Tilbake til søkeresultatene

MAROFF-2-Maritim virksomhet og offsh-2

Autonomous Tandem Ocean Mapping

Alternativ tittel: Autonom Tandem Hav Kartlegging

Tildelt: kr 12,5 mill.

Prosjektleder:

Prosjektnummer:

321592

Prosjektperiode:

2021 - 2023

Tenk deg at du vil vurdere innvirkningen av klimaendringer på et korallrev, undersøke masser i havbunnen, eller inspisere et nett i et oppdrettsanlegg. I dag gjøres dette typisk med fjernstyrte fartøyer (ROV) som styres fra bemannede båter. Autonomous Tandem Ocean Mapping (ATOM)-prosjektet har resultert i utviklingen et system for å gjøre slike operasjoner fullstendig fjernstyrte, ubemannede og med høyere grad av autonomi, ved å kombinere en ubemannet overflatefarkost (USV) og en ubemannet undervannsfarkost (UUV). Med dette systemet kan undersøkelser og kartlegging av havbunnen som tidligere har blitt gjennomført ved bemannede operasjoner gjennomføres fullstendig fjernstyrt. Ved å erstatte et bemannet fartøy med en mindre, ubemannet båt for å frakte, sette ut, og heise inn en UUV kan dette systemet bidra til mer kostnadseffektive og miljøvennlige løsninger maritim forskning og industri. I løpet av dette prosjektet har prosjektpartnerne Maritime Robotics, Skarv Technologies og Ecotone utviklet en ferdig prototype for autonom kartlegging av havområder og undervannsstrukturer. Systemet består av en fire meter lang USV, Otter X, utviklet av Maritime Robotics. Otter X har blitt utstyrt med et integrert sjøsetting- og innhentingssystem (LARS) som er i stand til å frakte, sjøsette og hente inn en liten og kompakt UUV, med teknologi utviklet av Skarv Technologies. UUV-en bærer en undervanns hyperspektral sensor (UHI), utviklet av Ecotone. Denne sensoren er i stand til å identifisere ulike materialer på havbunnen ved å samle lys fra hele det elektromagnetiske spektrumet. UUV-en er koblet til USV-en med en robust ledning som muliggjør kommunikasjon mellom farkostene under operasjonen, og gjør at UUV-en kan kommunisere direkte med en operasjonssentral på land via radiolink eller 4G. Dette lar alt fra sjøsetting, planlegging, kartlegging, til innhenting gjøres fullstendig ubemannet. UHI- og videodata fra sensorer på UUV-en kan strømmes i sanntid til operatøren via et grafisk brukergrensesnitt der operatøren også har full oversikt over begge farkostenes posisjon. Prosjektet har drevet utviklingen av Maritime Robotics’ neste generasjon av ubemannede farkoster, Otter X. Denne fire meter lange katamaranen er en litt større versjon av Maritime Robotics’ mest solgte USV, Otteren, og kan bære større nyttelaster, til og med en annen farkost. I tillegg har Maritime Robotics videreutviklet sin programvare for å støtte fjernstyrte og ubemannede operasjoner med en undervannsfarkost, samt designet, bygd og integrert et heisesystem spesielt for denne operasjonen. Skarv Technologies har utviklet en autonom kablet undervannsfarkost basert på BlueROV plattformen. Den er utviklet for å fungere optimalt med UHI sensoren og inneholder en spesiallaget lysrigg for å optimalisere kvaliteten på innsamlet data. Den nye farkosten er en høyst avansert sensorplattform, i liten formfaktor, som muliggjør detaljert kartlegging under vann. For å muliggjøre autonome oppdrag har Skarv Technologies utviklet et navigasjon- og veiledningssystem for undervannsfarkosten. Denne prototypen har blitt kommersielt demonstrert for Bergen kommune gjennom prosjektet Renere Havn Bergen. I dette prosjektet samlet farkosten inn data i fjorden Store Lungegårdsvann utenfor Bergen. Maritime Robotics og Skarv Technologies har utviklet programvare for å støtte kommunikasjon og samkjøring under en slik tandemoperasjon. Dette inkluderer blant annet en kommunikasjonsprotokoll mellom fartøyene, driver for den akkustiske sensoren, samt muligheten til å definere og dele operasjonsplaner fra land, direkte til UUVen. For å opprettholde avstanden mellom farkostene under operasjonen benyttes en modus på USV som posisjonerer seg relativt til UUVen. Ecotone har utviklet en metode for reflektans estimering basert på preliminære lysmodeller, som nå testes på virkelige opptak og videreutvikles . Ecotone har også utviklet et spesialdesignet lyssystem for UHI, det er utført vitenskapelige målinger av den nye lyskilden, og Ecotone er klare til å implementere brukergrensesnitt og tilgjengeliggjøre den utviklede reflektansestimeringen for kunder. Prosjektarbeidet har vært en iterativ prosess, bestående av faser med kooperative felttester i Brattørkaia ved Maritime Robotics’ hovedkontor, etterfulgt av utviklingsfaser med fokus på forbedring av teknologien. Tidlig i prosjektet ble driverene for de akustiske modemene utviklet, testet og forbedret. I løpet av 2021 og 2022 ble en serie felttester uten sjøsettings- og opphentingssystemet gjennomført med Otter som USV plattform. Dette arbeidet hadde hovedfokus på nettverkskommunikasjon mellom farkostene over ledningen, fjernstyring av UUVen, samkjøring mellom farkostene, og strømming av UHI sensordata tilbake til land. Under det siste året av prosjektet ble fokuset skiftet mot utviklingen av sjøsettings- og innhentingssystemet og Otter X, slik at den komplette løsningen kunne testes.

ATOM-prosjektet har bidratt til å legge til rette for nye løsninger i forskning og maritim industri. Prototypen kan videreutvikles til å bli et kommersielt levedyktig produkt og kan tilby nye verktøy for å gjennomføre kartlegging og undersøkelser i maritime flater. Dersom slike løsninger tas i bruk kan dette ha en rekke positive konsekvenser for forskning, industri og samfunnet som helhet. Ettersom systemet bruker en ubemannet farkost som plattform for ROV operasjoner, tradisjonelt utført fra bemannede båter, kan dette spare bedrifter og forskningsinstitusjoner for kostnader knyttet til drivstoff og mannskap. På et samfunnsnivå vil dette også kunne bidra til å redusere utslipp av klimagasser, ettersom plattformen er helelektrisk. I tillegg kan ubemannede operasjoner bidra til å øke sikkerheten. I tillegg til å erstatte eksisterende løsninger for ROV-operasjoner, med mer kostnadseffektive, mer miljøvennlige og sikrere løsninger, vil denne teknologien også muliggjøre nye måter å gjennomføre slike operasjoner på. En ubemannet plattform vil potensielt kunne operere over lang tid eller i omgivelser som ikke er tilgjengelige for større, bemannede båter. Dette kan bidra til å samle inn data på en ny måte, i nye omgivelser. Med en ubemannet kartleggingsløsning vil fenomener i havbunnen som varierer over tid kunne monitoreres og dermed gi ny og viktig innsikt i maritim forskning. Prosjektet har også vært viktig for prosjektpartnerne. Gjennom prosjektarbeidet har ATOM bidratt til kompetanseheving, økt tverrfaglig samarbeid og ny teknologiutvikling. Behovet for en USV plattform med kapasitet til å frakte en UUV som nyttelast har drevet frem utviklingen av Maritime Robotics’ OtterX. Denne nye USV-en i løpet av prosjektet har blitt et kommersielt produkt som snart tilbys til industrien. I tillegg har prosjektet vært en katalysator for Maritime Robotics’ teknologiutvikling. Behovet for en farkost som skal kunne fungere som en fjernstyrt plattform har drevet frem videre utvikling av styrings- og navigasjonssystemer for autonome operasjoner. Skarv Technologies har gjennom prosjektet lagt grunnlaget for et nytt produkt for selskapet - en kostnadseffektiv UUV for høyoppløselig optisk havbunnskartlegging. Metodikken har vært demonstrert gjennom flere kartleggingsoppdrag for kunder i parallell med ATOM. Ecotone har gjennom prosjektarbeidet hatt mulighet til å gjennomføre datainnsamling og testing av nyutviklet sensorteknologi, uten behov for en bemannet båt. Prosjektet har gitt partnerne mulighet til å utveksle kompetanse, ideer og meninger, og har dannet grunnlag for videre samarbeid. Samarbeid mellom teknologibedrifter som alle jobber i det maritime domenet, men med ulik teknologi, vil kunne muliggjøre nye løsninger og teknologiutvikling som den enkelte teknologibedriften ikke kan iverksette alene.

The ATOM project will create a marine multi-vehicle sensor system combining an unmanned surface platform (USV) with an unmanned underwater platform (UUV) carrying an underwater hyperspectral imager (UHI). The combined system will be specialized for subsea surveys to enable end users to cost-effectively run frequent surveys both in mid water and at the sea floor. The system will autonomously survey specified target areas without operator intervention, while providing live data streams. The system will be a “swiss army knife of ocean exploration” and constitutes a fundamental shift in ocean sensing practices for the following reasons: * It creates the ability to rapidly carry, deploy & recover a sensor-carrying platform at depth and over large areas. * It ensures high bandwidth data and power link from air to seabed, extending communications from sensors such as the UHI to the surface. * It enables autonomous operation and optimization of data collection without surface ships or human interaction. ATOM thus develops the first system to autonomously deploy and recover underwater platforms with hyperspectral sensors, capable of a wide range of applications, from environmental surveys to identification of objects based on their reflective properties.

Budsjettformål:

MAROFF-2-Maritim virksomhet og offsh-2