Autonome schepen: de wind in de zeilen van de offshore-industrie

Na drones en zelfrijdende auto's ook autonome schepen? Nee, dit is geen scenario uit een futuristische film, maar is nu al werkelijkheid in de offshore-industrie. De scheepvaart snakt naar innovatie die de efficiëntie van schepen kan verhogen en het nijpende gebrek aan personeel kan opvangen. Hoewel automatisering aan boord zeker geen nieuw gegeven is, is het meer dan ooit tevoren een integraal onderdeel van vaartuigen. In dit blogartikel gaan we dieper in op de voordelen van autonomie en automatisering voor de scheepvaart, de uitdagingen die hierbij komen kijken en de verschillende soorten autonome schepen.

HOE HELPEN AUTONOMIE EN AUTOMATISERING DE SCHEEPVAART VOORUIT?

Veel scheepvaart- en offshore-bedrijven hebben de laatste decennia te kampen met diverse uitdagingen. Zo hebben veel bedrijven moeite om personeel te vinden, en dat terwijl de waterwegen en havens net drukker worden. Bovendien zijn de schepen steeds groter, waardoor ze moeilijker te navigeren zijn en meer brandstof verbruiken. Om tegemoet te komen aan deze uitdagingen en het meeste uit elk schip te halen, wordt naar het potentieel van nieuwe technologieën gekeken. Automatisering en autonomie spelen daarbij een zeer grote rol. Om maar enkele voorbeelden te geven:

• Gegevens die aan de hand van sensoren voor navigatie en situationele awareness worden verzameld, zijn van onschatbare waarde voor het personeel. Deze gegevens kunnen het personeel ondersteunen bij het maken van beslissingen en, in de meest extreme gevallen, zelfs aanvaringen vermijden.
• Een autonome besturing van schepen leidt tot een efficiënter brandstofverbruik, wat op zijn beurt tot lagere kosten leidt voor het scheepvaart- of offshorebedrijf.
• Het risico van menselijke fouten wordt beperkt. Als de Titanic autonoom was geweest, zou het schip misschien niet zijn gezonken …

DE VELE LAGEN VAN AUTONOMIE

Het ene autonome schip is natuurlijk het andere niet, want 'autonoom' is voor interpretatie vatbaar. Daarom hanteert de Internationale Maritieme Organisatie vier niveaus van autonomie:

• Categorie 1: Schepen met geautomatiseerde processen, zoals meldingen wanneer onderdelen op een schip defect zijn, en ondersteuning bij besluitvorming, waarbij automatisering vooral als aanvulling dient op besturing en bediening door personeel aan boord van het schip.
• Categorie 2: Schepen die op afstand worden bestuurd, maar met personeel aan boord om de controle indien nodig over te nemen.
• Categorie 3: Schepen die volledig op afstand worden bestuurd en zonder personeel aan boord.
• Categorie 4: Volledig autonome schepen, waarbij het besturingssysteem van het schip op basis van artificiële intelligentie en machine learning zelf beslissingen kan nemen en actie kan ondernemen.

Schepen die onder categorie 1 vallen, zijn momenteel al vrij courant. Ook categorie 2 komt steeds vaker voor. In februari 2021 vaarde tijdens een proefproject van Seafar en Citymesh bijvoorbeeld voor het eerst een semi-autonoom schip op de Vlaamse binnenwateren. Semi-autonoom verwijst in dit geval naar een schip dat op afstand wordt gecontroleerd door een kapitein in een controlecentrum, die in contact staat met een kapitein aan boord. Categorie 3 en 4 zijn vooralsnog een zeldzaamheid, zowel op binnenwateren als op zee. De grootste belemmering voor het inzetten van onbemande vaartuigen is het gebrek aan de nodige wettelijke framework. Er worden echter stappen gezet in de juiste richting: zo vaarde in 2019 voor het eerst een schip zonder personeel aan boord van het Engelse Essex naar de haven van Oostende.

CONNECTIVITEIT VOOR AUTONOME SCHEPEN

De basis voor een autonome scheepvaart? Connectiviteit. Of het nu gaat om schepen die op afstand worden bestuurd of volledig autonome schepen, connectiviteit is een absolute vereiste. Die is bijvoorbeeld nodig voor de infraroodcamera's die het detecteren van obstakels ondersteunen. Om te bepalen welk soort connectiviteit vereist is, moet er rekening worden gehouden met het type vaartuig: is het een groot containerschip dat naar verschillende continenten vaart of een kleine boot die enkel binnenwateren bevaart? Connectiviteit op open zee ziet er namelijk niet hetzelfde uit als connectiviteit aan de kustlijn of op rivieren. Op zee kunnen schepen bijvoorbeeld inpikken op het 4G- of 5G-netwerk van windturbineparken, terwijl de connectiviteit op binnenwateren eerder door masten aan land wordt voorzien.

Bij het kiezen van de meest geschikte connectiviteit voor de autonome vaartuigen, is latentie een van de grootste prioriteiten. Latentie verwijst naar de vertraging tussen de actie van de gebruiker, in dit geval bijvoorbeeld de besturing van een kapitein op afstand, en het uitvoeren van deze actie. Voor het besturen van schepen op afstand is een lage latentie nodig. Daarnaast moet er ruimte zijn voor redundantie, om de betrouwbaarheid van de connectiviteit te garanderen. 5G wordt vaak als ideale technologie voor autonome schepen genoemd vanwege de zeer lage latentie en de hoge betrouwbaarheid. Eén ding staat vast: dankzij de vernieuwingen in automatisering en connectiviteit gaat efficiëntie in de scheepvaart steeds verder. Autonome schepen zijn het summum van innovatie en laten de offshore-sector toe om stappen in zevenmijlslaarzen vooruit te zetten.