05/12/2024
Door Ad Spijkers
Samen met partners ontwikkelt DFKI robots voor bescherming van de mariene biodiversiteit in windmolenparken.
Duurzame bewaking van het mariene milieu is essentieel voor de milieuvriendelijke exploitatie van offshore windparken en de bescherming van de biodiversiteit. In het SeaMe-project brengt RWE onderzoekspartners samen om gezamenlijk innovatieve technologieën voor holistische ecosysteemmonitoring te ontwikkelen. Het doel is om dure, invasieve en CO2-intensieve methoden te vervangen. Het Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Bremen rust een autonoom onderwatervoertuig uit met oceanografische sensoren en kunstmatige intelligentiemethoden om veilige navigatie en nauwkeurige gegevensverzameling te garanderen.
SeaMe
Met het SeaMe-project (Sustainable Ecosystem Approach in Monitoring the Marine Environment) wil energiebedrijf RWE inzicht krijgen in de interacties tussen offshore windparken en het lokale ecosysteem. Om dit te bereiken, wordt een gedegen wetenschappelijke aanpak gecombineerd met innovatieve en milieuvriendelijkere bewakingtechnologieën op basis van kunstmatige intelligentie (AI).
Met behulp van drones, omgevings-DNA-analyses en autonome onderwatervoertuigen (AUV's) moeten duurzame methoden worden ontwikkeld die de CO2-uitstoot verminderen en tegelijkertijd de impact op het leven in zee minimaliseren.
De gelijktijdige verzameling van fysieke en biologische gegevens maakt een uitgebreide beoordeling van het mariene ecosysteem mogelijk. Vaak wordt ook rekening gehouden met verwaarloosde delen van het ecosysteem, zoals fytoplankton (microscopische algen) en zoöplankton (bijvoorbeeld krill), die een centrale rol spelen in de mariene voedselketen.
DeepLeng
Het DFKI Robotics Innovation Center in Bremen ontwikkelt het autonome onderwatervoertuig DeepLeng in SeaMe verder om het te optimaliseren voor bewaking in offshore-omgevingen. Om dit te doen, rusten de onderzoekers de AUV uit met een multimodaal oceanografisch sensorsysteem. Dit kan fysieke parameters zoals watertemperatuur, zoutgehalte en zuurstofgehalte nauwkeurig registreren. Deze gegevens zijn essentieel voor een goede ecologische analyse, omdat ze waardevolle inzichten opleveren in de levensomstandigheden in de wateren van windparken.
Daarnaast ontwikkelen de onderzoekers een door AI ondersteund videobewakingssysteem waarmee de AUV vissen en zeezoogdieren kan detecteren. Deze technologie is gebaseerd op machine learning en beeldverwerking. Hiermee kan de robot voortdurend zijn detectiemogelijkheden voor zeeleven leren en verbeteren. De door AI ondersteunde beeldanalyse is bedoeld om invasieve en emissie-intensieve methoden zoals trawlvisserij te vervangen en nauwkeurige en continue bewaking van de mariene fauna direct ter plaatse mogelijk te maken zonder de habitats te verstoren.
Optimalisatie
Een ander aandachtspunt van DFKI is het gericht gereedmaken van het systeem voor offshore gebruik. Daartoe worden de mogelijkheden ervan uitgebreid en worden bestaande functies geoptimaliseerd om aan de veeleisende bedrijfsomstandigheden te voldoen. Dit omvat onder meer verbeteringen in de communicatie, de implementatie van verbeterde beveiligingsmaatregelen (zoals mogelijkheden om noodsituaties op te sporen) en het vergroten van de robuustheid van het systeem.
De navigatie op open water is uitdagend omdat de omstandigheden variëren en de AUV moet reageren op onvoorziene gebeurtenissen. Om dit te doen ontwikkelen de onderzoekers intelligente algoritmen waarmee de robot veilig door het water kan manoeuvreren, obstakels kan detecteren en deze kan ontwijken zonder de missiedoelen in gevaar te brengen.
Laboratoriumtests en veldproeven
Behalve uitgebreide laboratoriumtests in de maritieme onderzoekshal van de DFKI in Bremen zijn veldtests gepland in het Testzentrum für Maritime Technologien op Helgoland om de geschiktheid voor de oceanen en de veiligheidsfuncties van de AUV te controleren.
In de tweede projectfase zal een uitgebreide testcampagne met een groot aantal individuele tests onder reële omstandigheden plaatsvinden op het RWE Kaskasi offshore windpark, ongeveer 35 km ten noorden van Helgoland. Met een vermogen van 342 MW kan het windpark rekenkundig zo'n 400.000 huishoudens van elektriciteit voorzien. De tests worden ondersteund door een operationeel team van RWE, dat toezicht houdt op de integratie van de door de onderzoekspartners ontwikkelde technologieën in de offshore-omgeving.
Onderzoekspartners
Het SeaMe-project, dat wordt beheerd en gefinancierd door RWE, is in de zomer van 2024 van start gegaan en zal naar verwachting drie jaar duren. Behalve DFKI zijn de onderzoekspartners onder meer het Helmholtz-Institut für Funktionelle Marine Biodiversität aan de Universität Oldenburg, het Alfred Wegener Institut Zentrum für Polar- und Meeresforschung in Bremerhaven, BioConsult in Husum (aan de Duitse Bocht) en DHI in Hørsholm (25 km ten noorden van Kopenhagen).
Foto: DFKI