Tekst ritmeester Henny de Boer
Foto René Verleg. Infographics: X-media

DMO en TNO slaan handen ineen

Onderwaterdrones die in teams naar mijnen speuren. Die onderling met elkaar communiceren en pas terugkomen als ze de klus hebben geklaard. Het is allemaal nog toekomstmuziek, maar de Defensie Materieel Organisatie (DMO) en onderzoeksinstituut TNO werken hier samen intensief naartoe. Momenteel verrichten ze experimenteel onderzoek in een laboratorium van TNO. Over enkele jaren willen ze aantonen dat de innovatieve ideeën realiseerbaar zijn.

Light Autonomous Underwater Vehicles (LAUV) heten de onderwaterrobots. “Ze zijn 2,3 meter lang, wegen slechts 34 kilo en glijden met een snelheid van 5 knopen per uur door het water”, vertelt kapitein-luitenant ter zee Eric van Lawick van Pabst, hoofd Bureau Onderwater Gevechtstechnologie bij DMO. Ze kosten zo’n 300.000 euro en kunnen allerlei sensoren en apparatuur bevatten, afhankelijk van hun taak. De drones passen in het TNO-onderzoeksprogramma ‘Autonomisering van mijnenbestrijding’. Zelfstandigheid is hierbij het sleutelwoord; met minder menselijke aansturing.

Portugese wetenschappers dompelen een van de drones onder water bij de stad Porto. De Portugese firma Oceanscan-MST heeft de robots gefabriceerd. Ze komen binnenkort naar Nederland. (Foto: TNO)

Zelfstandigheid als sleutelwoord

Futuristisch

Nu wordt elke onderwaterrobot nog aangestuurd door een mens: de operator. Die geeft bij iedere tussenstap een nieuwe opdracht. Als het aan de onderzoekers ligt, gaat dat dus op termijn veranderen. De operator geeft dan één hoofdopdracht aan een hele groep onderwaterdrones. Die verdelen vervolgens onderling het werk in een bepaald gebied. Ook analyseren ze zelf de onderwaterbeelden en ruimen eventuele mijnen zo mogelijk meteen. De operator hoeft dan niet meer zelf eerst het beeldmateriaal door te spitten. Dat scheelt veel tijd. En er hoeven ook geen duikers meer gevaarlijk dicht bij de mijnen te komen.

Van Lawick van Pabst en Driesenaar werken intensief samen aan de ontwikkeling van de nieuwe onderwaterdrones

Compleet plaatje

De onderwaterrobots verzamelen dus volop beeldmateriaal. Ook bij dat proces kijken de ontwikkelaars naar nieuwe mogelijkheden. Zo rusten ze de LAUV’s niet alleen uit met opzij-kijkende sonars, maar ook met een nieuwe akoestische camera die naar beneden ‘kijkt’. Die vult precies het gat in het beeld van de opzij-kijkende sonar, zodat er meteen 1 digitale kaart ontstaat. De drone hoeft dan minder vaak heen en weer te ‘varen’ om een compleet plaatje van zijn gebied te krijgen. Daarnaast willen de wetenschappers onderzoeken of de beelden van de akoestische camera goed genoeg zijn om te beoordelen of een object een mijn is. 

De toekomst: de onderwaterdrones gaan zelfstandig op pad, verdelen het werk en communiceren met elkaar. De bemanning die het geheel aanstuurt is op afstand.

Docking stations onder water

De energievoorziening van de robots kan ook slimmer, aldus de ontwikkelaars. Nu wordt de batterij van de robot boven water verwisseld of opgeladen, op het schip of op de wal. Een toekomstige oplossing kan zijn dat de robots hun batterij opladen via een soort docking stations onder water. Dit is eventueel te combineren met het aanleveren van verzamelde data. Ingenieur Tilly Driesenaar, senior wetenschapper en projectofficier Onderwatertechnologie bij DMO, beschrijft het als volgt: “De drones zwemmen in die docking stations. Vervolgens worden ze leeggeslurpt en weer volgetankt met energie. Dan gaan ze weer verder.” Dit valt overigens buiten de scope van dit onderzoek, maar de onderzoekers houden de ontwikkelingen op dit gebied nauwlettend in de gaten. 

Een van de drones staat klaar op de kade in Porto voor een testvaart. Onderzoekers van de fabrikant en TNO voeren hier de eerste tests uit met de software en de hardware.

Mogelijk dragen de robots in de toekomst hun gegevens over via docking stations onder water

Risicolanden

Goedkoper, sneller, flexibeler en effectiever. Het project kent vele doelen. Maar minstens zo belangrijk is dus de veiligheid. Op mijnen jagen blijft een gevaarlijke zaak, hoe goed mensen ook getraind zijn. Dat geldt zeker voor de kustwateren van bepaalde risicolanden. Uiteindelijk is het de bedoeling dat er niemand meer in een gebied hoeft waar mogelijk mijnen liggen.

Een dwarsdoorsnede van de onderwaterrobot. Een bijzonder onderdeel is het TNO-modem. Hiermee is het mogelijk om zelf te bepalen hoe en wat de LAUV's naar elkaar communiceren. Dat biedt veel meer mogelijkheden dan de beperkte set commando's die de fabrikanten inbouwen.

Formules

Aan TNO de taak om tal van wiskundige formules te bedenken om de software, de ‘hersens’ van de LAUV, te ontwerpen. En aan Van Lawick van Pabst de uitdaging om voortdurend de link met de praktijk te leggen. Maar voorlopig is het allemaal nog niet zo ver. De eerste drones bevinden zich nog in Portugal, waar de lokale firma Oceanscan-MST ze heeft gefabriceerd. Binnenkort komen ze naar Nederland. In de zomer duiken ze voor het eerst in Hollands water voor een beproeving.