Slimme systemen

Door meer te automatiseren en systemen slim te integreren kan ook met een kleine bemanning snel en goed worden geanticipeerd op complexe situaties op zee. Automatisering zorgt dat meer taken en meer informatie met minder mensen verwerkt kan worden.

Samenwerken tussen mens en systeem

TNO doet al jaren onderzoek naar man-machine-teaming, de samenwerking tussen mens en systeem. Ons onderzoek geeft antwoord op vragen hoe je vertrouwen creëert in systemen die de mens ondersteunen, en wat een mogelijke takenverschuiving voor de opleiding van de bemanning betekent. Ons onderzoek richt zich op het ontwikkelen van innovatieve trainingsconcepten op basis van serious gaming en simulatietechnieken, om mensen zo te trainen dat ze hun werk veilig en efficiënt kunnen uitvoeren. Met software die bemanningsconcepten simuleert en de effectiviteit doorrekent inspireren we beleidsmakers om vernieuwende oplossingen op een onderbouwde manier in te zetten.

Robots en exoskelleten ondersteunen de mens

Werk op zee of in de havens is soms zwaar en gevaarlijk. State-of-the-art technologieën zoals robotica, exoskeletten en augmented reality (AR) ondersteunen de mens om snel, foutloos en vooral veilig te kunnen werken. Ook zal Artificial Intelligence (AI) in de toekomst een steeds grotere rol spelen bij slimme systemen. De hoeveelheden informatie worden immers zo groot dat de mens niet meer in korte tijd een slim besluit kan nemen. TNO heeft diverse expertises gebundeld om deze innovaties te kunnen realiseren. Van menselijk gedrag en algoritmes, tot techniek en regelgeving.

In het i-Botics programma werkt TNO aan intuïtieve besturingen van robots op afstand met gebruik van AR, VR en AI. We onderzoeken bijvoorbeeld de besturingsmogelijkheden van een inspectie- en onderhoudsrobot voor boorplatformen. De robot is een combinatie van een autonoom onderwatervoertuig (AUV) en een op afstand bediend voertuig (ROV). Met een 3D-blended omgeving onderzoeken we hoe we de robot in zijn complexe onderwateromgeving op een zo intuïtief mogelijke manier vanaf de wal kunnen besturen.

Daar waar menselijke aanwezigheid vereist is, kan een exoskelet, een uitwendig skelet met robot-technologie, mensen op een intuïtieve manier ondersteunen bij zware en moeilijke taken. We doen onderzoek naar passieve en actieve exoskeletten die zowel boven water als onder water ingezet kunnen worden waardoor monteurs en duikers sneller, makkelijker maar vooral veiliger kunnen werken.

Schepen en bemaning van de toekomst

Hoe kunnen we verschillende scheepssystemen veilig integreren? Welke taken kun je overlaten aan geautomatiseerde systemen? En kan de bemanning blijven opereren als er systemen aan boord uitvallen, bijvoorbeeld door een brand of een cyberaanval? Om het antwoord op deze vragen te vinden werken we, samen met de marine en met industriepartners, aan de volgende generatie slimme fregatten die met minder bemanning gaan varen.

Optimaal geïntegreerde systemen

Aan boord van de huidige schepen staan versnipperde ICT-structuren. Applicaties die draaien op eigen hardware en op verschillende netwerken staan verdergaande bemanningsoptimalisatie en efficiënte man-machine teams in de weg. Daarom werken we aan:

• nieuwe digitale standaarden waardoor informatie tussen systemen eenvoudiger uit te wisselen is. Zo ontstaat er een gedeelde infrastructuur die zorgt voor meer integratie en is het zelfs mogelijk om meerdere systemen op slechts één computer te kunnen draaien.
• geïntegreerde systemen die gebruiksvriendelijk, robuust en enorm intuïtief zijn. In onze beveiligde testomgevingen onderzoeken we lang voordat een nieuw schip te water gaat, niet alleen de bescherming en het overlevingsvermogen van marineschepen, maar ook de optimale afstemming tussen systemen en mensen voor efficiënte maritieme operaties boven en onder water. Samen met de marine ontwerpen we operationele ruimtes aan boord waarbij het optimaal functioneren van de bemanning centraal staat.

Deze unieke kennis kunnen we zowel voor militaire als civiele doeleinden inzetten. En de technologie op schepen kunnen we naadloos toepassen bij het inrichten van operatiecentra aan wal.

Geautomatiseerd reageren: proactief en reactief

Cyberaanvallen worden in toenemende mate geautomatiseerd uitgevoerd. Menselijk handelen om die aanvallen te pareren volstaat hierdoor niet meer. We zetten onze kennis in om geautomatiseerd complexe cyberaanvallen te detecteren en af te weren, niet alleen op schepen, maar ook aan de wal.

Voorspelbaarder en goedkoper onderhoud

Schepen moeten in de haven vaak weken wachten op nieuwe onderdelen of updates en dat kost geld. Door aan de wal een digital twin van een schip te hebben, kunnen we het benodigde onderhoud voorspellen. Voor cybersecurity updates die je niet op de open oceaan kan uitvoeren, staan de technische onderdelen of andere zaken die de veiligheid verbeteren staan dan al klaar als het schip de haven binnenkomt.

Sneller maatwerkonderdelen 3D-printen

Additive manufacturing, beter bekend als 3D printing, in metaal neemt momenteel een grote vlucht, waardoor ook de maritieme sector aan de vooravond van een grote transformatie staat. Waar mogelijk kunnen onderdelen in de haven – of zelfs aan boord - 3D geprint worden. Als een fabrikant digitaal het ontwerp van een onderdeel opstuurt kan het ‘gewoon’ in Rotterdam of een andere eerstvolgende haven worden geprint en hoeft het niet meer worden verscheept. Dat scheelt tijd, geld én het is duurzamer. Transport en logistiek over zee zullen hier de gevolgen van ondervinden, blijkt uit het onderzoek ‘The impact of 3D printing on supply chain management’.

Experts helpen vanaf de wal met extended reality technologie

Nieuwe technieken helpen ook in een betere verdeling tussen wal en schip. Experts op de wal kunnen ingezet worden bij meerdere varende eenheden. Dus ook hier geldt ‘aan boord wat moet, aan de wal wat kan’. Een expert aan wal kan via augmented- of virtual reality technieken meekijken met de bemanning aan boord en zo een complexe, niet vaak voorkomende reparatie aansturen.

Samenwerken voor een veilige zee

Wij werken aan de maritieme toekomst voor Nederland. Met de marine, met de ministeries, met de provincies en gemeenten, en met de bedrijven en industrie. Want alleen samen kunnen we succesvol werken aan een veilige zee voor onze welvaart en ons welzijn.