Het robotschip komt er aan

Onbemande schepen zullen in het midden van deze eeuw de gewoonste zaak van de wereld zijn
Rudy Negenborn, onderzoeker TU Delft

Onderzoeker Rudy Negenborn van de TU Delft. Op de achtergrond het modelrobotschip waar hij en zijn collegas onderzoek mee doen. © AD/David Bremmer

In een meters lang bassin op de Faculteit Werktuigbouwkunde maakt een modelvrachtschip zijn rondje. Op het voordek is een camera gemonteerd, verder bevat de boot allerlei sensoren en een microprocessor. Rustig navigeert het gevaarte door de bak met duizenden liters klotsend water. Zodra de zijkant geraakt dreigt te worden, schakelt de motor een paar tandjes in z'n achteruit en stuurt het schip bij.

Het tafereel lijkt zo normaal, maar niets is minder waar. Want het gevaarte wordt door niemand bestuurd. ,,Het schip detecteert belangrijke elementen in zijn omgeving zelf," vertellen Rudy Negenborn, onderzoeker Automatische Besturing voor Transport en Logistiek, en collega Milinko Godjevac van Maritieme Techniek.

Prototype
De proef laat zien waar de zee- en binnenvaart naar toe gaat. ,,Onbemande schepen zullen in het midden van deze eeuw de gewoonste zaak van de wereld zijn, er bestaat wereldwijd enorme belangstelling voor," weet Negenborn. ,,Rederijen kunnen op bemanning en energie besparen, terwijl autonome schepen tegelijk het aantal ongelukken fors terugdringen."

Naast universiteiten doen meerdere fabrikanten research. Volgens Rolls Royce kunnen de eerste robotschepen al vanaf 2020 de zeeën bevaren. De Britse fabrikant onthulde deze zomer een prototype containerschip. Vanuit hypermoderne controlecentra op land worden de futuristische vaartuigen gemonitord.

Lees verder onder de foto

Met robotschepen kunnen straks meer containers tegen veel lagere energie- en arbeidskosten worden vervoerd. Deze impressie komt van Rolls Royce © Rolls Royce

De technologie voor robotschepen is beschikbaar. Dit is nu gaande, het is geen kwestie van óf.
Oskar Levander, Rolls Royce

,,De technologieën om autonoom varende schepen mogelijk te maken, zijn beschikbaar," aldus Oskar Levander, vice-president maritieme innovatie van Rolls Royce. ,,Dit is nú gaande, het is geen kwestie van of, maar van wanneer."

Regelgeving
In een white paper worden de mogelijkheden nader toegelicht. ,,Onbemande schepen zullen de wijze waarop we vaartuigen en hun functies ontwerpen herdefiniëren. Zonder mensen aan boord vallen talloze beperkingen weg."

Probleem is dat internationale regelgeving niet klaar is voor deze revolutie. De Internationale Maritieme Organisatie (IMO) verbiedt schepen zonder bemanning. Ieder schip dient ,,voldoende en efficiënt" bemenst te zijn, aldus het Internationale verdrag voor de beveiliging van mensenlevens op zee (SOLAS).

De mondiale veiligheidsstandaarden zijn na het zinken van de Titanic in 1912 ontstaan. De huidige versie van het verdrag dateert uit 1974. Sindsdien is het niet meer geupdated, hoewel technische vernieuwingen niet geheel onmogelijk zijn. Als gevolg van scheepsdrama's als de Herald of Free Enterprise in 1987 en de Estonia zeven jaar later zijn een aantal - stilzwijgend geaccepteerde - amendementen doorgevoerd.

Aansprakelijkheid
De komst van robotschepen is echter veel ingrijpender, ook juridisch gezien. Hoe zit het met aansprakelijkheid en schuld bij incidenten bijvoorbeeld? Hoewel een werkgroep sinds kort op aanpassingen studeert, zal aanpassing van SOLAS jaren vergen.

Ook het Amerikaanse leger doet onderzoek naar robotschepen. Afgelopen april werd The Sea Hunter officieel gedoopt. Het onbemande vaartuig, dat gebouwd is door Vigor Industrial uit Portland, kostte 20 miljoen dollar en is een prototype. Computers besturen het, met een menselijke toezichthouder, die zo nodig de besturing kan overnemen. De komende twee jaar wordt het schip getest, met als doel uiteindelijk onderdeel van de Amerikaanse navy te worden. © REUTERS

Er liggen enorme uitdagingen op het gebied van veiligheid, beveiliging, navigatie en het juridisch kader voordat we containerschepen zonder bemanning überhaupt kunnen overwegen
Palle Laursen, Maersk

Onderzoekers van de TU Delft leggen hun zelfvarende modelschip in het water van één van de bassins van de Faculteit Werktuigbouwkunde. Links Rudy Negenborn, achteraan Milinko Godjevac © AD

Het Deense Maersk, 's werelds grootste containerrederij, is voorzichtig. ,,Er liggen enorme uitdagingen op het gebied van veiligheid, beveiliging, navigatie en het juridisch kader voordat we containerschepen zonder bemanning überhaupt kunnen overwegen," zei directielid en chief technology officer Palle Laursen eerder dit jaar tegen zakenkrant de Wall Street Journal.

Breedband internet
Voor het inzetten van robotschepen moeten onder meer grote hoeveelheden mobiele data van de wal naar schepen en vice versa worden doorgestraald en dat over grote afstanden. De huidige mobiele netwerken zijn daartoe niet toegerust, het wachten is op 5G.

Wel is er snelle vooruitgang: zo lanceerde satellietbedrijf Inmarsat dit voorjaar de service Fleet Xpress waarmee de scheepvaart een breedband dataverbinding tot zijn beschikking krijgt. Vissersschepen kunnen zo efficiënter werken en kosten besparen, terwijl de offshore-industrie operationele data realtime naar de wal kan streamen. Zeelieden blijven ondertussen verbonden met het thuisfront.

Korte routes
Gezien alle complicaties verwachten onderzoekers van de TU Delft de eerste autonoom varende schepen pas rond 2030-2035. ,,In eerste instantie zullen ze op zeeën onder rustige omstandigheden varen of korte afstanden binnen havens," denkt Negenborn. ,,Te denken valt verder aan ferries of pontjes op kortere routes op zee, meren of rivieren."

Vijf voordelen van robotschepen

Een ander prototype robotschip van Rolls Royce © Rolls Royce

VEILIGER
Het overgrote deel van de ongelukken in de commerciële zeevaart, minstens zeventig procent, is geheel of deels het gevolg van menselijke fouten. Zelfvarende schepen kunnen met hun sensoren en slimme systemen veel ellende en milieuverontreiniging voorkomen. Ter illustratie: in Europese wateren vonden in 2014 circa 3100 ongevallen plaats waarbij 3400 schepen betrokken waren. Bijna 1100 mensen raakten gewond, 136 opvarenden overleden.

MINDER BEMANNING
Zeevarend personeel is duur, bij kleinere zeeschepen vormt de bemanning 40 procent van de kosten. In de binnenvaart nog meer. Reders zien zelfvarende schepen daarom als een grote besparing. Een drama voor de arbeidsmarkt lijkt dat niet: in 2025 loopt het wereldwijde vacaturetekort in de scheepvaart naar verwachting op tot 150.000. Steeds minder mensen willen nog maanden van huis zijn.

MEER CAPACITEIT
Schepen zijn speciaal gebouwd op menselijke besturing en dat beperkt designers enorm. Reddingsboten, systemen, slaapkamers, keukens en andere ruimten vergen talloze vierkante meters, ruimte die niet kan worden ingezet voor vracht. Maar mensen helemaal uit schepen weglaten kan voorlopig ook niet. Als de motor op volle zee uitvalt, moet repareren mogelijk zijn. Een kleiner aantal opvarenden behoort nog steeds vrijwel alle hoeken van een schip te bereiken.

ENERGIEZUINIGER
Autonoom varende schepen kunnen dankzij alle technologie een betere koers varen en eerder anticiperen op tegenliggers. Doordat bij het ontwerp nauwelijks nog met mensen rekening gehouden hoeft te worden, zijn schepen aerodynamischer te vervaardigen. Ook de energieconsumptie aan boord kan worden geminimaliseerd. Dat is hard nodig, want de huidige generatie oceaanschepen vreet stookolie en dat is de slechts mogelijke brandstof voor het milieu. Een groot containerschip stoot jaarlijks evenveel CO2 en schadelijke stoffen uit als 50 miljoen auto's.

EFFICIËNTE LOGISTIEK
In de toekomst worden de systemen van zelfstandig varende schepen afgestemd op de containerterminals in havens. Daarmee vindt het in- en uitladen straks honderd procent geautomatiseerd plaats. Kranen op de kade laden de vracht in zelfrijdende voertuigen en naar spoor, binnenschepen en vrachtwagens, waardoor tijd en geld wordt bespaard. In de Rotterdamse haven is al één containerterminals volledig geautomatiseerd, ze draaien 24 uur per dag, zeven dagen per week. Op vier terminals bewegen zelfrijdende wagentjes, AGV's.