Autonome boten

Onderzoekers UAntwerpen experimenteren met autonome vaartuigen

Een boot met artificiële intelligentie aan het roer? Die maritieme innovatie staat bij onderzoeksgroep IDLab (Universiteit Antwerpen) in de steigers. De wetenschappers testen hun proefmodel op de vijver van de Antwerp Maritime Academy. Maar ook een digitale vaarsimulator van de Antwerpse haven helpt de AI-gestuurde modellen verder te verfijnen.

De autonome vaartuigen bewegen zich voort over het water zonder tegen obstakels te botsen. Dat is mogelijk dankzij de LiDAR-sensoren waarmee de bootjes zijn uitgerust. “Bij die techniek worden laserpulsen uitgestuurd om de afstand tot een bepaald object of oppervlak te bepalen”, vertelt dr. Ali Anwar, onderzoeker bij het IDLab. “Zo geven we bootjes eigenlijk dieptezicht, waardoor ze nergens tegenaan botsen. Daarnaast hebben we ook RGBD-camera’s bevestigd. Die technologie kan kleuren van elkaar onderscheiden en zo nauwkeuriger voorwerpen in de omgeving detecteren.”

In een eerste fase van het project gebruiken de wetenschappers de vijver van de Antwerp Maritime Academy als testomgeving. Studenten van de Karel de Grote-Hogeschool werken mee. Tijdens het varen verzamelt de meetapparatuur constant gegevens. Met die data gaat artificiële intelligentie dan vervolgens aan de slag om een veilige koers te (leren) varen.

De wetenschappers van UAntwerpen trainen hun bootje op de vijver van de Antwerp Maritime Academy.

Anwar: “Je moet de AI-modellen uiteraard eerst aanleren hoe te reageren in bepaalde situaties. Daar knelt net het schoentje: om commerciële redenen zijn rederijen terughoudend om sensorgegevens van hun schepen te delen. Bovendien weerspiegelen de open-source datasets niet de extreme cases uit de praktijk, of zijn ze niet relevant genoeg om AI te trainen voor gebruik in Vlaamse waterwegen. Daarom verzamelen we onze eigen gegevens tijdens onze vaartesten. We zijn van plan om deze open source te maken, wat betekent dat iedereen die dat wil er vrij gebruik van kan maken."

Vaarsimulator

‘Zeil je voor het eerst, dan sla je een flater’ zingt een Vlaamse charmezanger. Maar autonome vaartuigen kunnen zich tijdens hun maiden voyage natuurlijk geen grote fouten veroorloven. “Momenteel voeren we experimenten uit met minibootjes in een relatief stabiele omgeving. We kijken of ze statische, felgekleurde objecten zoals boeien kunnen herkennen en ontwijken,” vertelt Anwar.

“Tegelijkertijd trainen we de AI-modellen in een digitale omgeving. Zo leert een autonoom vaartuig in de Antwerpse haven rondvaren zonder anderen in gevaar te brengen. Vergelijk het met een piloot in spe: die moet eerst vlieguren maken in een vluchtsimulator voordat hij in de cockpit van een echt vliegtuig mag kruipen. Bovendien is deze methode goedkoop en leert de AI enorm snel bij.”

Kapitein aan wal

Trotseren binnen de kortste keren alleen nog schepen zonder kapitein onze (binnen)wateren? De eerste autonome schepen varen al rond, maar volgens Anwar ligt het toch niet zo eenvoudig. “Artificiële intelligentie is enorm goed in bijleren, maar de realiteit is grillig. Zeker op zee. Je kan AI onmogelijk op élk mogelijk scenario voorbereiden. Het weer, andere vaartuigen of ronddrijvende objecten zijn bovendien niet de enige variabelen die een invloed kunnen hebben. Ook het schip zelf zal telkens anders reageren in dezelfde situatie. Hoe zwaar is de vracht die je vervoert? Is je schip nagelnieuw of aan vervanging toe? Al die factoren spelen mee bij een beslissing op het water.”

"Je kan AI onmogelijk op élk mogelijk scenario voorbereiden", zegt Ali Anwar.

Zo ziet Anwar toch nog een belangrijke rol weggelegd voor de mens. “Wanneer de technologie geen raad weet in een situatie, moet ze de controle teruggeven aan de mens. Ik voorspel dat het beroep van kapitein er in de toekomst helemaal anders zal uitzien. Ik stel me iemand voor die tien tot vijftien autonome schepen overziet vanop het vasteland en pas ingrijpt wanneer de AI om hulp vraagt. Zo staan de beste stuurlui uiteindelijk toch aan wal.”