Tilbake til søkeresultatene

HAVBRUK2-Stort program for havbruksforskning

Utvikling av teknologi for autonom, biointeraktiv og høykvalitets datafangst i merdrommet

Alternativ tittel: Development of technology for autonomous, bio-interactive and high quality data acquisition from aquaculture net cages

Tildelt: kr 9,0 mill.

Akvakultur og oppdrett av fisk er viktig for den globale produksjonen av sjømat til menneskelig konsum. Oppdrettsbransjen er utsatt for betydelige risiko knyttet til HMS og arbeidsrelaterte skader og økt automatisering av risikable operasjoner kan derfor føre til både økonomiske, sosiale og etiske fordeler. Økt automatisering kan føre til bedre menneskelig kontroll over operasjonene og en høy automatiseringsgrad vil også sikre at data knyttet til fiskens tilstand kan innhentes objektivt og med høyere repeterbarhet. Målet med dette prosjektet var å utvikle undervannsteknologi med autonome funksjoner for å innhente høykvalitets data fra fiskemerder. En av de viktigste aspektene ved slike datainnsamlingsoppdrag er interaksjonen med biomassen og med deformerbare strukturer. Den utviklede teknologien gir kontinuerlig og nøyaktig oppfølging av situasjonen i en merd. Prosjektet adresserte flere utfordringer innen akvakultur og fiskeoppdrett, relatert til liten nøyaktighet og til måling av viktige variabler for å beskrive situasjonen på et oppdrettsanlegg i detalj og i sin helhet. Prosjektet ble utført av et konsortium bestående av WaterLinked AS, Sealab AS, Norsk Havservice AS, NTNU, HES-SO og SINTEF Ocean AS. En av nøkkelbidragene til prosjektet var et robust og rimelig kommunikasjonssystem med høy båndbredde. Prosjektet har utviklet og validert et rimelig, hydroakustisk undervanns kommunikasjons og posisjonssystem for bruk i merder med fisk. Systemet er lite og tilbyr en meget robust dataoppkobling til brukeren. Dette gjør systemet unikt. Undervannsposisjoneringssystemet ble brukt i kombinasjon med numeriske metoder og estimeringsteknikker til å realisere et relativt posisjoneringssystem hvor hovedutfordringen var å skape et sanntidskart over fiskemerden. Prosjektets hovedfokus var å hente inn bildedata av høy kvalitet. Dagens løsninger (basert på stasjonære kamera) gir ikke tilstrekkelig informasjon om det dynamiske miljøet i en merd. Et autonomt undervannsfartøy med et 3D-kamerasystem derimot, vil kunne samle inn data fra hele merdvolumet. Dette prosjektet utviklet et 3D-kamerasystem som muliggjør innhenting av data med et overordnet mål om å identifisere fiskens tilstand og inspisere noten under daglige operasjoner. Det ble utviklet algoritmer som estimerer avstanden og posituren til et objekt av interesse. Autonom navigasjon med undervannsfartøy i en merd med fisk er en vanskelig oppgave. Utfordringene er knyttet til utviklingen av bio-interaktive reguleringskonsept som tillater inspeksjon av interessante områder og samtidig unngår å skremme fisken og kollidere med infrastruktur. Disse reguleringskonseptene vil for eksempel sørge for at fartøyet holder en konstant avstand til fisken eller sakker ned farten dersom en fluktrespons oppdages. Nødvendig utstyr for måling, lokalisering, datainnsamling og kommunikasjon, samt løsninger for autonom navigasjon ble spesifisert. Et generelt bio-interaktivt reguleringsrammeverk for autonom operasjon i et meget komplekst og dynamisk miljø ble utviklet. Omfattende simuleringer og feltforsøk i en fiskemerd ble utført for å illustrere effekten av det foreslåtte reguleringsrammeverket. For at undervannsfartøyet skal bli permanent installert under vann trengs en undervanns dokkingstasjon med induktiv batterilading og muligheten for overføring av store mengder data. Dette må utvikles. En konseptstudie ble utført i dette prosjektet hvor de nødvendige spesifikasjonene for en slik dokkingstasjon ble definert. Prosjektresultatene viser tydelig at undervannsfartøy har et stort potensial når det kommer til innsamling av høykvalitets data fra fiskemerder, men videre forskning anbefales for å fastslå om de er egnet for kommersiell bruk.

This collaboration between researchers, technology providers and a service company enabled a deep understanding of the challenges and benefits of using underwater technology for high-quality data capture for assessment of the fish farm state within three main areas: A) fish, B) infrastructure, and C) production environment. Furthermore, by developing new products and methods, the project contributes to improved HSE, fish handling/management and production efficiency/sustainability. The resulting fundamental knowledge and technology for autonomous operations in a dynamically changing environment are also applicable to other marine industries. By encouraging future use of autonomous underwater vehicles, the project outcomes will improve the level of control humans have over operations in aquaculture. As such, they contribute significantly to making aquaculture a safer and more sustainable environment for humans as well as the cultured organisms.

Prosjektet CageReporter har som overordnet idé å benytte autonome og trådløse farkoster, som bærer av sensorsystemer for datafangst, og hvor data overføres fra oppdrettsmerder til en sentral enhet og operatør. Farkosten vil benytte thrustere for aktiv bevegelsesstyring, og innhente data om tilstanden i merden mens den beveger seg i vannvolumet som er avgrenset av notposen, heretter kalt merdrommet. Farkosttypen blir ofte referert til som AUV (Autonomous Underwater Vehicle), og kjennetegnes ved at den i stor grad er selvgående, men at den også har interaksjon med operatør ved hjelp av trådløs undervannskommunikasjon. Prosjektet skal utvikle løsninger som gir farkosten autonom funksjonalitet for å kunne operere i samspill med biomassen (biointeraktiv) og anleggskonstruksjonene, og som i kombinasjon med sanntids kvalitetskontroll skal sørge for innhenting av høykvalitets data. En grunnleggende egenskap ved prosjektideen er bruk av residente farkoster, fast tilstedeværende i hver enkelt merd, for kontinuerlig datafangst. Prosjektideen vil basere seg på bruk av lavkostnadsteknologi for trådløs undervannskommunikasjon, posisjonering og kamerasystemer for 3D-syn. Prosjektet adresserer næringens mange utfordringer, knyttet til manglende nøyaktighet og kontroll over oppdrettssituasjonen, ved bruk av teknologi for å innhente høyoppløselige data i tid og rom som kan benyttes til å kvantifisere tilstanden i merden, gruppert innen hovedbruksområdene: A) FISKENS TILSTAND, B) ANLEGGSINSPEKSJON og C) PRODUKSJONSMILJØ. Eksempler på konkrete bruksområder er deteksjon av unormal fiskeadferd, notinspeksjon og kartlegging av vannkvalitet (produksjonsmiljøet). CageReporter vil sørge for kontinuerlig og tett oppfølging av tilstanden i merden, og være oppdretterens øyne i merdrommet. I prosjektet vil det utføres forskning innen 4 hovedområder: - Undervannskommunikasjon og posisjonsreferansesystem - Datafangst og sanntidsanalyse av datakvalitet - Autonome systemer - Undervannsdocking

Publikasjoner hentet fra Cristin

Ingen publikasjoner funnet

Ingen publikasjoner funnet

Budsjettformål:

HAVBRUK2-Stort program for havbruksforskning