder og utslipp av avløpsvann i Trondheimsfjorden.
– Vi ser at det er et behov for dette. Når vi forklarer for omverdenen hva Seatonomy har som oppgave, vil andre gjerne ha oss med som partner i prosjektsøknader.
– Målet vårt er at industrien skal greie å løse oppdragene sine effektivt, gjøre det robust og sikkert- og til riktig pris, sier Esten Ingar Grøtli.
