Obemannat fartyg sätter kurs över Atlanten

Rutten från Plymouth till Plymouth är inte den lättaste för ett drönarfartyg på jungfruresa. Det kan vara hård sjögång i Nordatlanten året runt, och meteorologiska bojar har uppmätt vågor på upp emot 30 meter.

Farvattnet beseglas flitigt av fraktfartyg på rutter mellan Europa och Nordamerika, och tät fartygstrafik gör navigationen svår. Ute på öppet hav kan det även uppstå ett närmast oändligt antal oförutsägbara, akuta problem, som kan vara utmanande även för erfarna sjömän.

Våren 1912 begav sig RMS Titanic ut på ungefär samma rutt med 1317 passagerare och 29 välutbildade sjömän ombord och det slutade som bekant i tragedi. Drönarfartyget ska utföra sin farofyllda expedition i samma farvatten uteslutande med hjälp av sensorer och datorer ombord.

Kaptenen heter AI

Bortsett från namn och rutt är likheterna mellan de två Mayflower-fartygen få. Fartyget från 1600-talet var ett så kallat flöjtskepp – ett knubbigt, 30 meter långt handelsfartyg med god lastkapacitet och tre master.

Drönarfartyget är däremot en 15 meter lång, smal trimaran, det vill säga ett fartyg med tre parallella skrov, byggda i aluminium och plastmaterial med bara en liten mast med ett fast segel.

Framdriften skapas av det lilla seglet och elmotorer får energi från de solpaneler som är integrerade på däcket av Mayflower. Bara i nödfall kan en dieselgenerator under däck rycka in.

Se Mayflower sjösättas i Plymouth, Storbritannien:

År 1620 var kaptenen en medelålders britt vid namn Christopher Jones, som hade stor erfarenhet av segling i europeiska farvatten. 2020 heter kaptenen AI – Artificial Intelligence eller konstgjord intelligens – och redan vid avresan är den ungefär lika erfaren som Jones var.

Datortillverkaren IBM ligger bakom "kaptenens" teknik och de har utrustat den med ett IBM Power System AC922 – en otroligt kraftfull dator, som är specialutvecklad för artificiell intelligens – och har gett maskinen ensamundervisning på en virtuell sjöfartsskola de senaste två åren.

Datorn har matats med miljontals bilder av olika situationer till havs – möte med andra fartyg, speciella väderförhållanden och så vidare – som har spelats in under segling med kommersiella fartyg. Med utgångspunkt i bilderna har Al lärt sig vad en riktig kapten för när han exempelvis möter ett annat fartyg, stora vågor eller en boj på öppet vatten.

Se det historiska Mayflower-fartyget stäva in mot Plymouth, USA:

Efter den teoretiska undervisningen på land installerade tekniker den nu halvutbildade AI ombord på forskningsfartyget Plymouth Quest, som fungerade som ett skolfartyg. Där fick datorn i uppgift att segla fartyget medan en riktig kapten när som helst kunde ingripa.

Varje gång människor grep in, analyserade IBM-datorn situationen och blev på så sätt hela tiden allt bättre på att göra rätt val. Precis som när en människa ska lära sig något nytt av någon som har större erfarenhet.

Artificiell intelligens kommunicerar via radio

Nu har AI-datorn flyttat över till sin rätta plats i Mayflower, och efter flera testseglingar är den konstgjorda kaptenen redo att föra fartyget säkert över Atlanten.

Navigationen sker enligt tre datanivåer. Den första datanivån har tagits med hemifrån. Datorerna ombord ha matats med alla relevanta sjökort och data om exempelvis väder- och strömförhållanden längs rutten.

Nästa datanivå samlas in under färdens gång. När Mayflower väl befinner sig långt ute på havet laddar fartyget ned information om lokal fartygstrafik och om meteorologiska förhållanden. Ser det exempelvis ut att blåsa upp till storm, kan Mayflower korrigera rutten i tid och styra runt problemen.

Den sista data nivån är de lokala, aktuella variationerna, och det är där Mayflower utskiljer sig på allvar.

Medan andra autonoma fartyg bara är halvautomatiska och kan följa en fastlagd rutt – men kräver mänskliga åtgärder så snart något utöver det vanliga inträffar – så kan Mayflower efter alla träningsmånader på sjöfartsskolan själv hantera alla situationer.

Radar, gps, vindmätare, sonar och optiska sensorer på fartyget matar konstant styrdatorn med information, så att kapten AI vet exakt vad som krävs om fartyget registrerar en jättevåg, en fartygscontainer på drift eller ett annat fartyg på kollisionskurs.

Mayflower lyssnar också på radiomeddelanden från andra fartyg och kan till och med själv delta i samtalet, exempelvis genom att meddela att "Detta är kapten AI från det autonoma fartyget Mayflower. Jag ändrar kurs, 60 grader styrbord" för att undvika en kollision.

Allt detta klarar förstås vilket konventionellt fartyg som helst också, och poängen är just den att Mayflower inte kräver någon särbehandling. Fartyget ska rätta sig efter internationella sjöfartsregler precis som alla andra fartyg – och kunna dokumentera det.

På samma sätt som en kapten av kött och blod måste avge sjöförklaring och redogöra för sina handlingar om hans fartyg har varit inblandat i någon händelse till havs, så måste även Mayflower kunna förklara varför fartyget exempelvis har valt att ändra kurs i ett avgörande ögonblick.

De viktiga besluten ska kunna spåras, och för det ändamålet har programmerarna lånat programvara från finansvärlden. När miljontals kronor flyttas runt på millisekunder måste bankprogramvara kunna redogöra för sina automatiserade beslut – precis som kapten AI på Mayflower nu kan.

Framtiden är obemannad

Under provseglingar utanför Englands kust har it-systemen på Mayflower fungerat felfritt, men seglatsen är inte bara en uppvisning i teknisk briljans.

Projektet har skett i samarbete med havsforskningsinstitutet ProMare och dess primära syfte är vetenskapligt. På vägen ska Mayflower bland annat samla in vattenprover för att spåra mikroplast, räkna djur i havet och kartlägga havsbottnen. Men det är bara början.

Se det nya Mayflower-fartyget byggas steg för steg:

Ett helt automatiserat fartyg är den perfekta plattformen för havsforskning. Utan manskap, kajutor, kabyss, brygga, proviant, färskvatten och så vidare ombord, har konstruktörerna mycket friare händer i utformningen av fartyget och mer utrymme för vetenskaplig utrustning.

När det bara är maskiner ombord på fartyget kan expeditioner vara i månader eller år utan löner till forskare och sjömän, blir havsforskningen billig efter att drönarfartyget har betalats.

Intresset för ett helt autonomt fartyg utan manskap sträcker sig långt utanför forskningsvärlden. 90 procent av alla varor i världen förflyttas med fartyg, och den kommersiella skeppsfarten är alltid på jakt efter lösningar som kan göra affärerna mer lönsamma.

75 procent av alla olyckor till havs beror på mänskliga misstag med enormt stora omkostnader till följd. De pengarna kan rederierna spara in om det är en Al, och inte en full kapten, som styr fartyget. Dessutom kan rederierna spara in en förmögenhet på löner till sjömän, och besparingen kan i slutändan leda till lägre fraktkostnader – det vill säga billigare varor för konsumenter över hela världen.

Från början var tanken att Mayflowers expedition skulle påbörjas precis 400 år efter att det historiska fartyget lämnade Plymouth i september 1620. Men som i stort sett allt annat har även detta projekt försenats av Covid-19.

Nu är planen att avresa sker våren 2021, och på samma sätt som träskeppets expedition då blev början på ett helt nytt kapitel i världshistorien, kan drönarfartygets expedition mycket väl bli det första försiktiga steget mot en ny världsordning inom skeppsfarten.