Nawodne i podwodne drony z AI ochronią strefy ekonomiczne i wybrzeża

Nawodne i podwodne drony coraz powszechniej stosowane są w ochronie morskich granic i wyłącznych stref gospodarczych. Informacje o wprowadzaniu nadwodnych i podwodnych dronów do ochrony morskich stref ekonomicznych, przeciwdziałania przestępczości, ochrony środowiska, walki z przemytem ludzi i narkotyków są coraz powszechniejsze i… coraz bardziej utajniane.  

Jedną z nielicznych informacji jest fakt, że w lipcu dowództwo Straży Przybrzeżnej Kuwejtu wprowadziło do ochrony akwenów i wybrzeży Kuwejtu pojazd bezzałogowy NeedleFish Uncrewed Surface Vessel (USV). Wiadomo, że norweska Straż Przybrzeżna wykorzystuje technologię ROV (Room Revenue Vehicle), aby poprawić swoją wydajność operacyjną i bezpieczeństwo. Pojazdy ROV amerykańskiej Straży Przybrzeżnej są wykorzystywane do inspekcji podwodnych konstrukcji i sprzętu związanego z nielegalną przestępczością lub naruszeniami prawa na akwenach wód terytorialnych i wybrzeżach. Testowane są bezzałogowe pojazdy nawodne.

Kuwejt wprowadził do ochrony swoich akwenów najnowocześniejszy na świecie bezzałogowy statek nawodny (USV) w ramach wartego 213 milionów dolarów kontraktu na nadzór morski. Wykonanie serii jednostek zlecono SRT Marine Systems i Ocean Infinity. Kuwaiti Coast Guard (KCG) wdrożyło w lipcu nowy element nowego krajowego zintegrowanego systemu nadzoru morskiego. 

System wyposażony został w specjalny statek autonomiczny. Nie jest to jednak jednostka standardowa. Bowiem statek jest specjalnie wyposażony w szereg specjalistycznych systemów czujników do nadzoru morskiego. Do identyfikacji obiektów wykorzystuje się wysokiej klasy  oprogramowanie IT, zaawansowaną robotykę i technologię wywiadu morskiego. 

Morza pod czujnym okiem czujników

Tak rozbudowane wyposażenie jest niezbędne aby Straż Przybrzeżna Kuwejtu mogła w szerszym niż dotąd zakresie kontrolować sytuacją na 11 tys. km² wód terytorialnych. Pojazdy bezzałogowe to nie wszystko. Zbudowany został cały system do wykonywania funkcji patrolowych, obserwacyjnych, mapujących i geodezyjnych. Wszystko to jest kontrolowane z nowych, specjalnie zbudowanych lądowych centrów dowodzenia KCG i w pełni zintegrowane z nowym systemem nadzoru morskiego SRT C5iSR.

Źródło: Ocean Infinity

Ocean Infinity wprowadza na akweny Kuwejtu rozwiązania wykorzystujące USV sprawdzone do wykonywania różnych funkcji cywilnych i militarnych  od 2019 roku. Dzięki bogatemu doświadczeniu operacyjnemu zdobytemu w pracy w najtrudniejszych warunkach morskich, technologia Ocean Infinity szeroko się upowszechniła i dziś flota USV i UUV firmy należy do największych w świecie.  

Statek o nazwie „Needlefish” stanowi znaczący krok naprzód w technologii bezpieczeństwa morskiego. Needlefish to cud techniki. Ma 14 metrów długości i 6 metrów szerokości. Jest napędzany dwoma silnikami odrzutowymi. USV może osiągać prędkość przekraczającą 64 km/h, co czyni go najszybszym i najzwinniejszym statkiem swojej wielkości. 

Kuwejt zakontraktował flotę czterech statków Needlefish do operowania na swoich wodach terytorialnych. Flota USV ma wykonywać różne misje, w tym przechwytywanie podejrzanych jednostek, operacje poszukiwawczo-ratownicze, eskortę. Jednostkami bezzałogowymi wykonywane będą patrole odstraszające, a także monitorowanie rybołówstwa, dozór instalacji krytycznych, wykrywanie zanieczyszczeń i mapowanie dna morskiego.

Simon Tucker, dyrektor generalny SRT Marine Systems, podkreślił znaczenie projektu: - Jestem wdzięczny za wizję Straży Przybrzeżnej Kuwejtu, która odważnie podjęła się projektu najlepszego w swojej klasie systemu nadzoru morskiego i pomogła utorować drogę dla nowej generacji morskich systemów USV obrony cywilnej.

- Kuwejt jednym skokiem stał się światowym liderem w dziedzinie nadzoru morskiego, pokazując na całym świecie, co można osiągnąć. Nowa flota przełomowych USV, którą stworzyliśmy wraz z naszymi partnerami, Ocean Infinity, pokazuje tempo, w jakim Kuwejt modernizuje się i inwestuje w nową generację technologii morskich, wdrażając ją i wdrażając - dodał. 

Bezzałogowiec na wodach Kanady

Kanada postanowiła we wrześniu ubr. wprowadzić do Kanadyjskiej Straży Przybrzeżnej również statek bezzałogowy. Ochronie kanadyjskich akwenów ma służyć OceanSled® wraz z oprogramowaniem Coastal Intelligence Management System (CiMS). OceanSled® Ranger to wielozadaniowy ASV, który Kanadyjska Straż Przybrzeżna zamierza wykorzystywać w sytuacjach kryzysowych na morzu. Statek służy do ochrony środowiska przybrzeżnego, a także do ratowania osób zaginionych. Dzięki wytrzymałej konstrukcji może on ewakuować personel z niebezpiecznych obszarów przybrzeżnych i stref pływów. 

OceanSled® Ranger, Źródło: Shift Coastal Technologies

Modułowa architektura umożliwia bezproblemową integrację czujników, w tym kamer do obserwacji powierzchni mórz i pod wodą. Oprogramowanie może być działać odrębnie lub w chmurze. Dzięki zamontowanym urządzeniom IT, statek pobiera, łączy i wizualizuje kluczowe dane ze zdalnie sterowanych systemów, zapewniając wgląd w czasie rzeczywistym, ułatwiający podejmowanie decyzji podczas operacji krytycznych – podkreślają konstruktorzy.

OceanSled® został przeznaczony do działania na odległych akwenach. Może dostarczać informacje w czasie rzeczywistym, wspomagając służby ratownicze w operacjach na zagrożonych akwenach. Podkreśla się, że „Shift Coastal Technologies ściśle współpracowało ze społecznościami nadmorskimi, w tym z zespołem morskim Pierwszego Narodu T’Sou-ke, podczas fazy projektowania i testowania pojazdu autonomicznego”. Pojazd jest w dyspozycji Kanadyjskiej Straży Przybrzeżnej w Haida Gwaii (Wyspy Królowej Charlotty). Marty Rogers z Kanadyjskiej Straży Przybrzeżnej powiedział: „OceanSled® to przełom. Jego wszechstronność i kompleksowy zestaw czujników pozwalają nam skutecznie chronić nasze środowisko przybrzeżne”.

Amerykańska strategia i szkocki startup

Już od ponad dwóch lat Centrum Badań i Rozwoju Straży Przybrzeżnej Stanów Zjednoczonych pod współpracuje Zelim, start-upem z siedzibą w Edynburgu w Szkocji. Celem współpracy jest wspólne badanie potencjalnych zastosowań i skuteczności technologii wykrywania i śledzenia wspomaganej sztuczną inteligencją w akcjach poszukiwawczo-ratowniczych.

To efekt wcześniejszych testów i przyjętej strategii. US Coast Guard już pięć lat temu  przeprowadza testy bezzałogowych pojazdów nawodnych. Straż Przybrzeżna USA przeprowadziła serię testów w celu oceny wydajności i potencjalnych zastosowań bezzałogowych pojazdów nawodnych (USV). Testy trwały 30 dni i odbyły się na wodach u wybrzeży Oahu na Hawajach. Miały one na celu zbadanie, w jaki sposób obecne i nowe technologie mogą zostać wykorzystane do poprawy świadomości w zakresie domen morskich w odległych regionach. 

Wykorzystanie AI w UAV do identyfikacji zagrożeń na morzu. Źródło: Zelim

- Nie ulega wątpliwości, że technologia autonomiczna to rozwijająca się branża, która ma ogromny potencjał usprawnienia operacji Straży Przybrzeżnej – powiedział po testach kmdr ppor. Blair Sweigart, dyrektor projektów z Centrum Badań i Rozwoju Straży Przybrzeżnej. Już wówczas podkreślał on konieczność wykorzystania AI: „W połączeniu z algorytmami sztucznej inteligencji, systemy bezzałogowe mogą zmienić zasady gry”. 

Wykorzystanie AI w UAV do identyfikacji zagrożeń na morzu Zelim film: 

Plan Strategiczny Straży Przybrzeżnej zakładał dokonanie „oceny nowych technologii, takich jak platformy bezzałogowe, sztuczna inteligencja, uczenie maszynowe, protokoły sieciowe, przechowywanie informacji i współpraca człowiek-maszyna, pod kątem możliwego wykorzystania w realizacji misji”. Testy przeprowadzone u wybrzeży Hawajów były częścią realizacji planu. 

Amerykańska Straż Przybrzeżna uważa, że dzięki swojej uniwersalności USV mogą zapewnić stałą świadomość domenową w odległych regionach Wyłącznej Strefy Ekonomicznej Stanów Zjednoczonych. Przeprowadzając demonstracje u wybrzeży Hawajów, zespoły zdobyły wiedzę z pierwszej ręki na temat tego, jak te zasoby mogą pomóc w ochronie wysp oraz kluczowych zasobów i siedlisk w całej Oceanii. 

Od kilku lat zespół inżynierów Zelim rozwija ZOE. To układ śledzenia i identyfikacji obiektów na morzu, który wykorzystuje sztuczną inteligencję. Służy do wykrywania i śledzenia wielu osób, łodzi lub obiektów docelowych na wodzie w dzień i w nocy, w każdych warunkach pogodowych. Oprogramowanie i urządzenia ZOE wspomagają operatora centrum. Zapewniają mu bieżące informacje o sytuacji na morzu stale skanując przeszukiwany akwen w poszukiwaniu anomalii i generując wizualne i dźwiękowe alerty.

AUV testowany przez U.S. Coast Guard. Źródło: U.S. Coast Guard Research and Development Center

Straż Przybrzeżna USA zakłada w swoim Planie Strategicznym konieczność wykorzystania szybko rozwijających się technologii, w tym sztucznej inteligencji i uczenia maszynowego, do potencjalnego wykorzystania w realizacji misji ochrony akwenów. Rozwiązania startupu ze Szkocji dają możliwość wykrywania, lokalizowania, charakteryzowania, identyfikowania i śledzenia osób lub obiektów w wodzie w czasie zbliżonym do rzeczywistego. 

Norwegowie stawiają na local content

Norwegowie tradycyjnie postawili na rozwiązania własnych firm. Blueye Robotics wyposaża całą flotę Norweskiej Straży Przybrzeżnej w zdalnie sterowane pojazdy podwodne (ROV) Blueye X3 już od prawie pięciu lat. Zdalnie sterowany pojazd podwodno-lądowy Blueye X3 jest wykorzystywany przez statek-matkę oraz łodzie typu MOB w kilku zastosowaniach. 

W lutym 2023 roku Norweska Straż Przybrzeżna otrzymała do dyspozycji Blueye Robotics X3 z czujnikami i wyposażeniem, takim jak DVL do pozycjonowania podwodnego, dwuczęstotliwościowy sonar wielowiązkowy do nawigacji i rozszerzonego pola widzenia oraz chwytak. Blueye ROV przewidywany jest przez dowództwo Straży Przybrzeżnej do wykonywania takich zadań, jak: 

• Zabezpieczanie dowodów przestępstwa przeciwko środowisku

• Poszukiwanie narkotyków lub innych przedmiotów na kadłubach statków

• Poszukiwanie osób zaginionych

• Inspekcja własnych jednostek pływających przed wypłynięciem z portu (poszukiwanie niepożądanych obiektów)

• Kontrola stanu i ochrona zabytków na dnie morza

• Inspekcje statków podejrzanych o zatrzymaniu się na mieliźnie

• Zastępstwo prostych operacji nurkowych

Blueye Robotics to norweska firma z siedzibą w Trondheim. Firma została utworzona przez inżynierów działających w laboratoriach renomowanego Centrum Autonomicznych Operacji i Systemów Morskich (AMOS) na NTNU. Od 2015 roku zespół koncentruje się na produkcji urządzeń morskich podwójnego przeznaczenia. 

Pierwszy model podwodnego ROV wprowadzono na rynek w 2019 roku. Od tego czasu dostarczono na rynek ponad 1000 systemów, które wykorzystywane są w działalności przedsiębiorstw i znajdują zastosowania militarne. Norweska straż przybrzeżna wykorzystuje go na pokładzie KV Bjørnøya. 

Robot Blueye X3 ROV z jednym ze statków Straży Przybrzeżnej na Svalbardzie. Źródło: The Norwegian Coast Guard

UAV - Tajne przez poufne

Informacje o wprowadzaniu nadwodnych i podwodnych dronów do ochrony morskich stref ekonomicznych, przeciwdziałania przestępczości, ochrony środowiska, walki z przemytem ludzi i narkotyków są ostatnio mocno przesiewane, a wręcz utajniane. Oznacza to, że morskie statki bezzałogowe się sprawdziły w działaniach związanych z ochroną akwenów i wybrzeży. 

Spektakularny przykład mamy z wprowadzania AUV przez Kuwejt. Statki (okręty) zostały zbudowane w całkowitej tajemnicy w dwóch brytyjskich stoczniach. Następnie przetransportowano je do Kuwejtu na pokładzie wyczarterowanych samolotów Antonow. Wystarczająco dużych, aby pomieścić zamówione AUV.  

Dodać jeszcze należy, że kompleksowy system nadzoru morskiego Kuwejtu obejmuje również sieć specjalistycznych wież obserwacyjnych wzdłuż wybrzeża państwa i jego wysp. AUV i systemy obserwacji włączone są w około 100 zdigitalizowanych układów nawigacyjnych. Cały system nadzoru zarządzany jest poprzez centra dowodzenia. W centrach dane są analizowane i wizualizowane w czasie rzeczywistym.

Przykład Kuwejtu, Norwegii, USA czy Kanady pokazuje, że ochrona stref ekonomicznych, dużych i małych portów i innej infrastruktury krytycznej nie obędzie się bez nawodnych i podwodnych AUV. Wyzwaniem będzie odporność tego typu systemów obserwacji, ochrony i obrony na cyberataki i ataki bezpośrednie. 

Wyzwaniem jest również system koordynacji SAR, ochrony granic i obrony wyznaczonych akwenów i infrastruktury krytycznej. To zadania dla strategów i taktyków wojskowych. Choć zapewne nie obędzie się bez najnowszej wiedzy interdyscyplinarnej na temat AI, uczenia maszynowego, VR, cyfrowych bliźniaków i technologii kwantowych i satelitarnych. 

Nawodne i podwodne drony chronią strefy ekonomiczne, granice morskie i wybrzeża. Jeszcze nie na Bałtyku. Jeszcze nie polskie.