Denne artikkelen er produsert og finansiert av NTNU - les mer.

Finner robotene fram til ladestasjonen på havbunnen? (Video: Kolbjørn Skarpnes/Idun Haugan/NTNU)

Her har forskere installert ladestasjon for undervanns­roboter 

På fjordbunnen trener forskerne roboter til å finne korteste vei til ladestasjonen.

For sju år siden ble Trondheimsfjorden erklært som verdens første testområde for førerløse fartøy. NTNU har stor aktivitet på utvikling av robotikk som operer under vann, på vannoverflaten og i lufta.

Forskerne bruker det store sjølaboratoriet hyppig.

Ved forskningssenteret Amos på NTNU utvikler og forsker de på marine roboter og ubemannede fartøyer. Nylig oppsummerte de ti års aktivitet.

Vi var med forskningsfartøyet «Gunnerus» ut på fjorden for å se hvordan noe av undervannsrobotikken fungerer.

Ut på bølgende hav

«Gunnerus» fylles opp av studenter, forskere og partnere fra næringslivet. En robot på cirka 1x1x1 meter lastes om bord. Den ligner en åpen kasse fylt med teknologi. Dagens destinasjon er ladestasjonen på havbunnen.

Forskningsfartøyet «Gunnerus» brukes blant annet for å teste og trene nye innovasjoner. På dekk står professor Martin Ludvigsen.
Forskningsfartøyet «Gunnerus» brukes blant annet for å teste og trene nye innovasjoner. På dekk står professor Martin Ludvigsen.

I 2019 ble det etablert en ladestasjon utenfor Munkholmen, på 350 meters dyp. NTNU og Equinor samarbeider om denne. For tiden er den flyttet litt nærmere Trondhjem Biologiske Stasjon.

Her kan robotene koble seg på når de har behov for strøm. Da er det viktig at robotene finner veien fram til ladestasjonen og at dette skjer mest mulig effektivt.

Pioneren Eelume

Den første undervannsdronen, som ble utviklet ved NTNU, er slangeroboten Eelume. Den bygger på teknologi både fra NTNU og Sintef. Eelume er sterkt inspirert av hvordan slanger og havål beveger seg.

Professor Kristin Y. Pettersen er hjernen bak den ferdigutviklede versjonen av Eelume som nå er i produksjon. Enorme mengder med matematiske beregninger ligger til grunn for tilpasninger og effektivisering. 

Marinarkeolog Øyvind Ødegård laget denne illustrasjonen med professor Kristin P. Ytterstad, hjernen bak slangeroboten, for å vise hvor mye matematiske beregninger som ligger i en robot.
Marinarkeolog Øyvind Ødegård laget denne illustrasjonen med professor Kristin P. Ytterstad, hjernen bak slangeroboten, for å vise hvor mye matematiske beregninger som ligger i en robot.

Slangerobotene skal fungere som vaktmestere på havbunnen og kontrollere at installasjoner under vann er i orden. Når de er ute på jobb for å sjekke og eventuelt reparere noe, bruker robotene strøm og trenger opplading mellom jobbene. 

Videoen fra selskapet Eelume viser hvordan slangerobotene jobber:

Lekkasje på en oljeplattform

Når forskningsfartøyet «Gunnerus» er kommet fram til riktig posisjon, senkes dagens robot sakte ned i sjøen.

Målet er at den skal finne ladestasjonen mest mulig effektivt.

På dekk står en container fylt av kraftige datamaskiner og store skjermer.

Forskere og studenter følger nøye med på skjermene for å se hvordan roboten beveger seg når den søker på egen hånd for å finne ladestasjonen.

En av dem er forsker Gabrielė Kasparavičiūtė ved Institutt for marin teknikk på NTNU.

Roboten senkes ned i fjorden.
Roboten senkes ned i fjorden.

– Et tenkt scenario kan være en lekkasje på en installasjon, for eksempel en oljeplattform. Vi sender ned en autonom undervannsrobot for å undersøke skaden. Da må roboten sjekke om den har nok energi til å nå fram til skadestedet – og den må finne riktig algoritme for å løse oppgaven, sier Kasparavičiūtė.

Robotens ferd mot ladestasjonen tar tid. Kasparavičiūtė har matet den med algoritmer som skal gi den noen ekstra utfordringer. Dette må roboten finne ut av og slik får den en hard og nyttig treningsøkt.

Hva er en algoritme?

Algoritme er i matematikk og databehandling en fullstendig og nøyaktig beskrivelse av fremgangsmåten for løsning av en beregningsoppgave eller annen oppgave.

Kilde: Store norske leksikon

Robotene skal bli selvstendige og «intelligente»

– Det vi tester her, er en planleggings-algoritme som gjør det mulig for roboten å velge vei til et inspeksjonspunkt. Veivalget er basert på hvor mye aktivitet eller arbeid den skal utføre. Så kobles dette sammen med hvor mye energi roboten har til rådighet, forklarer Martin Ludvigsen.

Han er professor ved Institutt for marin teknikk og forsker på undervannsrobotikk ved NTNU.

Det å gjøre robotene mest mulig autonome og i stand til å ta selvstendige og fornuftige valg, jobbes det mye med i dette forskningsmiljøet.

Via kraftige datamaskiner følger de med på robotenes ferd i havdypet. Fra venstre Markus Fossdal, Gabrielė Kasparavičiūtė, Ambjørn Waldum, Kay Arne Skarpnes og Erlend Basso.
Via kraftige datamaskiner følger de med på robotenes ferd i havdypet. Fra venstre Markus Fossdal, Gabrielė Kasparavičiūtė, Ambjørn Waldum, Kay Arne Skarpnes og Erlend Basso.

Det handler om valg, som hvilke oppgaver roboten har kapasitet til å gjøre ut fra hvor mye strøm den har. Hva som er den korteste veien til stedene den skal drive inspeksjon på eller hvordan den skal beregne nok strøm til å returnere til ladestasjonen.

Dette kan robotene gjøre

Undervannsroboter har mange bruksområder, for eksempel inspeksjon av maritime installasjoner som oljeplattformer, oppdrettsanlegg, kaianlegg, båtskrog med mer.

Blant annet ble undervannsroboten Blueye Robotics brukt til å dokumentere ødeleggelsene på gassrørledningen Nord Stream i fjor høst. Denne roboten er utviklet ved NTNU.

Unvervannsroboter brukes også til å kartlegge geologi på havbunnen og livet i havet, som for eksempel korallrev. Slik kartlegging kan gi viktige opplysninger om miljøforandringer.

Via datamaskinene som er rigget opp inne i containeren på dekk, følger forskerne med på robotens ferd under vann.
Via datamaskinene som er rigget opp inne i containeren på dekk, følger forskerne med på robotens ferd under vann.

Undervannsroboter brukes også til å frakte måleutstyr og sensorer for å samle inn data fra havet.

De brukes til arkeologiske funn på havbunnen. Det pågår blant annet en stor kartlegging av hva som befinner seg på bunnen av Norges største innsjø, Mjøsa.

Og til dokumentasjon av skipskirkegården omkring Svalbard.

Powered by Labrador CMS