Läänemere põhjas lookleb sadu kilomeetreid elutähtsat taristut alates elektri- ja kommunikatsioonikaablitest kuni gaasitorudeni. Veealune taristu on kriitilise tähtsusega nii igapäevaseks eluks kui ka turvalisuse aspektist.

Sellise infrastruktuuri maht on kiiresti kasvamas. Näiteks on ainuüksi Euroopas lähiaastatel kerkimas kümneid uusi avamere tuuleparke. Kui varem olid veealused taristud enamasti nähtamatud ja märkamatud, siis hiljutised juhtumid Nord Streami, Balticconnectori gaasitoru ja erinevate sidekaablitega on näidanud, et veealuse infrastruktuuri turvalisus vajab suuremat tähelepanu.

Taristu täielik kaitsmine looduslike või inimese poolt tahtlikult või tahtmatult tekitatud kahjustuste vastu on kas väga kallis või võimatu. Lahenduseks on taristu pidev monitoorimine. Paraku on selge, et kaasaegse tehnoloogia abita inimene sellist taristut valvata ei suuda. Üle jääb põhimõtteliselt neli vajadusel üksteist täiendavat varianti.

1. Veealune sensoorika: kõrvad allpool veepinda

Merepõhja, veealusele taristule või selle lähedusse hõljuma paigaldatud sensorid, mis tuvastaksid tavapärasest erinevad tegevused ja häiringud. Need andurid annaksid infot reaalajas, pakkudes pidevat teavet veealuse keskkonna muutuste kohta.

Nagu iga lahenduse puhul, on ka sellel oma väljakutsed. Suured tormid ja merepõhja pidevad muutused võivad põhjustada valehäireid või sensoreid kahjustada. Veealuste sensorite energiaga varustamine ja andmehõive on keerukas ja kulukas. Ilmselt ulatuks sellise valvelahenduse väljaehitamise maksumus miljonitesse eurodesse ka suhteliselt väikesemahulise taristu korral. Sellele lisanduvad jooksvad kulud.

2. Allveedroonid: veealuse maailma spioonid

Allveedroonid on väikesed, kuid võimekad veealused robotid, mis on varustatud sonarite, kaamerate ja erinevate sensoritega. Nende paindlikkus võimaldab neil kiiresti reageerida ja suhelda veealuse maailmaga.

Raadioside puudumine sügavas vees võib aga tekitada juhtimisprobleeme, kui droon on oma baasjaamast kaugel. Samuti muudab selliste droonide kõrge hind nende kaotamise eriti valulikuks.

3. Autonoomsed robotlaevad: merel patrullivad robotid

Robotlaevade võimekus töötada 24/7 teeb neist ideaalsed valvurid. Näiteks võib ette kujutada, kuidas autonoomne laev teeb sonariga igapäevaseid kontrolle Estlinki kaablite üle Soome ja Eesti vahel, tuvastades muutusi ja registreerides kahtlast allveemüra. Lisaks kogutud andmetele tekitaks sagedane monitoorimine ka heidutava efekti.

Robotlaev ei tunne igavust, ei väsi ega tee ka inimlikke navigatsioonivigu. Robotlaevad on suhteliselt odavad, väikese keskkonnajalajälje ja väikeste opereerimiskuludega.

4. Mereliikluse jälgimine: silmad ja kõrvad vee peal

Ühe tõusva trendina meretaristu turvalisuses näeme tehisintellekti, radarite, satelliitpildi ja täiustatud sidesüsteemide integreerimist mereliikluse reaalajas monitoorimiseks.

Need tehnoloogiad lubavad luua dünaamilist ja üksikasjalikku pilti tegevusest merepinnal, tuvastades kõrvalekaldeid normaalsest liiklusmustrist. Ühendades need süsteemid keskse koordineeriva juhtimiskeskusega saab praktiliselt kohe märgata, kui mõni laev peatub kahtlaselt lähedal kriitilisele infrastruktuurile.

Kui tehisintellekt tuvastab sellise kõrvalekalde, võib juhtimiskeskus sekkuda, suheldes otse laevaga või saates patrulli kohapeale. Lisaks aitab see süsteem vähendada inimlikke vigu, pakkudes samal ajal reageerimiseks kiiremaid ja tõhusamaid viise, mis omakorda suurendab kogu Läänemere turvalisust.

Eesti võimalus

Allveetaristu monitoorimiseks on lisaks täpselt ja iseseisvalt navigeerivale robotlaevale vaja ka masinõppel põhinevat sonari- või kaamerapildi töötlust, mis tuvastab muutusi võrreldes varasema mõõtmisega.

Sellised algoritmid tuvastavad kahtlased objektid ning registreerivad muutuseid kas taristus endas või merepõhjas taristu läheduses. Tuvastatud anomaaliate tõlgendamine jääb vähemalt esialgu robotlaeva operaatori ülesandeks ning vajadusel saab anomaaliat lähemalt uurida juba allveerobotite või tuukritega. Sonari infot saab vajadusel täiendada allveeakustikaga, mis aitab tuvastada kahtlasi helisid ning teiste droonide liikumisi.

Tehniliselt ühendab autonoomsetel süsteemidel põhinev monitoorimislahendus endas mitmeid kiirelt arenevaid distsipliine alatest tehisintellektist, masinõppest ja küberturvalisusest kuni satelliitidel põhineva täppisnavigeerimiseni.

Eesti on pika rannajoonega kompaktne riik, mida juba ümbritsevad või hakkavad ümbritsema mitmest suunast erinevad kriitilise tähtsusega veealused ühendused. Kohalik tehniline ekspertiis aktiivse meretööstuse ja meretehnoloogia kompetentsidega annab meile vajaliku baasi sobiva autonoomse lahenduse väljatöötamiseks.

TalTechi hargettevõte MindChip juba arendab autonoomsetel robotlaevadel põhinevaid lahendusi, mida on saab kohandada ka allveetaristu monitoorimiseks. Samuti on Eestis teadusasutusi ja ettevõtteid, mis tegelevad mererobootika, allveerobotite ja veealuse sensoorika arendamisega. Selline teadus- ja arendustegevus ei oleks pelgalt spetsiifilise monitoorimisülesande lahendamine, vaid aitaks meil liikuda samas suunas kiirelt areneva mere- ja sinimajandusega.

Taristu turvalisuse seiramise lahendusi saab üksiti kasutada ka merekeskkonna laiemaks uurimiseks ning avamere tuuleenergeetika ja vesiviljeluse teenindamisel. Aina targemaks muutuv tehisintellekt võib avada merel rakendusvaldkondi, mida me praegu veel ette ei oska näha.

Merelised tegevused Läänemerel hoogustuvad lähiaastatel ja toovad endaga kaasa aina uusi väljakutseid inseneriteadustele. Osaledes vahetult nende väljakutsete lahendamisel uute tehnoloogiate abil panustame me kasvavatesse sektoritesse ja loome kriitilise tähtsusega kompetentse just siia, Eestisse.