Kapittel 6

Visjonen om det digitale havet – fra et hav av data til bærekraftig ressursforvaltning

Vi står overfor en revolusjon innen nye teknologier for innsamling og behandling av havdata. Hvilke teknologiske og ikke-teknologiske muligheter og utfordringer vil den bringe med seg?

Forfattere: Siri Granum Carson, Elisabet Haugsbø, Martin Ludvigsen, Per Lunde, Gisle Nondal, Arild Sundfjord

Hovedfunn i «Blue Paper #6 – Technology, Data and New Models for Sustainably Managing Ocean Resources»

Mangel på data begrenser vår forståelse av havet og hvordan det påvirkes av menneskelig aktivitet. Havpanelet har sett på hvordan den eksplosive utviklingen innen havdata og tilhørende teknologi påvirker våre muligheter til å sikre en bedre forståelse og forvaltning av havet og dets ressurser. Det er nødvendig for å nå målet om en bærekraftig havøkonomi, og for å få det til trenger vi nye forvaltningssystemer og en koordinert global innsats fra myndigheter og fra industri- og forskningsaktører. FNs havforskningstiår trekkes frem som en unik mulighet til et samordnet fremstøt for å forsere dagens barrierer og ta viktige steg i retning av helintegrerte havdatasystemer.

Det er kraftig vekst i de marine observasjonssystemenes antall og sammensetning, både på og under overflaten, i luften og i rommet. Dette gjør at stadig flere typer målinger kan gjøres i marine miljøer. Nye sensorsystemer er mindre og kan festes på små plattformer og fartøy, noe som sikrer lavere kostnader, økt ytelse og økt datatilgjengelighet.

De fysiske rammebetingelsene i havet gir tre store tekniske utfordringer: 1) energilagring og tilgang, 2) kommunikasjon og 3) navigasjon. Under vann finnes ingen god ekvivalent til wifi, 4G/5G og GPS. Selv om teknologien ikke har samme fremgang eller potensial som på landjorda, har antallet observasjonssystemer i form av skipsbaserte instrumenter, bøyerigger, driftere og ubemannede systemer både over og under vann økt eksponentielt de siste tre tiårene. Utviklingen av mikroelektronikk har gjort det mulig å måle flere havparametere direkte, for eksempel oppblomstring av giftige alger, forurensning og menneskelig aktivitet som fiskeri. Slike observasjonssystemer kan kobles sammen til nettverk i samarbeid mellom myndigheter og industri.

Det finnes imidlertid også hindringer av ikke-teknisk art, blant annet fragmenterte maritime næringer og mangel på standarder og insentiver for innovasjon, slik at det i stor grad utvikles ikke-generaliserbare løsninger til bruk for å besvare spesifikke vitenskapelige spørsmål. Rapporten peker på seks kritiske steg som må tas for å realisere visjonen om det digitale havet:

  1. Etablering av et globalt datanettverk som gir bred og automatisert tilgang til havdata, og som løser problemet med fragmenterte datamengder.
  2. Myndighetskrav om at data i all hovedsak er fritt tilgjengelige og anvendelige for alle, med mindre sterke sikkerhets-, eiendoms- eller andre hensyn tilsier noe annet.
  3. Tilrettelegging for et «Havets IoT (Internet of Things)» ved at industri, forskere og myndigheter sammen skaper et avansert sensornettverk som gir høyoppløselig sanntidsinformasjon om havet.
  4. Økt tilgjengelighet av sanntidsdata fra havet gjennom bruk av autonome eller fjernstyrte fartøy. Myndighetene kan legge til rette for økt tillit til denne typen data ved å skape insentiver for åpenhet og regeloverholdelse.
  5. Privat-offentlig samarbeid om insentiver for innovasjon, blant annet ved å etablere teknologiklynger og støtte opp under innovative forretningsmodeller som kombinerer kommersielt potensial og muliggjør bedre forvaltningssystemer.
  6. Investering i havteknologi som ikke har direkte kommersielt potensial, ved hjelp av innovative finansieringsinstrumenter.

Hva kan Norge tilby – og hvor må vi sette fart?

Norge forvalter verdifulle ressurser i et havområde som er mellom seks og syv ganger større enn vårt landareal. Som nasjon har vi et stort ansvar for og en egeninteresse av å bidra til utviklingen av teknologi og datasystemer for bærekraftig havforvaltning. Velferdsstaten Norge er i stor grad basert på utnyttelse av ressurser fra havområdene, og vi er avhengige av å finne muligheter for fortsatt å benytte oss av disse ressursene på en bærekraftig måte. Både på det teknologiske og det ikke-teknologiske området har Norge mye å bidra med i virkeliggjøringen av visjonen om det digitale havet.

Overordnet er de maritime næringene dominert av små selskaper som betjener en nisje med moderat konkurranse. For å få til teknologiske løft og skifter kreves det tilrettelegging for samarbeid, enighet om tekniske grenseflater og en nedbygning av teknologiske terskler som gir lock-in-effekter for både maskinvare og programvare.

Norge er verdensledende i utviklingen av autonome fartøy, og vi har i dag flere konkrete autonomiprosjekter enn noe annet land. Førerløse og ubemannede farkoster både over, på og under overflaten er under full utvikling, og det samme er systemer som gjør at disse kan kommunisere med hverandre. Norge ligger også i front innen utvikling av sensorteknologi for måling og overvåking av undervannsmiljø og -installasjoner. Slike eksempler er et resultat av klare behov og flere tiårs systematisk utvikling innen viktige havnæringer som petroleum, fiskeri og havbruk samt et tett samspill mellom industribedrifter, forskningsinstitusjoner og myndigheter. Vi ser stadig eksempler på at teknologi som er utviklet i olje- og gassbransjen, benyttes på nye områder, også havbruk og havvind. Et godt eksempel på privat-offentlig partnerskap er samarbeidet mellom Kongsberg Maritime og Havforskningsinstituttet gjennom mer enn 50 år, som har resultert i verdensledende utstyr og metodikk som løsning på norske og internasjonale myndigheters behov for estimering og regulering av marine fiskeriressurser. Andre gode eksempler er Norwegian Innovation Clusters og Katapult-ordningen. Det er etablert en rekke klynger på feltet, deriblant NCE Maritime CleanTech, Ocean Autonomy Cluster, GCE Ocean Technology og NOSCA Clean Oceans. Heller enn å etablere enda flere klynger er det i Norge behov for et tettere samarbeid mellom de miljøene som allerede eksisterer. Slik kan vi bygge et norsk havlandslag.

Gjennom tverrfaglige nasjonale samarbeidsprosjekter som Arven etter Nansen viser vi vei når det gjelder samordning av målsettinger og ressurser for å få til omfattende kunnskapsløft. Det er viktig å få på plass et tett og tillitsbasert samarbeid mellom industri og offentlige aktører og å skape insentiver som gjør det mer lønnsomt å dele data trygt (det vil si at de opphavsmerkes) og i et standardisert format. Et system som sikrer at deling av data utløser midler, for eksempel til videre analyse av datasettene eller videre utvikling av observasjonsteknologien, vil motivere til å sikre både høy kvalitet på datainnsamlingen og effektiv deling. Videre må det legges til rette for et skalerbart og flerbruksorientert IoT, noe som vil kreve omfattende offentlige investeringer og tilrettelegging i form av standarder og krav. På et overordnet plan mangler vi gode nasjonale standarder for datahåndtering og for oppbygging av dataplattformer. Innen havbruksnæringen gir Aquacloud-prosjektet for håndtering av lakselus en pekepinn på hvordan dette kan organiseres.

Havforvaltning har historisk sett vært relativt statisk og avhengig av faste områder, sesonger og kvoter. Den teknologiske revolusjonen muliggjør en mer dynamisk forvaltning som er lettere å oppdatere, og som har et mer visuelt uttrykk. Norge har et stort behov for bedre beslutningsgrunnlag for myndigheter og havnæringer. Drevet av behov innen havnæringene kan myndighetene i samspill med industribedrifter og forskningsinstitusjoner bidra til større grad av sensor-autonomi, oppladbar batterioperasjon, effektive løsninger for datakompresjon og trådløs datakommunikasjon, og økt fleksibilitet for automatisert og sikker datainnsamling i tid og rom, også i områder uten infrastruktur.

For å observere tilstanden i havet er det behov for at teknologiutviklingen akselereres på tvers av de maritime bransjene. For at data som samles inn, skal få størst mulig verdi, er det viktig at informasjonen gjøres tilgjengelig for både forvaltning og industri. Dette vil gjøre det mulig å utvikle ny bærekraftig næring og et kunnskapsbasert forvaltningsregime.

Bilde1

Figur 1. Eksempler på elementer i fremtidens "Underwater Internet of Things" (UIoT). Ref: Leape, J., M. Abbott, H. Sakaguchi et al. 2020.

Veien videre – fire handlingspunkter

  • Det må opprettes en standard for dataformater, slik at alle data som deles, blir søkbare, sammenlignbare og kombinerbare. Når flere bidrar med sine havdata i et felles nettverk, vil mer verdi skapes i nettverket. Det må lønne seg å dele data, også for industrien. Norske aktører har et særlig ansvar for å bidra til å tette hull i overvåkingsnettverket i våre havområder samt de norske interesseområdene i Polhavet og Sørishavet.
  • Det må satses på skalerbare og ikke-proprietære flerbrukssystemer, slik at kostnadene deles på flere. En forutsetning for et effektivt IoT for havet er at det utvikles felles åpne internasjonale standarder for undervannskommunikasjon. Norsk engasjement på dette området er nødvendig. Økt innsats for oppladbar batterioperasjon og datakompresjon/kryptering i sensorene vil muliggjøre fleksibel utplassering av sensorer og kommunikasjonsutstyr, for eksempel ved bruk av undervannsdroner og uten krav til øvrig infrastruktur. Det er en rekke essensielle miljø- og økosystemvariabler som ennå ikke kan observeres med små og lite energikrevende sensorer, og det må derfor satses videre på sensorutvikling, slik at fullverdig autonom overvåking kan dekke hele behovet for slike data.
  • Det må bli lettere å få tak i, forstå og jobbe med data som ligger til grunn for havforvaltningen, slik at kunnskapen lettere kan overføres fra forskning til forvaltning, og i siste instans til aktørene i havrommet. Estimering av usikkerheten i måledata som etter overføringen lagres i skyen, er sentralt for å kunne si noe om påliteligheten i dataene som brukes som beslutningsunderlag. For å ha tillit til data innsamlet gjennom IoT står datasikkerhet sentralt, samt sporbarhet til dataenes opprinnelse og eventuell behandling før og etter opplasting og lagring.
  • Myndighetene bør prioritere fremtidsrettede, teknologifremmende forskrifter som har som mål å fremme innovasjon rundt sanntidsovervåking av fiskeri, fraktutslipp, mineralutvinning, kystutvikling og forsøpling.

Referanser

Leape, J., M. Abbott, H. Sakaguchi et al. 2020. Technology, Data and New Models for Sustainably Managing Ocean Resources. Washington, DC: World Resources Institute. www.oceanpanel.org/Technology-data-and-new-models-for-sustainably-managing-ocean-resources