İTÜ’nün otonom gemi çalışması suya indi

İstanbul Teknik Üniversitesi (İTÜ) bünyesinde yürütülen çalışmalarla “otonom gemi” teknolojisine yönelik önemli kazanımlar elde edildi.

Kara ve hava araçlarında otonominin belirli bir seviyeye ulaşmasının ardından, son zamanlarda dünyayla beraber Türkiye’nin de gözü otonom deniz araçlarına çevrildi. Gerek sivil gerek askeri kapsamda önemli uygulama alanları bulunan otonom gemiler üzerine özellikle İskandinav ve Uzak Doğu ülkelerinin ileri çalışmaları bulunuyor. İTÜ bünyesinde bu alandaki öncü çalışmalar Gemi İnşaatı ve Deniz Bilimleri Fakültesi’nde yürütülüyor.

Yürütücülüğünü Doç. Dr. Ömer Kemal Kınacı’nın üstlendiği “Uzaktan kumanda ile sevk edilebilen bir gemi modelinin sayısal ve deneysel hidroakustik analizi” başlıklı TÜBİTAK 1001 Projesi’nin İTÜ Gölet testleri başarıyla gerçekleştirildi. Projede, kontrol sistem tasarımları üzerine önemli çalışmaları bulunan Dr. Öğretim Üyesi İsmail Bayezit de araştırmacı olarak yer alıyor.

Otonom gemi yolunda ilk adımlar

Proje kapsamında geliştirilen model ölçekli gemi uzaktan kumanda ile kontrol ediliyor. Pervane devri ve dümen açısı için istenen değerler gemiye uzaktan iletilebiliyor. Geminin tüm dinamiklerinin önceden hesap edilmesiyle gemi manevra sırasında hedef konuma en kısa sürede ve en kısa yoldan otonom sevk edilebiliyor.

İTÜ Gölet’teki testlerde 4,5 metre uzunluğundaki test gemisinin su altı gürültüsü ve manevra kabiliyeti ölçüldü. Testlerde alınan sonuçların daha önce gerçekleştirilen sayısal simülasyon sonuçlarıyla çok uyumlu olduğunu belirtildi. Bu projenin çıktılarıyla deniz araçlarının otonom kontrolü ve dinamik lokalizasyonu, SLAM algoritmalarının geliştirilmesi, gemi hareket kabiliyetinin tasarım aşamasında gerçeğe çok yakın olarak belirlenmesi, itici pervanelerdeki güç dağılımının optimizasyonu, su altı gürültüsünün önceden tespit edilebilmesi ve gerektiğinde azaltılabilmesi mümkün olacak.

Proje, farklı disiplinlerden araştırmacıları bir araya getiriyor. Tümü İTÜ’de lisansüstü öğrencileri olan Gemi İnşaat Mühendisi Öğretim Görevlisi Cihad Delen, Uçak Mühendisi Araştırma Görevlisi Rahman Bitirgen ve Bilgisayar Mühendisi Afşin Baran Bayezit projede bursiyer olarak görev alıyorlar.

Askeri ve sivil alanda katkı sağlayacak

İTÜ Gemi İnşaatı ve Deniz Bilimleri Fakültesi Doç. Dr. Ömer Kemal Kınacı, yaptığı açıklamada, dünyadaki çalışmaların çoğuna benzer şekilde Türkiye’de de bu tür çalışmaların “deneme / yanılma” usulüyle yürütüldüğünü söyledi.

Gemilerde farklı türlerde sensörler yer aldığına değinen Kınacı, yürüttükleri çalışmanın yenilikçi unsurlarına ilişkin şu bilgileri verdi:

“Gemi, sensörlerden aldığı verilere bağlı olarak karar veriyor, ancak gemi ‘kendi dinamiklerini’ bilmiyor. Örneğin, geminin hedef noktası var ve bu noktaya varmak istiyor. Gemi, sensörlerden aldığı verilerle sürekli deneme yanılma yaparak hedefini tutturup tutturamadığını kontrol ediyor ve o şekilde ilerliyor. Pervanesini hangi devirde döndürürse ne kadar hızlı gideceğini, dümeni hangi açıda çalıştırırsa ne kadar dönebileceğini kestiremiyor. Aslında gemi bu durumda ‘kendi kararlarını kendi alamıyor. Bizim çalışmamızın farkı şu: Gemi kendi dinamiklerine tümüyle hakim. Deneme/yanılma yapmasına gerek yok çünkü içindeki matematik model sayesinde hangi operasyonu nasıl gerçekleştireceğini biliyor. Geliştirdiğimiz gemilere, kendi dinamiklerini matematik modeller ile yüklüyoruz. Bu durumu askeri açıdan ele alacak olursak şöyle bir avantajı var: Örneğin denizaltıların düşman gemilerine karşı hamle üstünlüğü bulunuyor. Ancak doğru noktadan doğru atışı yapamayıp hedefi tutturamazsa bu üstünlüğünü kaybeder. Biz çalışmalarımızda askeri gemilerimizin bu üstünlüğünü koruyabilmesi için çalışıyoruz.”

Çalışmanın sivil alanda da katkı sağlayacağını vurgulayan Kınacı, “Kendi dinamiklerini bilen bir gemi ‘plan yapabilme’ kabiliyeti kazanır. Deneme yanılma yapmasına gerek kalmayacağı için hedef etrafında sürekli dönmesine gerek kalmaz. Hedef noktaya en kısa yoldan varabilir. Bu da yakıt sarfiyatında önemli kazanç sağlar. Ayrıca ticari gemilerin günlük masrafları göz önünde bulundurulduğunda zaman maliyeti de hesaba katılmalıdır. ‘Plan yapabilen’ bir gemi hem zamandan hem de paradan tasarruf ettirir.” diye konuştu.

İnsan gözetiminde otonom gemi

İstanbul gibi dar su yolunun iki tarafına kurulan bir şehrin her zaman deniz kazası tehlikesi altında olduğuna dikkati çeken Ömer Kemal Kınacı, şu değerlendirmelerde bulundu:

“En son Süveyş Kanalı’nı kapatan gemi örneğinde de gördüğümüz üzere insan kaynaklı hatalar büyük tehlikelere yol açabilmektedir. İdeal çözümün insan gözetimi altında otonom hareket edebilen gemiler olduğunu düşünmekteyim. Bu durumda gemi kendi rotasını belirleyecek ancak bu işlemleri bir operatör gözetimi altında yapacağından kaza riskleri asgari düzeye inecektir. İşin askeri tarafına bakacak olursak, otonom gemiler görevli askeri personelimizin korunması demektir. Bir denizaltı için görevli personel yetiştirmek ülkelere büyük yük getirmektedir. Ayrıca beklenmedik durumlarda bu personelin hayatta kalma şansı oldukça düşüktür. 1953 yılında batan Dumlupınar denizaltısının acısı hala belleklerimizde tazedir. Dolayısıyla bu tip operasyonların insansız gerçekleştirilmesi manevi açıdan da çok önemlidir.“

İnsan faktörü ve kötü hava koşullarına teknolojik çözüm

Kınacı, 2010 yılında yapılan bir çalışmaya göre yüzde 40’lık payla deniz kazalarının en büyük nedeninin insan kaynaklı olduğunu, bunu yüzde 33 ile kötü hava koşullarının izlediğini söyledi.

İnsan faktörünün asgariye indirilmesi en büyük deniz kazası nedenini ortadan kaldıracağını vurgulayan Kınacı, “Bunun yanında üzerinde çalıştığımız gemi hareket matematik modellerinde kötü hava koşulları da bir bileşen olarak ele alınmaktadır. Kendi dinamiklerini bilen bir gemi kötü hava koşullarında nasıl davranması gerektiğini bilerek ya en optimum kararı verecek ya da operasyonu tamamen durduracaktır.” dedi.

NATO’nun da gündeminde

Geliştirilen model geminin öncelikle bir test aracı olarak kullanmasının planlandığını belirten Kınacı, bunun için ASELSAN ve Sefine Tersanesi gibi bazı kurum ve kuruluşlarla iletişim halinde olduklarını söyledi.

Ayrıca katılımcısı olduğu NATO’nun AVT-348 panelinde rüzgar, akıntı ve dalga gibi dış etkenler altında gemi hareket modellerinin geliştirilmesini tartıştıklarını ifade eden Kınacı, “Dolayısıyla kullandığımız matematik modeller her gemi için uygulanabilir. Bu proje öncesinde dinamik konumlandırma sistemleri, su altı füzeleri ve torpidolar için de teorik altyapı geliştirdik. Danışmanlık hizmeti verdiğimiz ilgili kuruluşlar çalışmalar tamamlandığı zaman ürünlerinin lansmanlarını yapacaklardır.” bilgisini paylaştı.