Nå kan forskerne fjernstyre byfergen i Trondheim via mobilnettet

1 month ago 20

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

Fra kontrollrommet på land styrer forsker Alexey Gusev byferga i Trondheim via det nye fjernstyringssystemet til havs for første gang. (Foto: Erlend Sandblåst / Vitensenteret)

Det startet med en sprø idé om en selvkjørende ferje over Kanalen.

Forskere og studenter ved NTNU har siden 2016 jobbet med å utvikle selvkjørende ferger. Det var forsker Egil Eide som kom med det han selv kalte en sprø idé: Å bygge en selvkjørende eller autonom, ferge for å frakte folk over Kanalen i Trondheim.

I tidligere tider ble folk rodd over kanalen av fløttmenn. Nå gikk forskere sammen for å utvikle ny teknologi for en moderne selvkjørende farkost som kan krysse den urbane vannveien.

Autonome båter er fartøyer som kan kjøre seg selv uten folk om bord ved å bruke teknologi som sensorer og kunstig intelligens.

Forsker Egil Eide forklarer hvordan det er mulig å fjernstyre via 5G-nettet. Det var han som hadde ideen med å utvikle autonome ferger ved NTNU.

Verdens første

For to år siden var forskerne først i verden med å sette en selvkjørende byferge i prøvedrift.

I noen uker kunne passasjerer ta turen over Kanalen i Trondheim, på egenhånd og når det passet dem. Og i sommer gikk ferga «milliAmpere 2» i ordinær drift i Trondheim.

Ferga har likevel alltid hatt en kyndig operatør ombord. Det er nødvendig om noe uforutsett skulle oppstå.

Hvis en båt eller en kajakkpadler plutselig kommer foran ferja, kan operatøren styre ferga manuelt.

Nytt styringssystem

Nå har to forskere utviklet et nytt styringssystem som gjør at ferger skal kunne styres fra land via mobilnettet.

Det betyr at byferger kan styres fra et kontrollrom på land.

– Dette er nødvendig for at det skal lønne seg å lage små urbane ferger som kan styre seg selv, men overvåkes av en operatør i et kontrollrom på land. For eksempel én operatør per 4-8 ferger, sier forsker Morten Breivik.

Ferga «milliAmpere1» manøvreres ut i havnebassenget på Nyhavna via 5G-nettet og det nye styringssystemet.

Han leder Autoteaming-prosjektet. Her utvikler forskere nye teknologier for sømløst menneske-maskin-samarbeid.

Styringssystemet ble nylig testet på en reell ferd for første gang. På Nyhavna i Trondheim har NTNU flytebrygge og kontrollrom på land for testkjøring med autonome fartøyer.

En milepæl

Fra land fjernstyrte forsker Alexey Gusev ferga «milliAmpere1» ut fra flytebrygga, forbi og rundt andre fartøyer i havnebassenget og tilbake til brygga. Fjernstyringen skjedde via Telias 5G-nett.

– En milepæl ble nådd, sier Gusev som har utviklet systemet sammen med Andreas Gudahl Tufte. De har brukt litt over to måneder på å utvikle fjernstyringen.

Målet har vært å få et system med lavest mulig forsinkelse og høyest mulig kvalitet på signalene i alt fra algoritmer til maskinvare.

– Såvidt vi vet har private 5G-nett blitt brukt til lignende formål av andre aktører tidligere, men i vårt tilfelle bruker vi et offentlig tilgjengelig nett, sier Andreas Gudahl Tufte.

– Vi har vist at teknologien er moden. Testkjøringen viser at fjernkontroll av fartøy over 5G-nettverket er pålitelig, sier forsker Ole Andreas Alsos. Han leder NTNU Shore Control Center, et senter for utvikling av fjernstyring.

– Dette markerer et viktig skritt i utviklingen av autonome skip for fremtiden, sier Alsos.

Umiddelbar respons

Hurtig informasjonsoverføring er en forutsetning for å kunne fjernstyre båter fra land. Det må være mulig å kunne gripe inn lynraskt og endre kurs hvis noe uforutsett skulle skje.

Testene som nå er gjennomført med det nye styringssystemet, viser at båter kan fjernstyres i sanntid kun via 5G-nettet. Det betyr at overføring av informasjon skjer umiddelbart.

5G-nettet har stor båndbredde. Det er mulig å sende mye data med svært lite forsinkelse. Slik kan en båt bli styrt og overvåket i sanntid.

Overføringshastighet

Ferga styres i sanntid over eksisterende 5G-nett med en overføringsforsinkelse på 20–40 millisekunder for kontroll og 120–200 millisekunder for video, avhengig av forholdene. Dette skjer med en videostrøm i 60 bilder per sekund og full HD.

Styrte båten fra hotellet

For første gang ble det også gjennomført fjernstyring over et standard 5G-nettverk fra et hotell i Trondheim. Dette skjedde fra scenen under en konferanse tidligere i september.

– Dette viser at systemet enkelt kan flyttes og kobles til der det finnes eksisterende nettverk, sier Alexey Gusev.

Alexey Gusev og Andreas Gudahl Tufte tester det nye styringssystemet.

Fakta: Mennesker og maskin i team

Forskningsprosjektet Autoteaming er finansiert av Norges forskningsråd og ledes av NTNU ved Morten Breivik. Selskapene Zeabuz og Torghatten er partnere, og Sjøfartsdirektoratet er med på laget. Målet er at mennesker og maskiner kan danne effektive team.

Disse instituttene ved NTNU er også involvert i utviklingen av autonome fartøy: Institutt for marin teknikk, Institutt for design, Institutt for elektroniske systemer, Institutt for teknisk kybernetikk og Institutt for datateknologi og informatikk.