Universitetets ukjente superlab
Avansert utstyr, kompliserte regnestykker og to glupe hoder er helt nødvendig for å løse et hverdagsproblem for skip som flytter last ute på urolige havområder.
På campus i Grimstad ligger en av verdens mest avanserte forsøksstasjoner i sitt slag. Nylig fikk Motion Lab utstyr for fem millioner kroner, noe som gjør at man har kan beregne kompliserte bevegelser ned til tusendels millimeter.
Det kommer naeringslivet til gode.
– Foreløpig finnes det teknologi som måler bevegelsene på skip og plattformer hver for seg, målet vårt er å lage et system som gjør at målingene snakker sammen mellom to enheter, forklarer Sondre Sanden Tørdal.
I en innegjerdet hjørne av en stor hall på Campus Grimstad står to plattformer på bevegelige bein, de kan simulere bevegelsene til både store og små bølger. Nylig kom også en svaert nøyaktig laser og avanserte kameraer på plass som gjør Motion Lab til en av verdens mest avanserte forsøksstasjoner av sitt slag.
– Jeg har for tiden et stipendiat her, hvor jeg forsker på bevegelseskompenseringen som må til for å flytte last fra fartøy til fartøy. Målet er å disputere høsten 2018, sier Tørdal.
På dypt vann
Se for deg at du er langt ute i Nordsjøen. Et skip har seilt ut for å levere last til et annet skip som ligger fast der ute, og skal ved hjelp av en kran løfte verdifullt utstyr fra det ene skipet til det andre. Bølgene slår, begge skipene gynger. Det er viktig at lasten ikke begynner å svinge eller lander med et smell på det andre skipet.
– Havet er spesielt utfordrende ettersom bølgemønsteret er tilfeldig, og skipene dermed beveger seg tilfeldig ovenfor hverandre. Jeg jobber med å beskrive problemstillingen matematisk, slik at vi kan utvikle en algoritme som styrer en robot som kompenserer for bevegelsene når de oppstår, forklarer Tørdal.
Teknologien kan også brukes til andre formål, som når vindmøller med store fundament skal plasseres forsiktig og nøyaktig på en dyp havbunn.
– Når man setter opp vindmøller ute i havet, plasserer man dem der det blåser mest. Der er det også gjerne svaert dypt, sier han.
Måler i mikrometer
Motion Lab åpnet i 2013, og ble finansiert av Universitetet i Agder, NORCOWE og Norges forskningsråd. Gjennom forskningsrådet fikk laben også midler til mer forskningsutstyr i 2016, som gjorde at en laser tracker og 17 kameraer kunne monteres like før jul.
– Dette utstyret gir oss mulighet til å gjøre svaert nøyaktige målinger, forteller Witold Pawlus som er teknisk leder på Motion Lab.
– Kameraene gir målinger med hele 1000 rammer per sekund, og laseren måler nøyaktig helt ned i mikrometer. En millimeter kan deles inn i 1000 mikrometer, dermed er dette et av de mest nøyaktige målesystemene i Norge. Grimstad er faktisk en av de første i hele Skandinavia som får dette utstyret. Til sammen har det kostet rundt fem millioner kroner, forteller han.
– Det finnes faktisk ikke en lignende lab i verden, legger Tørdal til.
Avansert matematikk
At laben er unik, skyldes iherdig programmeringsarbeid fra Tørdal de siste månedene. I utgangspunktet måtte det sju datamaskiner til for å styre alt utstyret, da ble det vanskelig både å betjene og få de ulike delene til å samarbeide.
– Jeg har brukt mye tid på å få dem til å snakke sammen. De må dele informasjon hvert fjerde millisekund, er de for sent ute virker ikke matematikken. Maskinene er nå samlet i ett skap, og betjenes fra en skjerm. Denne delen synes jeg har vaert spennende, det er litt som å drive med lego igjen, smiler han.
På toppen av den ene plattformen står en robot som etterligner kranen på et skip.
– Ved å regne ut vinkler i hvert ledd, kan den utføre en operasjon hvor lasten holder en konstant høyde til dekk selv om underlaget beveger seg. En rekke markører gjør at vi kan måle bevegelsene, og gjør det mulig å bruke matematikk til å oppnå det vi ønsker, forklarer Tørdal.
Testet livbåter
Studentene på UiA nyter også godt av utstyret på Motion Lab.
Den brukes i undervisningen på fakultet for teknologi og realfag sammen med professor Geir Hovland, i tillegg gjøres stadig forsøk fra industrien.
– I 2013 var det et selskap her som ønsket å teste en livbåt for å se om den var trygg nok å slippe når plattformen beveger seg. Den ble sluppet utfor den største av de to plattformene våre her inne, sier Witold Pawlus.
Laben samarbeider forøvrig med Christian Michelsen Reasearch i Bergen, som nå kjøper inn ytterligere en plattform. Denne blir flyttbar og vil vaere på plass i løpet av året.
– Ofte er utstyr som bør testes på denne måten for stort til å transporteres til Campus Grimstad. Da kan heller vi reise ut til kunden og teste. Det gir verdifulle data både for oss og dem, sier han.
Blir lagt merke til
For tiden er Tørdal i ferd med å skrive en artikkel om arbeidet sitt til konferansen Oceans’17 som arrangeres i Aberdeen i oktober. På en tidligere konferanse i Italia vant han pris for sin forskning.
– Det er ikke mange som vet hvordan man kan løse problemer med den type bevegelseskompensasjon som jeg jobber med, konseptet er rimelig nytt. Det er hva jeg vil kalle et hot topic. Og det er ikke bare en avansert problemstilling, det er også et problem som er viktig å løse. Mange firmaer har store utfordringer med akkurat dette, sier han.
Resultatet av forskningen som gjøres på Motion Lab i Grimstad kan derfor få betydning langt utenfor landegrensene. Pawlus ser at mange kan ha nytte av utstyret deres.
– Hovedkundene våre nå er maritim og offshore, men vi kan også utvide og se på andre samarbeidspartnere innen fly- og romfartsindustrien. Og her snakker vi ikke bare lokalt, men også globalt, avslutter den tekniske lederen.