Han vil lære undervannsroboter å frykte døden

Nå jobber forskeren med autonome undervannsroboter ved FFI. Spørsmålet er like relevant her. Slike roboter kan kjøre oppdrag under is, langs kysten og i dyphavet. De kan dessuten samarbeide med andre fartøy under vann, på overflaten og i lufta. Men de må lære å passe seg.

Et viktig spørsmål for FFI er hvordan disse robotene kan operere smartere, og bedre håndtere farene de møter. Inkludert muligheten for at de kan dø. Kan de utstyres med et «jeg vil overleve»-instinkt? 

– Her samarbeider vi med blant annet NTNU, for eksempel på Safeguard-prosjektet, sier Bremnes.

Dessverre ikke redd

Bremnes innrømmer at det er en stor utfordring å få roboter til å forstå risiko. Risiko handler om å svare på spørsmålene: Hva kan gå galt? Hva er konsekvensene? Hvor sannsynlig er det?

– I vårt tilfelle handler det for eksempel om at vi ikke vil at en undervannsfarkost som Hugin (se faktaramme) skal kræsje eller forsvinne. Den vil det neppe selv. Noe uventet kan likevel gjøre at den blir skadet, setter seg fast eller rett og slett forsvinner sporløst. Siden en slik AUV nettopp det forkortelsen sier – en Autonomous Underwater Vehicle – er den selvgående. Den har liten eller ingen kontakt med oss på overflaten når den er på oppdrag. Forholdene der den skal operere er ofte ukjente. Det er derfor vi trenger at den er litt smart. I dag er den dessverre ikke redd for å dø.

Fjellvett under vann

Helt gærne er de likevel ikke. Flere sikkerhetsmekanismer er på plass i AUV-ene. En Hugin som møter en uventet hindring vil for eksempel forsøke å svinge unna. Kommer den for nær avbryter den oppdraget.

– Da slipper den et lodd som gjør at den stiger til overflaten og kan hentes av oss. Selv om dette er en viktig nødløsning, vil vi likevel at den i framtida skal tenke mer som en fjellvandrer.

Nettopp fjellvettreglene er en god rettesnor også for AUV-er. Hugin har en del å hente fra dem, mener Bremnes.

– Sammenliknet med hva et fjellvant menneske vil gjøre, nemlig å sjekke kartet, bruke øynene, vurdere terreng, værforhold og være villig til å improvisere, har Hugin fortsatt mye å lære. Det kastes bort mye tid når uhell skjer med farkosten. Det blir litt som å få panikk på vei ned et stup, og ringe etter hjelp først da. Det beste er jo å unngå stupet. Vi vil at autonome farkoster skal tenke slik som fjellvandreren: «Hvilke alternativer har jeg nå? Bør jeg endre planen min?».

Taufast i Portugal

Under en nylig Nato-demonstrasjon i Portugal, sammen med Kongsberg Discovery og Sjøforsvaret, støtte en på et problem der Hugin faktisk ikke kom seg opp. Den viklet seg inn i et tau. Dette var på et sted hvor det viste seg at det sto mye fiskeredskap. Så hvordan kan utviklerne lage algoritmer som gjør at farkostene lærer seg både å gjenkjenne risikoer, finne ut hva de skal gjøre og hvor store sjanser de bør ta i slike områder?

I dag er det menneskelige operatører som løser mange av de flokene en AUV kan vikle seg inn i, forteller Bremnes.

– Typisk forhåndsprogrammerer vi AUV-en til å bruke sonar for å kartlegge bunnforholdene og detektere interessante objekter, for eksempel miner. Deretter lager vi en ny plan for hvordan den skal kjøre så nær som mulig de oppdagede objektene, for å kunne undersøke dem med kamera. Det innebærer gjerne å komme veldig tett på havbunnen, sier Bremnes.

– Operasjonen krever erfaring. Den kan likevel gi oss skumle situasjoner, siden vi ikke alltid vet hvordan forholdene er på forhånd. I Portugal måtte vi ut i sjøen og skjære Hugin løs fra tauet. I en ideell autonom verden burde systemet selv tilpasse planen og finne ut hvor det er tryggest å kjøre, og hvor nært en tør å gå. Eventuelt at farkosten selv rett og slett bestemmer seg for at risikoen er for høy. Når det er sagt: AUV-en bør ikke bli for skremt, heller. Den skal tross alt utføre en oppgave.

Bedre og bedre vurderingsevne

Lista over mulige vansker er lang. En uventet oppstigning i trafikkert farvann kan føre til kollisjoner med andre fartøy allerede idet den bryter overflaten. Hvis det er sterk strøm i området kan en AUV uten egen vurderingsevne ende opp med å svømme sidelengs, samtidig som den følger sin fastlåste rute. Resultatet er dårligere datafangst.

– Ved FFI jobber vi hele tida med å gjøre AUV-en smartere. Der en før måtte programmere hele oppdraget i detalj, er Hugin nå i stand til helt autonomt å kartlegge og finne miner i et område. Den bruker kunstig intelligens for å gjenkjenne minene. Den forstår om den har samlet gode eller dårlige data og den er i stand til å planlegge oppdraget selv, basert på hvordan terrenget ser ut.

Hvordan overleve Oslo–Nordkapp

Utviklingen av AUV-er krever likevel noe som gjenspeiles i et annet Matt Damon-sitat fra den nå ti år gamle «Interstellar»: «Overlevelsesinstinktet er menneskets største inspirasjonskilde.»

Det instinktet bør også være på plass i en mangemillioners Hugin når den legger ut på selvstendige tokt. Vi snakker om tokt som kan vare i ukesvis. I motsetning til filmen: Dette er ikke science fiction. En slik Hugin finnes.

Hugin Endurance er Kongsberg Discoverys nyeste og største modell. Det er ti meter lang farkost med ekstrem rekkevidde. Driftstiden er på opptil 15 dager. Endurance kan i prinsippet slippes ut i Oslofjorden og ta seg til Nordkapp, uten opplading eller støtte fra overflateskip.

Kongsberg Discovery forteller selv om de syntetiske apertur-sonarene, multistråleekkoloddet, den sideseende sonaren, den bunnpenetrerende sonaren, kameraene og laserne som typisk tilhører sensorpakken i farkosten. Denne høyteknologiske maskinen kan samle inn detaljerte data om hva det skal være fra både havbunn, undervannsobjekter og i selve vannkolonnen.

Tenke sjæl

– Jo større kapasitet AUV-ene får, jo viktigere er det at de tar gode beslutninger på egen hånd, sier Bremnes.

– Igjen: Det er som å lære roboten å gå i fjellet, bare at turen går under vann. Maskinen må planlegge godt på forhånd. Den må melde fra om hvor ferden går, tilpasse seg forholdene den møter underveis, være forberedt på det verste og kunne snu i tide, sier Bremnes. Han fortsetter:

– På lange, selvstendige tokt et det helt nødvendig at farkostene kan oppdage feil og farer på egenhånd, og handle ut fra dem.   

  Føre var mot fare

– Hva mener dere forskere er den beste løsningen?

– Et godt utgangspunkt er å gå fra reaktiv til proaktiv risikohåndtering. Undervannsroboten bør ideelt sett ha en «føre var»-tankegang. Det er alltid bedre at den unngår en farlig situasjon enn at den reagerer først når situasjonen oppstår, for eksempel ved at den må slippe loddet og stige opp. I tillegg bør den ha en egen evne til å tolke risiko. Altså forstå hva som kan gå galt, hva følgene kan være og hvor sannsynlig det er, slik at den kan veie ulike alternativer opp mot hverandre. Forskningen vår handler om å ta små steg om gangen. Mye av det vi gjør skjer ved hjelp av simuleringer på skjerm. Vi drar også ut på tokt noen ganger i året, for å se hva som skjer i virkeligheten. Vi lærer veldig mye på den måten.

– Helt trygt blir det aldri: Døden lurer alltid et sted, også for maskiner?

– Akkurat som for oss mennesker er det grunnleggende å unngå ting som leder til farlige situasjoner. Det tryggeste er som kjent å ligge helt i ro. Det kan verken vi eller robotene tillate oss, hvis jobben skal gjøres. Likevel kan det være lurt å programmere robotene til å være litt reddere for å dø.

Følelsesløs frykt

– La oss vende tilbake til Dr. Manns problemstilling: Er det helt umulig å få maskiner til å bli dødsredde?

Jens Einar Bremnes lener seg tilbake før han svarer.

– Vi snakker i litt overført betydning her. Det er ingen grunn til at programmering ikke skal få noe til å beskytte sin egen eksistens. Det er likevel nokså forskjellig fra menneskers frykt for døden. Frykt er en følelse, ikke et logisk element. Du kan ikke programmere følelser. Ikke ennå, iallfall. Men jeg tror absolutt at en kan innprogrammere en litt mer «følelsesløs» frykt for døden!