Här testas autonom sjöräddning i praktiken

Vid det stora forskningsprogrammet WASP:s arenor kan forskare och företag mötas för att testa sin teknik och sina resultat tillsammans. WASP:s arena för allmän säkerhet, WARA PS, är först ut att visa upp ett autonomt sjöräddningssystem.

Drönare och Piraya på uppdrag. Foto Thor Balkhed.

Det blåser snålt från sjön, vid strandkanten hukar räddningsledningen under sina tältdukar, men över våra huvuden kämpar två drönare i vinden tillsammans med en liten båt ute bland vågorna. De har ett uppdrag. De ska autonomt söka efter människor som fallit i vattnet.

Jens-Olof Lindh, räddningsledare för dagenRäddningsledaren för dagen, Jens-Olof Lindh, har lagt ut uppdraget: en drönare ska hålla uppsikt och skicka bilder ovanifrån till räddningscentralen och den andra drönaren ska följa båten, av typen Piraya, för att hjälpa till att hålla uppsikt närmare vattenytan. Även Pirayan är utrustad med allehanda instrument, som kameror, ekolod, kommunikationsutrustning, gyron med mera, den lilla båten är en testbädd för olika sensorer. Båt och drönare har "skakat hand" med varandra och meddelat Jens-Olof Lindh att det här uppdraget klarar vi. De har därför fått klartecken att utföra uppdraget.

Ute till sjöss filmar den första drönaren sökområdet från hög höjd. Pirayan väntar på att den andra drönaren ska komma på plats innan den sätter igång att söka av vattenytan.

På land finns ledningscentralen som på skärmar kan följa både hur båt och drönare rör sig och vad de ser med sina kameror. Idag är det bara ett test och en uppvisning, såväl drönare som båt har mänskliga säkerhetsförare, vinden ligger på gränsen till vad de klarar av, men ingen av säkerhetsförarna behöver ingripa. Drönarna utför sitt uppdrag, kommer åter till basen och landar lugnt och stilla, Pirayan tar sig in till bryggan där den förtöjs.

Första demonstrationen

Det vi ser är en första demonstration av ett autonomt räddningssystem, utvecklat inom Wallenberg AI Autonomous Systems and Software Program, WASP. Publiken, som består av seniora forskare och doktorander från LiU, KTH och Lunds  universitet samt personer från företag som Axis Communications, Saabs olika bolag och Ericsson, ställer frågor och Jens-Olof Lindh, Saab Kockums, svarar och visar på skärmarna.

Piotr Rudol, forskningsingenjör inom artificiell intelligens, i ledningscentralen tillsammans med Pontus Hero Ek och Jonas Ekskog, utvecklare på Combitech. Foto Thor BalkhedAlla de närvarande har intressen i olika delar av systemet som nu testas tillsammans under verkliga förhållanden för första gången. Det handlar om kameror från Axis Communications, datorsystem i molnet från Ericsson, ledningssystem från Saab Combitech, båtar och system från Saab Kockums, mobilkommunikation från Telia och universitetsforskning inom artificiell intelligens, positionering, datorseende och autonomi, med mera.

Doktoranderna på plats ska det närmaste året jacka in sina arbeten för att förfina och förbättra systemet ytterligare, men just nu är de bara här för att se hur tekniken fungerar och prova delar av sin forskning i verklig miljö.

Nästa uppdrag människa i nöd

Drönarna skickas nu ut på ett nytt uppdrag, denna gång är det en människa som försvunnit på land. Drönarna "skakar hand" med varandra för att bekräfta att de klarar av uppdraget och får ok från Jens-Olof Lindh. Den ena drönaren flyger snabbt iväg, vi ser på skärmen hur den systematiskt skannar av ett förutbestämt område. När drönaren finner Foto Thor Balkhedden nödställde anropar den helt autonomt drönare nummer två som får koordinaterna. Drönare två tar med sig en mobiltelefon i en specialförpackning, mobilen lösgör sig så snart drönaren är på rätt plats och singlar ner till marken med hjälp av en fallskärm.

– Det kan ju lika gärna vara en hjärtstartare vi släpper ner, här vill vi visa att systemet fungerar, säger Jesper Tordenlid, ansvarig för WARA PS, WASP:s arena för allmänhetens säkerhet (public safety).

I systemet deltar även en lite större patrullbåt från Dockstavarvet och Saab Kockums.

– Patrullbåten kommer att förses med system för autonom körning med säkerhetsförare ombord. Målet för Kockums är att bygga ett forskningssystem där en autonom patrullbåt kan agera ihop med flera autonoma Pirayor där mindre och snabbare båtar samarbetar med en större, berättar Jesper Tordenlid.

KTH-doktoranderna Linnea Persson och Inês Lourenco Foto Thor BalkhedDen här gången gör patrullbåten några turer ut i den upprörda viken utanför Gränsö slott i Västervik. KTH-doktoranderna Linnea Persson och Inês Lourenco är ombord för att göra tester och mätningar. Målet är att de ska landa en drönare, en quadrokopter, på båten under gång. Linnea Persson och Inês Lourenco är nöjda med de mätningar de kunnat göra här på plats.

– Quadrokoptrarna har stor potential, men kort räckvidd och ska de jobba långt ifrån land behöver de kunna landa på ett fartyg för att ladda batterierna. Vi ville testa hur landningsplattformen fungerar och göra mätningar på båtens dynamik, berättar Linnea Persson.

Målet för hennes och Inês Lourencos forskning är att kunna koordinera styrningen av båten och drönaren så att en landning blir möjlig, även när det blåser.

Lyfter kompetensen

Bertil Grelsson är industridoktorand vid LiU, han delar sin tid mellan Saab och Avdelningen för datorseende. Hans arbete handlar om att båtar och andra farkoster ska kunna lokalisera sig utan tillgång till GPS och istället hitta sin position med hjälp av sina kameror och siluetter av strandlinjen.

Bertil Grelsson ser ett stort värde i att testa sitt system under verkliga förhållandenMed hjälp av en 360-graders kamera på Pirayan skapar han bilder, som först matematiskt måste kompenseras för att båten rör sig upp och ner i vågorna och som sedan slås samman med satellitbilder över området.

– Med hjälp av neurala nätverk kan vi sedan räkna ut båtens position på ett par meter när, berättar han.

Att kunna testa systemet i praktiken är guld värt:

– Här har jag kunnat samla in verkliga data och hittat var utmaningarna finns, exempelvis när solen ligger lågt och bländar sensorerna, när vatten stänker upp eller när det kommer en annan båt som skymmer strandlinjen.

Bertil Grelsson har fler än 120 000 bilder att ta hand om när han är tillbaka på LiU och nästa steg är att lära systemet vilka bilder som ska sorteras bort - de stänkiga, suddiga och utan tydlig strandlinje.

– Så småningom ska ju Pirayan själv kunna processa bilderna och dra slutsatser om sin position utifrån dem, säger han.

Under hösten ska Bertil Grelsson skriva klart sin doktorsavhandling och sedan ta med sig sina nyvunna kunskaper till kollegorna på Saab.

– Jag är ju här för att lyfta kompetensen inom neurala nätverk inom Saab, vad man kan ha dem till och vad som inte fungerar, konstaterar han.

Nära samarbete

Mille Millnert och Lars Nielsen vid demonstrationen av autonoma räddningssystem i Västervik, september 2018WASP AI:s ordförande Mille Millnert och programdirektör Lars Nielsen följer demonstrationen på nära håll.Jesper Tordenlid är nöjd med dagens övningar. Gruppen av forskare, industrifolk och doktorander har varit på plats i några dagar före själva demonstrationen och morgondagen ska ägnas åt att se framåt.

– Det är fint när vi samlas så här i flera dagar, det händer saker när forskare och ingenjörer samlas för att lösa gemensamma och problem under verkliga förhållanden. De gränsöverskridande diskussionerna är det viktigaste resultatet av dagarna här. I morgon ska vi se framåt, om ett år hoppas vi att de flesta av de 15 doktorander som är engagerade i den här delen av WASP kan visa upp resultat som jackar in i det vi har gjort idag.

– Det är en verklig styrka att universiteten och de systembyggande industrierna kan jobba så här tätt tillsammans inom WASP, något vi har en lång tradition av i Sverige, konstaterar Gunnar Bark, huvudansvarig för WASPs arenor.

Drönaren följer Pirayan på nära håll för att hålla uppsikt.

Mariusz Wzorek, forskningsingenjör Avdelningen artificiell intelligens och integrerade datorsystem, agerar säkerhetsförare för en av drönarna

Mariusz Wzorek, forskningsingenjör vid Avdelningen artificiell intelligens och integrerade datorsystem, är säkerhetsförare för den ena drönaren på uppdrag i den blåsiga viken. Thor Balkhed

Den större patrullbåten ska så småningom kunna samarbeta med små båtar på gemensamt uppdrag. Thor Balkhed

WARA PS i Västervik

Sjöräddning i praktiken

En blåsig dag i Västervik testas autonom sjöräddning i praktiken inom ramen för WARA PS, WASP:s forskningsarena för allmänhetens säkerhet - public safety, WARA PS.

Kontakt

Relaterad forskning

Wallenberg AI Autonomous Systems and Software Program

Senaste nytt från LiU