Naar hoofdcontent

In AQUAFIND (Aerial Quadcopter Units for Aquatic Flow Investigation and Nautical Data) ontwikkelen Deltares en partners een systeem dat offshore operaties helpt beter vooruit te kijken. Autonome drones meten golven, wind en andere omgevingsparameters op zee. Door die metingen te combineren met fysische golfmodellen en AI ontstaat een lokale voorspelling voor de plek waar gewerkt wordt.

Zo ontstaat een nauwkeuriger beeld van de omstandigheden rond een schip of offshore installatie, 30 tot 60 minuten vooruit. Dat kan helpen om werkzaamheden veiliger te plannen, onnodige stilstand te voorkomen en schepen, crews en materieel efficiënter in te zetten.

Groei van windenergie vraagt om betere lokale voorspellingen

Door de groei van windenergie op zee, onderhoud aan bestaande windparken en de drukte door scheepvaart en andere maritieme activiteiten neemt de vraag naar veilige en efficiënte offshore operaties toe. Voor al die werkzaamheden zijn betrouwbare weers- en golfverwachtingen essentieel.

Bestaande meet- en voorspellingsmethoden geven niet altijd voldoende detail op de exacte locatie van een schip. Operators werken daarom met ruime veiligheidsmarges: logisch en nodig, maar soms ook beperkend. Betere lokale informatie kan het werkbare venster op zee vergroten, zonder concessies te doen aan veiligheid.

Drones meten golven voordat ze het schip bereiken

Het idee achter AQUAFIND is om niet alleen te meten waar een schip zich bevindt, maar juist ook verderop op zee: daar waar de golven vandaan komen. Dronezwermen vliegen op enige afstand van de werkzaamheden, bijvoorbeeld 10 tot 20 kilometer van het schip. Zij verzamelen gedetailleerde informatie over golven, wind en andere omgevingsparameters.

Die data geven een vooruitblik. Golven die op afstand worden gemeten, kunnen een half uur tot een uur later de werklocatie bereiken. Door de drone-metingen te koppelen aan golfmodellen en AI ontstaat een lokale verwachting voor de komende 30 tot 60 minuten. Die verwachting kan vervolgens worden gebruikt in beslissingsondersteuning: doorgaan, wachten of stoppen.

De eerste toepassing richt zich op offshore operaties op dieper water, zoals installatie, inspectie en onderhoud van windparken op zee. Dicht bij de kust en in estuaria zijn golfcondities vaak complexer, bijvoorbeeld door brekende golven of een onregelmatige bodem. Voor die gebieden is verdere ontwikkeling nodig.

Van golfmetingen naar betrouwbare voorspellingen

Voor betrouwbare lokale golfvoorspellingen moeten metingen, modellen, AI en operationele kennis goed op elkaar aansluiten. Daarom werken in AQUAFIND verschillende partners samen aan elk onderdeel van het systeem. SpectX ontwikkelt de drones en de sensoren die golven, wind en andere omgevingsparameters meten. TU Delft onderzoekt hoe de drones veilig in zwermen kunnen vliegen. Delta-N traint het AI-model en werkt aan een gebruikersinterface waarin metingen en voorspellingen samenkomen. TNO ontwikkelt beslissingsondersteuning voor offshore operaties en toetst en valideert de technologie.

De dronezwerm vliegt in formatie om het golfveld stroomopwaarts van het schip in kaart te brengen. Met behulp van een AI-model worden deze metingen vertaald naar de verwachte golfcondities bij het schip. Het AI-model wordt getraind met data uit een numeriek golfmodel.

Deltares verbindt deze onderdelen met kennis over golven, modellen en operationele verwachtingen. We onderzoeken hoe gemeten golfvelden vanuit drones kunnen worden vertaald naar betrouwbare voorspellingen bij het schip. Daarbij gebruiken we onder meer resultaten uit het golfmodel SWAN om een uitgebreide trainingsdataset voor het AI-model op te bouwen. Ook vergelijken we de nieuwe voorspellingen met bestaande operationele golfverwachtingen en stellen we experimentele faciliteiten beschikbaar om sensoren en prototypes te testen met in-situ golfmetingen.

Innovatie door koppeling van drones, golfmodellen en AI

De vernieuwing in AQUAFIND zit in de manier waarop autonome dronezwermen, real-time golfmetingen, fysische golfmodellen en AI worden gecombineerd. Die combinatie maakt het mogelijk om niet alleen te beschrijven hoe de zee er nu uitziet, maar ook hoe de omstandigheden zich op korte termijn ontwikkelen op de plek waar de operatie plaatsvindt. De kennis die in het project wordt ontwikkeld, kan ook buiten deze eerste toepassing waardevol zijn. Bijvoorbeeld voor drone-gebaseerde golfmetingen, AI-emulators voor golfmodellen en nieuwe manieren om autonome drones in te zetten voor metingen op zee.

Vervolgstap: testen en valideren van het prototype

AQUAFIND is een samenwerking tussen Deltares, SpectX, Delta-N, TU Delft en TNO. Daarnaast zijn verschillende offshore bedrijven betrokken via een begeleidingsgroep, zodat de ontwikkeling aansluit bij de praktijk van operaties op zee.

AQUAFIND is een MOOI-project binnen de Topsector Energie. Het project loopt van november 2024 tot en met februari 2029.

Op dit moment zijn de onderzoekers nog volop het AI-model en de drones aan het ontwikkelen. Een volgende stap is het testen en valideren van het prototype onder offshore omstandigheden. Daarmee wordt duidelijk hoe het systeem presteert op zee en wat nodig is voor acceptatie door de sector.

Deze pagina delen.