Slimme schepen varen met ‘roboots’

De persmiddag in december bij 3mE werd goed bezocht. Journalisten beenden rond de grote waterbakken. Ze keken naar de modelboot die heen en weer manoeuvreerde tussen raadselachtige borden met zwart-witte patronen. Ze maakten foto’s met hun mobieltjes en krabbelden hun aantekeningen.

Onderzoeksleider dr. Rudy Negenborn stond verslaggever Marc-Robin Visscher van Radio 1 te woord. “De beste stuurlui staan straks allemaal aan de wal”, was de boodschap.

Hoge verwachtingen

Volledig autonoom varende robots (roboots) bestaan nog niet, maar dat staat hoge verwachtingen niet in de weg. Sommigen denken dat oceaanoversteken het eerst gerobotiseerd worden. Want wat kan daar nou misgaan? Anderen denken aan veerboten of aan containertransport in de haven tussen verschillende terminals. Ook autonome patrouilleboten worden genoemd. In de haven of bij de geplande offshore windparken.

Of een voertuig nou vliegt, vaart of rijdt – het maakt dr. Rudy Negenborn niet veel uit. Als expert in kunstmatige intelligentie bij de faculteit 3mE (Werktuigbouwkunde, Maritieme Techniek en Technische Materiaalwetenschappen) is het zijn missie om voertuigen slimmer te maken. “Kijk hoeveel een auto al zelf regelt. Je hoeft niet meer te choken of te schakelen. Je hebt geen kaart meer nodig en ook ruitenwissers, verwarming en verlichting regelt een moderne auto allemaal zelf”, aldus Negenborn. Hij begreep dat er in de scheepvaart, als onderdeel van een wereldwijd logistiek systeem, nog veel te winnen is.

In 2010 ontving hij een Veni-subsidie van onderzoeksfinancier NWO voor zijn voorstel om transportstromen te coördineren. ‘Dit onderzoek laat lokale transporthubs zelfstandig continu met elkaar samenwerken en onderhandelen. Dit resulteert in een beter gecoördineerd en efficiënter transportbeheer’, schreef hij destijds. Na toekenning van de beurs trok Negenborn vijf promovendi aan, waarvan de eersten hun proefschrift al hebben verdedigd.

Sensoren aanbrengen
Schepen intelligent maken begint met het aanbrengen van sensoren zodat ze hun omgeving kunnen waarnemen. De tweede stap is het gebruik van die gegevens. Dat kan een stuurman zelf doen, maar ook een besturingssysteem dat sensordata verwerkt tot bruikbare informatie en op basis daarvan motoren en roeren aanstuurt.

Een voorbeeld daarvan is de dynamic positioning die zorgt dat een schip ongeacht wind en stroming op zijn plaats blijft.

“Er komt al steeds meer intelligentie aan boord”, stelt Negenborn vast. “Dat komt nu ook in de binnenvaart. Schippers krijgen steeds betere informatie zoals adaptieve routeplanners en berekening van aankomsttijd. Dat zit nu nog binnen het schip, maar voor terminal operators (overslagbedrijven, red.) zou het interessant zijn als die informatie uitgewisseld wordt.”

Naarmate er meer intelligentie aan boord komt, verschuift de rol van de mens in de keten van activatie, controle en supervisie naar een volgend niveau. Met andere woorden: wanneer schepen zelfstandig kunnen varen moet de mens nadenken over het waarheen en het waarom. De strategische keuzes, zeg maar.

Proefgebieden

Kan zelfstandig varen met die autonome boten geen kwaad in drukke havens? “Technisch kan er veel. Juridisch mag er weinig”, vat Jan Willem Verkiel van het Havenbedrijf Rotterdam de toestand samen. De oud-marineofficier is projectleider bij de havenmeester van Rotterdam.

Hij wijst erop dat alle wetgeving ervan uitgaat dat een schip wordt bestuurd door een schipper of kapitein die voor het vaartuig verantwoordelijk is. Wie is dat in geval van een autonoom vaartuig? Om niet in juridische haarkloverijen verzeild te raken heeft de havenmeester twee proefgebieden aangewezen voor zelfstandig vaartuigen: in de Rijnhaven en bij het RDM-terrein.

“Autonoom varen is voor ons een vergezicht”, zegt Verkiel, “maar de weg er naartoe kan technische ontwikkelingen bevorderen.” Als voorbeelden noemt hij navigatie-advies van de computer die soms beter dan een menselijke stuurman kan overzien waar het schip verderop mee te maken krijgt. Of een efficiëntere communicatie met de schepen. Dat gebeurt nu allemaal nog mondeling via de marifoon, maar het zou handiger zijn om informatie over verkeer en omstandigheden digitaal aan te bieden.

Veiligheid

Over de veiligheid is nog veel onduidelijk, stelt Verkiel. “Uiteraard moet de scheepseigenaar bekend zijn en is er behoefte aan spelregels over aansprakelijkheden. Maar er moet ook nagedacht worden over praktische zaken zoals de mogelijkheid een stilgevallen vaartuig weg te slepen of een soort noodknop om op afstand systemen uit te schakelen.”

“Dat moet wel lukken”, lacht Negenborn. Met zijn promovendi werkt hij aan twee verschillende scheepstypen. De Seabax heeft nog het meest weg van een model vrachtschip. Het andere type, de Delfia, is een varend platform dat alle kanten op kan bewegen. Zwermen hiervan zouden in de toekomst containers tussen terminals kunnen verplaatsen.

Veerdienst of patrouilleschip

Wat de eerste robotschepen zullen zijn? Negenborn denkt aan veerdiensten tussen twee vaste punten, of varende robots die de waterkwaliteit bemonsteren.

Ook patrouilleschepen bieden kansen. Op zee worden grote offshore windparken vaak bewaakt door meerdere patrouilleschepen, waarvan een deel goed zelfstandig zou kunnen werken. Al duurt nog wel tien tot twintig jaar, verwacht hij. Intussen

bellen allerlei partijen aan om te horen wat meer drijvende intelligentie voor hen kan betekenen. De voorhoede van de roboot bestaat uit een armada van steeds slimmere schepen.