Sicuro come l'auto a guida autonoma, le navi robot stanno arrivando. Flotte di piccoli droni eolici girano intorno all'oceano, registrando il clima e i dati attuali. Una società norvegese ha in programma di introdurre traghetti autonomi nel 2018. E Rolls Royce e altre società di costruzione navale stanno progettando concetti e scrivendo libri bianchi che prevedono il futuro delle navi autonome.
Il potenziale di queste barche è elevato e il potenziale utilizzo varia. Come saranno? Quanto saranno veramente diversi?
La risposta è, dipende. Le navi stanno già facendo uso dell'assistenza alla navigazione e inizieranno a essere adattate per un maggiore controllo robotico, in modo simile a come le case automobilistiche hanno iniziato con l'assistenza di corsia e le funzioni di parcheggio automatico. Ma quando i costruttori navali inizieranno a costruire navi appositamente per l'uso autonomo, una serie di nuove funzionalità diventeranno disponibili o necessarie e altre svaniranno.
"Non siamo vincolati dalle stesse limitazioni di una nave con equipaggio", afferma Oskar Levander, vicepresidente per l'innovazione della Rolls Royce Marine. "Quello che si ottiene è una macchina molto snella ed efficiente."
Due navi telecomandate di Rolls Royce passano in acqua. (Rolls Royce) Questa non è una situazione né / né. Aspetti di tre opportunità primarie verranno mescolati e abbinati: controllo autonomo o guida autonoma; funzionamento a distanza, simile al pilotaggio di un drone; e riduzione o eliminazione degli equipaggi, che possono persino salire a bordo o partire dalla nave.
Un modo che potrebbe apparire, dice Levander, è una sorta di ibrido. Una nave in mare aperto, che viaggia principalmente in linea retta con poco sulla sua strada, sarà controllata da un computer di bordo, con la supervisione occasionale di un operatore di terra che può gestire contemporaneamente centinaia di navi diverse. Quando arriva in porto o entra in un'area congestionata, potrebbero accadere diverse cose. L'operatore remoto poteva assumere il pieno controllo o un equipaggio poteva imbarcarsi e imbarcarsi.
Ci sono una serie di ovvi vantaggi nel diventare senza equipaggio. I progetti elimineranno quarti, pasticcio, scale, porte e praticamente tutto il resto. Un risultato di questo è un sacco di spazio extra, disponibile per più carico. Un altro è un esterno più aerodinamico. Inoltre consente al peso di bilanciarsi bene. Le navi tradizionali hanno molto peso a poppa, grazie al ponte. Il centro più leggero è galleggiante, piegato verso l'alto e richiede una zavorra pesante, spesso sotto forma di acqua, che viene trascinata in giro per nessun altro scopo se non quello di mantenere il livello della nave. Rimuovere la sovrastruttura, ridistribuire il peso e ridurrà la zavorra necessaria.
"È davvero solo quando si diventa completamente senza pilota che è possibile ridurre tutti i sistemi", afferma Levander. "Quando sommiamo tutto questo, il consumo elettrico ridotto quando estraiamo i sistemi, il peso inferiore della nave, la minore resistenza al vento, parliamo di un risparmio del 10-15% di carburante, per una tipica nave da carico."
L'eliminazione di HVAC, cibo e acqua e altri sistemi di sostentamento vitale è un altro vantaggio, riducendo i costi della nave aumentando allo stesso tempo lo spazio.
Proprio come le auto a guida autonoma, non esiste un panorama normativo pronto. Il Fraunhofer Center for Marine Logistics and Services è un'entità che esplora sia gli aspetti tecnologici che legali. Sia nelle navi che nelle automobili, si ritiene che l'automazione possa fornire grandi aumenti di sicurezza: la maggior parte degli incidenti marittimi è causata da errori o affaticamento dell'operatore e un rapporto guidato da Fraunhofer sulla navigazione senza pilota marittima attraverso le reti di intelligence e reti (MUNIN) prevede che l'autonomia venga erogata una riduzione di dieci volte del rischio di scavo e collisione. Ma gli organismi di regolamentazione richiederanno prove, con l'ulteriore confusione creata dalla natura internazionale delle spedizioni.
Le aziende che lavorano su navi autonome stanno già discutendo delle potenziali normative, nonché delle caratteristiche di sicurezza che saranno richieste, sia internamente che esternamente.
“La legge che regola i veicoli senza pilota in terra, aria e mare è ancora un fattore in evoluzione. È un po 'una zona grigia poiché le varie legislature iniziano i loro processi legislativi, e immagino che il mare sia in ritardo ", afferma Richard Jenkins, fondatore e CEO di Saildrone, che invia una flotta di piccoli veicoli autonomi a base d'acqua in tutto il mondo. Anche se di ampia portata - Saildrone ha registrato oltre 70.000 miglia finora - la compagnia sta iniziando piccola in termini di veicoli. Jenkins paragona queste barche di 23 piedi a boe mobili, che seguono rotte predeterminate con l'aiuto di satelliti di iridio. Il computer di bordo trasmette 2.000 parametri in tempo reale tramite quei satelliti, da vari sensori, tra cui misure come temperatura e umidità, nonché lo stato fisico del veicolo tra cui l'unità di elaborazione centrale [CPU] e lo stato della batteria, e persino i fattori di navigazione come la velocità e l'angolazione del vento.
Non è poi così diverso da quello che fanno le navi più grandi. Dove un tempo c'era un ponte, torri più piccole con banchi di sensori montati su di esse acquisiranno e trasmetteranno informazioni sui dintorni delle navi. Il radar è l'esempio classico, ma LIDAR è già stato incorporato. Laddove il radar fornisce solo punti su uno schermo, LIDAR può esprimere l'ambiente in 3D. Saranno anche incorporate telecamere a infrarossi, normali telecamere e radar a prossimità ravvicinata e, anziché rimandare ciascuna rappresentazione alla base, il computer le combinerà in un rendering dell'ambiente della nave.
La visione di MUNIN per le navi autonome (MUNIN) "Per alimentare tutti questi algoritmi più avanzati e sistemi più avanzati, avresti bisogno di una migliore risoluzione dei dati", afferma Wilko Bruhn, un ricercatore associato di Fraunhofer che ha lavorato su MUNIN. “Mentre prima potresti avere un solo radar, forse potresti averne due e, naturalmente, avrai più radar ad alta tecnologia sulla nave. È sempre lo stesso sensore, è un radar, funziona con lo stesso approccio generale, ma sarà molto più di alta qualità. "
L'eliminazione dell'equipaggio offre molti vantaggi, ma richiede anche alcune funzionalità aggiuntive oltre ai sensori espansi. In primo luogo, senza nessuno in giro a riparare nulla, i costruttori navali dovranno costruire per l'affidabilità e la ridondanza dei sistemi e gli operatori dovranno concentrarsi sulla manutenzione predittiva - anche con piccoli droni a bordo, la maggior parte delle riparazioni sarà impossibile.
Invece di avere un motore alla guida di un'elica, le navi ne avranno due o addirittura quattro. Secondo Levander, il gasolio lascerà il posto al gas naturale liquefatto. In effetti lo è già: il gas naturale liquefatto utilizza un sistema più semplice, in cui la pressione dal serbatoio spinge il gas attraverso una serie di valvole al motore, senza bisogno di pompe o iniettori di carburante. Oppure, i motori diesel compartimentati (e ridondanti) alimenteranno le batterie, che eseguiranno motori elettrici. Rolls Royce ha sviluppato un progetto in cui i generatori diesel sono alloggiati in contenitori di spedizione sul ponte, quindi sono facilmente rimovibili per riparazioni o sostituzioni.
MUNIN immagina un centro di controllo a terra. (MUNIN) “Quando non hai persone a bordo, puoi davvero iniziare a occuparti della sicurezza antincendio in diversi modi. Puoi dire: ho bisogno di ossigeno nella sala macchine o posso sopprimerlo e rendere molto difficile che qualcosa vada storto? ”Dice Levander.
Molto di questo verrà sperimentato per primi su viaggi brevi e navi più piccole, dove le normative sono gestite da un unico governo. Successivamente, vedremo navi più grandi che effettuano lunghi viaggi con carico secco, il che è il meno distruttivo in caso di incidente.
“Abbiamo la tecnologia di cui avremmo bisogno per una tale nave? Possiamo costruirlo? ”Bruhn afferma che il rapporto MUNIN avrebbe dovuto valutare. "La tecnologia è già stata molto più avanzata di quanto ci aspettassimo ... siamo già più vicini a questa nave autonoma di quanto pensassimo all'inizio."
