Dank künstlicher Intelligenz (KI) fahren Schiffe mithilfe von Assistenzsystemen inzwischen teilautonom oder werden mittels ausgefeilter Automatisierungstechnik vom Festland ferngesteuert. (Quelle: Bachmann/Adobe Stock)
Dank KI wird das Personal an Bord von modern ausgestatteten Schiffen von vielen aufreibenden Routinearbeiten entlastet. Je nach Grad der Automatisierung übernimmt der Mensch heute nur noch Teilaufgaben oder ist lediglich als Supervisor für die Überwachung des Systems zuständig.
Der Nutzen solcher Konzepte für die maritime Industrie liegt auf der Hand: Eine softwarebasierte Schiffsintelligenz unterstützt dabei, menschliche Fehler zu reduzieren und Kollisionen oder Seeunfälle zu vermeiden. Crew und Schiffsführer können andere Aufgaben übernehmen. Durch optimale Navigationsrouten wird der Treibstoffverbrauch verringert. Dies senkt die Kosten und schont die Umwelt. Durch eine KI-basierte, vorausschauende Instandhaltung lassen sich zudem Reparaturen rechtzeitig initiieren und Ausfallzeiten auf ein Minimum reduzieren.
Anspruchsvolle Technologie
Für die Realisierung teilautonomer, ferngelenkter oder autonomer Schiffe müssen jedoch eine Vielzahl von Komponenten zusammenspielen: Zum einen die Sensorik, die den Schiffszustand und die Umgebung überwacht, sowie die GPS-Navigation, die zu jedem Zeitpunkt den genauen Standort des Schiffs ermittelt. Daneben sind es hoch komplexe Steuerungsalgorithmen, die aufgrund der vorhanden Daten Entscheidungen treffen, sowie eine Visualisierung, welche den Menschen an Bord und jenen auf der virtuellen Brücke an Land alle wichtigen Informationen vermitteln. Unerlässlich ist ebenfalls eine ausfallsichere Verbindung zwischen den Systemen auf dem Schiff und an Land sowie der Echtzeitdatenaustausch zwischen Systemen verschiedener Hersteller und unterschiedlichen Plattformen. Die Kombination der robusten und sicheren Bachmann-Steuerung mit der Connext-Software des kalifornischen Herstellers für autonome Systeme, Real-Time Innovations (RTI), bietet die Voraussetzung für eine flexible und ausfallsichere Automatisierungsplattform zur Vernetzung verteilter Systeme.
Die RTI-Software unterstützt mit Data Distribution Service (DDS) einen offenen Standard für den Nachrichtenaustausch mit hoher Datenkonnektivität und skalierbarer Architektur für Echtzeitanwendungen. Dank DDS kommunizieren alle Steuerungen in Echtzeit und direkt miteinander. Die ständige Verfügbarkeit aktueller Daten bildet die Basis für zuverlässige, autonom gesteuerte Vorgänge.
Die Mensch-Maschine-Kommunikation
Doch neben all der Technologie arbeiten auch in der autonomen Schifffahrt noch immer Menschen. Viele Automatisierungskonzepte sind allerdings nicht drauf ausgerichtet, Menschen aktiv in den Prozess einzubeziehen. Einige davon können beispielsweise nur ein- oder ausgeschaltet werden oder laufen als Assistenzsysteme im Hintergrund, ohne dass der Schiffsführer sich deren bewusst ist. Besonders wichtig ist daher, dass der Mensch versteht, was die Maschine gerade macht und warum. Nur so kann sichergestellt werden, dass die Crew an Deck oder an Land die Vorgänge auf dem Schiff überwachen und falls notwendig angemessen reagieren kann. Zudem müssen bestimmte Vorgänge trotz Automatisierung weiterhin trainiert werden, um sie nicht zu verlernen. So kann zwar ein Assistenzsystem bestimmte Manöver selbstständig durchführen, der Schiffsführer muss aber jederzeit in der Lage sein, einzugreifen oder zu übernehmen. Auf ein regelmäßiges Training der Crew darf also auch im Fall von autonomen Schiffen nicht verzichtet werden.
Das Schiff fühlen
Haptisches Feedback ist deshalb ein Trend in der maritimen Industrie und eine Möglichkeit, Mensch und Maschine näher zusammenzuführen. Die Technologie ermöglicht Systemen und Geräten, mit dem Bediener über Berührungsimpulse zu kommunizieren. Ähnlich wie bei modernen Autos geben Assistenzsysteme auf Schiffen ein haptisches Feedback, beispielsweise bei einem Eingriff in die Steuerung oder die Geschwindigkeitsregelung. Die haptische Rückmeldung ist auch ein Weg, um sicherzustellen, dass Anwender die Kontrolle über automatisierte Vorgänge behalten – und noch viel wichtiger: diese auch übersteuern können. Auch Schulungen können mithilfe von Simulatoren, die ein haptisches Feedback liefern, effizienter durchgeführt werden. Aufgrund der intuitiven Lernmethode lässt sich die Trainingszeit verkürzen.