Studentprosjekt viser vei
til fremtidens havbruksnæring

30.10.2018 | Tekst og foto: Anne Grete Nordal

– Blockchain, kunstig intelligens og digitale tvillinger kan revolusjonere havbruksnæringen – gjøre den miljøvennlig, mer effektiv i omsetningsleddene og ta vare på fiskens helse, spår NTNU-studentene Elisa Elmies, Sondre Myrberg og Oscar Kierulf.

Om fisk, blockchain og digitale tvillinger: NTNU-studentene Elisa Elmies, Sondre Myrberg og Oscar Kierulf samarbeidet på et sommerjobbprosjekt i Atea i sommer som dreide seg om digitalisering i havbruksnæringen. Tekna synes prosjektet var så interessant at de har bedt studentene holde innlegg på Teknas Havbrukskonferanse 6. november.

Hva betyr digitalisering for havbruksnæringen i Norge? Dette var oppgaven de tre NTNU-studentene Elisa Elmies innen marin teknikk, Sondre Myrberg i kybernetikk og Oscar Kierulf innen Ingeniørvitenskap & IKT fikk seks uker på å løse i sommerjobben i Atea. Nå skal svaret presenteres for deltakerne på Teknas Havbrukskonferanse i Trondheim 6. november der studentene skal holde innlegg, sammen med forretningsansvarlig for Havbruk i Atea, Trond Henriksen.

Ydmyk overfor bransjen

Når Tekna Magasinet møter de tre studentene vel en uke før foredraget, forteller de at de ble overrasket, men synes det er gøy å bli spurt. – Det tyder på at Atea har sett nytten av jobben vi gjorde i sommer, sier Sondre Myrberg. Alle tre føler en ydmykhet overfor forsamlingen. – Tidligere har vi jo snakket til IT-folk i Atea. Nå skal vi snakke til eksperter fra næringen. Det blir spennende, synes de.

Etter først å ha studert marinbiologi i tre år, for så å gå over til marin teknikk med spesialisering i mekatronikk, var oppgaven superrelevant for Elisa Elmies. – Jeg er veldig interessert i alt innen havromsteknologi, og skriver nå masteroppgave om «digitale tvillinger» av havvindturbiner. Digital tvilling ble jo også en av tre overordnede hovedløsningene vi så på i sommerprosjektet, sier hun.

Oppgaven var også midt i blinken for Sondre Myrberg som etter først å ha gått på biomedisinsk kybernetikkstudier, byttet til fiskeri- og havbrukskybernetikk. – Dette er ganske smalt. Vi er bare 3-4 studenter som går på dette. Med en sterk fiske- og friluftsinteresse i tillegg, er han også personlig opptatt av hvordan oppdrettsnæringen påvirker villfisk.
Oscar Kierulf som går 4. året på Ingeniørvitenskap & IKT, spesialiserer seg innen produksjonsledelse, og interesserer seg generelt for digitalisering innen verdikjeder i ulike næringer.

Med hvert sitt faglige utgangspunkt måtte alle sette seg grundig inn i alle sider ved næringen, både biologiske, anleggstekniske og driftsmessige forhold, dessuten marked, salg og transport. Det inkluderte også flere turer til oppdrettsanlegg rundt omkring i landet.

– Utgangspunktet for oppgaven var at næringens verdi skal femdobles innen 2050. Vi så på hvilke løsninger som må til for at dette skal kunne skje på en bærekraftig måte, sier de tre.
– Digitalisering er den store trenden i alt for tiden. Vi valgte å fokusere på tre overordnede hovedløsninger for havbruksnæringen. De er blockchain, maskinlære og digitale tvillinger.

Blockchain forenkler

Oscar Kierulf forklarer at blockchain kan handle om å dele data på en desentralisert og trygg måte.
– Med blockchain kan siloer og sorte bokser med data åpnes opp for hele verdikjeden uten at hver enkelt aktør mister kontrollen over sine egne data. Dataene vil være desentralisert og distribuert over hele verdikjeden, og aktøren vil kunne velge hvem som får tilgang til hvilken data som fôring, biomasse, lusetelling etc. Samtidig kan blockchain åpne opp for større grad av gjennomsynlighet (transparancy) i alle ledd, noe som kan øke tilliten hos kunden. Ved å lese av noe så enkelt som en QR-kode, kan kunden for eksempel få vite hvilket anlegg fisken kommer fra, få informasjon om tidslinje, opphav, genetikk, settefiskanlegg, om fisken er vaksinert, hvor den er slaktet og hvordan den er transportert.

Kryptering sikrer dataene og sørger for at data som dokumentasjon mot myndigheter og i alle omsetningsledd ikke kan jukses med, i tillegg vil dokumentasjon og data på blockchain automatisere og effektivisere daglige prosesser blant alle aktører.
– Denne teknologien kommer det stadig mer av i mange næringer – også i havbruksnæringen er vår spådom, sier Kierulf.

Digitalisering er den store trenden i alt for tiden. Vi valgte å fokusere på tre overordnede hovedløsninger for havbruksnæringen. De er blockchain, maskinlære og digitale tvillinger.

Maskinlære ser mønstre

– Innen automatisering og styresystemer kommer det til å skje mye, tror de tre studentene. En hovedtrend her handler om maskinlære. Innsamlet informasjon ved sensor- og kameraovervåking, vil behandles av datamaskiner som selv finner mønstre som ikke kan gjøres ved manuell overvåking. Det kan for eksempel være lusetelling som i dag gjøres ved å ta stikk-kontroller av fisk. Hvis lusetelling gjøres ved kameraovervåking, og sammenstilles med andre parametere, kan datamaskinen for eksempel lære å se mønstre som kan predikere at nå vil det skje en oppblomstring av lus.
– Maskinlære kan også brukes til å finne ut optimale tidspunkter for fôring. Når fisken er sulten, går den opp til overflaten. En datamaskin kan registrere overflateaktivitet og utfra mønstre i dette, selv kunne finne ut når og hvor mye det skal fôres, og sette i gang automatiske systemer for fôring.

Digital tvilling i sanntid

Den tredje løsningen studentene så på var såkalt digital tvilling – Dette er kjempefascinerende, sier Elisa Elmies. En digital tvilling er en digital representasjon av et fysisk system og dets omgivelser i sanntid. For å oppnå dette brukes sensorikk, data, matematiske modeller og algoritmer som er tilpasset de kravene systemet og kunden har. For havbruksnæringen kan man se for seg en merd som er instrumentert med sensorer for å måle alt fra fysiske krefter i selve konstruksjonen og forankringssystemer til miljømessige, biologiske og kjemiske parametere.

Man trenger altså ingen mennesker til å notere og registrere verdier. Samtidig har man kontinuerlig tilgang til en tredimensjonal modell i et dataprogram som oppfører seg på samme måte som den virkelige merdkonstruksjonen.
– Når for eksempel strekk-krefter i forankringssystemet registreres, går informasjonen inn i den digitale modellen som dermed endrer kraftfordelingen i hele konstruksjonen. Er det satt en grense for hva som tåles av strekk-kraft, kan dette for eksempel varsles ved at elementet skifter farge til rødt i modellen. Lignende systemer kan man tenke seg for biologiske data som gir en kontinuerlig digital helsesjekk av fisken.

– Slike digitale tvillinger gjør at anlegg i større grad kan drives fra land, og dermed gi et tryggere arbeidsmiljø for ansatte, sier Elisa Elmies. Hun tror visuelle fremstillinger basert på digital tvilling kan lette kommunikasjonen mellom biologer, kjemikere, ingeniører og IT-folk i havbruksnæringen.

Selskapene er «på ballen»

Om de selv kommer til å jobbe i næringen er studentene usikre på. Det avhenger av mange ting. – jeg har inntrykk av at stadig flere studenter velger fag rettet mot havbruk, sier Elisa Elmies som tror det blir veldig tilfeldig om hun havner i den bransjen. Sondre Myrberg er også usikker. Han synes det hadde vært spennende å være med fra starten og forme denne næringen som ennå er ganske umoden på mange måter.
– Mange aktører har bare utvidet og utvidet, og det har oppstått uheldige miljømessige og fiskehelsemessige problemer. I motsetning til landbruket der alt er regulert, har det vært mer fritt fram i havbruksnæringen. Vi tror bransjen er på rett vei nå med strengere regulering, sier han.
Oscar Kierulf er også usikker på om han havner i denne bransjen. Alle tre synes det har vært en utfordrende bransje å ta tak i. – Vi ser at det skjer mye, og at de store selskapene virkelig er «på ballen» nå med nye bedre teknologiske løsninger, sier de.

Les også