Mayflower, Oceanus und Peregrine: KI auf den sieben Weltmeeren.
Die erste von KI gesteuerte Reise über den Nordatlantik von Plymouth, England, nach Halifax, Kanada, war nur ein Anfang. Jetzt wird das Mayflower Autonomous Ship (MAS) in Massachusetts optimiert, bevor es für andere wissenschaftliche Projekte eingesetzt wird. Ausserdem wird die KI-gesteuerte Flotte erweitert: Schon bald sollen ein grösseres und sechs kleinere autonome Schiffe gebaut werden.
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MAS, der 15 Meter lange, solarbetriebene Trimaran, vollgepackt mit kognitiver Computertechnologie von IBM, schaffte die unbemannte Reise über den rauen Nordatlantik im Juni letzten Jahres in 40 Tagen (inklusive einem Stopp auf den Azoren)[i]. Die intelligente Steuerung verarbeitete Informationen von sechs eingebauten Kameras und 50 Sensoren. Angetrieben wurde die neue Mayflower elektrisch; die Energie kam von Sonnenkollektoren, die wiederum von einem Dieselgenerator unterstützt wurden[ii].
Ein Hybrid-Schiff mit über 5000 Meilen Reichweite
Man habe viel von der unbemannten Reise über den Atlantik gelernt, sagt Projektleiter Brett Phaneuf. Er ist Eigentümer der Unternehmen, welche die Mayflower gebaut haben, und der Geschäftsführer der gemeinnützigen Meeresforschungsorganisation ProMare, die das Schiff betreibt und das Projekt leitet. Die gemachten Erfahrungen werden nun umgesetzt: Die Mayflower liegt im Woods Hole Ozeanographischen Institut in Massachusetts und wird im Dock umgerüstet[iii]. Gegenwärtig werden verschiedenste neue Systeme installiert. Zum Beispiel neue Zwillingsgeneratoren. Ausserdem wurden einige neue Computersysteme und neue Batterien installiert, die effizienter sind und dem Schiff eine grössere Reichweite und Leistungsfähigkeit verleihen. «Wir haben die Gelegenheit genutzt, alles zu ersetzen, das entwicklungsbedürftig war. Jetzt haben wir ein verfeinertes, hocheffizientes, hochredundantes System, das eine noch bessere Leistung bringen sollte. Wir gehen davon aus, dass die Reichweite des Schiffes jetzt bei 5’000 Meilen oder mehr liegt» erklärt Brett Phaneuf. Die beiden Generatoren sind Dieselaggregate; hier funktioniert die Mayflower wie ein Hybridauto. Das heisst, die Solarzellen arbeiten und laden die Batterien auf, die dann die gesamte Energie für die Motoren und alle Systeme liefern. Wenn Strom benötigt wird, springen ein oder beide Generatoren an und laden die Batterien auf.
Ein volles Forschungsprogramm für die erneuerte Mayflower
In den nächsten Wochen wird MAS ausfahren und ihren Teil zum sogenannten Ocean-Twilight-Projekt beitragen. Woods Hole betreibt eine Meeresbodeninstallation mehrere hundert Meilen vor der Küste, am Rande des Golfstroms, die mit einem ausgeklügelten Array von Sonaren nach oben schaut und die vertikale Migration von Zooplankton und Phytoplankton sowie die Biomasse untersucht. Erforscht wird, was in den warmen Wirbeln passiert, die vom Golfstrom abgehen, und die viel Leben enthalten. MAS wird im selben Meeresgebiet kreuzen, aber nach unten, zum Meeresgrund schauen. Da die Mayflower beweglich ist, wird sie in der Lage sein, dynamisch auf Veränderungen zu reagieren und die interessanten Daten zu verfolgen. Nach einer Reise in den Norden wird die Mayflower zurückkehren, um weitere Vermessungsarbeiten und Forschungen mit Woods Hole durchzuführen und dort zu überwintern. Auch für das nächste Jahr ist der Schiffsfahrplan voll: Im Frühjahr wird MAS um die Bermudas herumfahren und schliesslich in Norfolk, Virginia, landen, wo mit dem Schiff verschiedene akustische Arbeiten und grundlegende Untersuchungen zum Zustand der Ozeane durchgeführt werden sollen. IBM ist der führende Technologiepartner als auch wissenschaftlicher Partner. Marine AI Ltd[iv] Hat die kognitive künstliche Intelligenz entwickelt, die auf der Basis von IBMs leistungsstarkem Operational Decision Manager (ODM) funktioniert - eine Software, auf die sich viele Unternehmen für die tägliche Entscheidungsfindung verlassen. Iridium unterstützt das Projekt mit Satellitenkommunikation[v].
Mehr autonome Schiffe für die Wissenschaft
Innovativen Technologien, verbunden mit künstlicher Intelligenz, werden auf immer mehr Schiffen eingesetzt. Es gehe darum, sagt Brett Phaneuf, die Kosten für das Datensammeln und die Erstellung von Informationen über die Ozeane zu senken, und das sei es, was die Mayflower auszeichne. Nach der Überholung werde sie effizienter und leiser sein als je zuvor und werde in der Lage sein, mehr wissenschaftliche Nutzlast als zuvor zu transportieren. «Es geht darum, eine sichere Möglichkeit zu haben, kostengünstig aufs Meer zu fahren und beträchtliche Datenmengen zurückzubringen, die andernfalls unmöglich oder bestenfalls extrem kostspielig zu beschaffen wären», erklärt er.
Deshalb wird es bald ein zweites autonomes Schiff für die Meeresforschung geben. Man arbeite an einem Entwurf für ein 24-Meter-Schiff namens Oceanus, sagt Phaneuf. Das Schiff wird mit dem Plymouth Marine Laboratory und anderen Partnern entwickelt und soll im Jahr 2025 zu Wasser gelassen werden. Es wird eine Reichweite von etwa 12’000 Seemeilen haben, um kontinuierlich auf See zu operieren. Oceanus soll von Plymouth, Grossbritannien, bis hinunter in die südlichen Ozeane zu den Falklandinseln und wieder zurückfahren und unterwegs wissenschaftliche Daten über den Ozean sammeln und Sensoren setzen.
Die autonome Flotte wächst noch weiter: Schon im Herbst dieses Jahres wird mit dem Bau von sechs 12 Meter langen Schiffen der Peregrine-Klasse begonnen, die speziell für die Zusammenarbeit und Kooperation untereinander und mit anderen Schiffen bei der Meeresforschung ausgelegt sind. Sie sollen im späten Frühjahr nächsten Jahres vom Stapel laufen. Alle diese Schiffe werden in Plymouth, England, durch MSubs Ltd. gebaut werden[vi].
Jetzt haben wir ein verfeinertes, hocheffizientes, hochredundantes System, das eine noch bessere Leistung bringen sollte. Wir gehen davon aus, dass die Reichweite der Mayflower jetzt bei 5’000 Meilen oder mehr liegt.
KI in der Schifffahrt: Braucht es noch Menschen?
Wie sieht das Wirtschaftsmodell für KI auf den sieben Weltmeeren aus? Gemäss Brett Phaneuf ist das Militär wahrscheinlich der grösste Investor in diesem Technologiebereich. Im kommerziellen Bereich zeichne sich keine klare Entwicklung ab. Grosse Frachtschiffe, wie Containerschiffe, seien bereits mit hochautomatisierten Systemen ausgerüstet, die Datenanalysen ausserhalb des Schiffes vornähmen. Sie operieren mit interessanten, auf maschinellem Lernen basierenden Technologien, die auf Wetterrouting und Optimierung spezialisiert sind, um den Treibstoffverbrauch zu reduzieren. Aber der Nutzen, der sich aus dem Wegfall der Besatzung im Vergleich zu den Gesamtkosten des Schiffes ergebe, sei nicht relevant. «Was wir eher sehen werden, ist die Integration hochentwickelter autonomer oder KI-ähnlicher Systeme in Sportbooten, um unerfahrenen Seeleuten zu helfen, sicherer zu sein.» Es existiere allmählich eine Menge Technologie, die helfe, ein besseres Situationsbewusstsein aufrechtzuerhalten und die jetzt in die Brückenausrüstungen der grossen Hersteller von Schiffselektronik integriert werde. Brett Phaneuf glaubt nicht, dass es diesbezüglich in den nächsten 10 Jahren einen radikalen Wandel geben wird: «Wir sind auf einem langsamen Marsch zu einem hybriden Ansatz».
Leading Edge Technology
Das autonome Schiff Mayflower und seine Nachfolgemodelle sind zukunftsweisende technologische Errungenschaften. Sie erreichen ihr Ziel dank der Unterstützung verschiedenster führender Technologiefirmen. Die wichtigste davon ist IBM. UMB ist erster und grösster IBM Platinum Business Partner der Schweiz, spezialisiert auf Infrastruktur, Software und Solutions, namentlich Security. UMB ist in der Schweiz der einzige IBM-Partner mit dem Elite Speciality Status für IBM Power und Storage. Überdurchschnittliches Know-how - sowohl im IBM-Hardware- wie auch im Software- und Service-Bereich garantieren eine hervorragende Zusammenarbeit. Kontaktieren Sie uns für zusätzliche Informationen.
[i] The Mayflower Autonomous Ship Has Reached North America
[ii]Sonne, Meer und künstliche Intelligenz: Die Mayflower ist (wieder) unterwegs (umb.ch)
[iii]Woods Hole Oceanographic Institution
Wie die autonomen Schiffe zu ihrem Namen kamen
Im Jahr 1620 reisten auf der Mayflower zwei schwangere Frauen mit, von denen eine während der Reise in die neue Welt auf halber Strecke ein Kind gebar und diesen Sohn Oceanus nannte. Die zweite Frau gebar ihr Kind im Hafen von Plymouth, und sie nannte ihren Sohn Peregrine[vii]. Peregrine White wurde als das «erstgeborene Kind Neuenglands» bekannt und wurde später ein prominenter Landwirt und Militäroffizier. Obwohl es schwierig ist, eine genaue Schätzung abzugeben, kann man angesichts der Anzahl der Generationen, die seit Peregrine Whites Geburt im Jahr 1620 vergangen sind und der möglichen Verzweigungen seiner Familienlinie davon ausgehen, dass es Tausende, wenn nicht sogar Zehntausende von Nachkommen von Peregrine White gibt, die heute in den Vereinigten Staaten leben. Oceanus starb tragischerweise schon im Alter von zwei Jahren.
