Store skjermer, avanserte kontrollsystemer og stadig mer automatisering preger moderne skipsbroer. Men ny teknologi gjør ikke nødvendigvis sjøfarten tryggere. Tvert imot viser forskning at dårlig designede brukergrensesnitt, alarmer og arbeidsmiljøer kan øke risikoen for ulykker, særlig når navigatøren står alene på nattevakt.

En splitter ny passasjerferge med topp moderne utstyr. Broen er lys, ryddig og fylt med skjermer og digitale kontrollsystemer. Ved første øyekast ser alt ut til å representere fremtidens sjøfart.

Likevel oppdager en erfaren kaptein raskt et problem: Flere av skjermene kan ikke dimmes tilstrekkelig om natten. Det sterke lyset ødelegger nattsynet, som er avgjørende for sikker navigasjon i mørke farvann. Løsningen om bord er improvisert, papirark og plakater teipes over skjermene.

Det kan høres trivielt ut, men slike små detaljer kan få store konsekvenser.

– Vi har lenge hatt kunnskapen som trengs for å lage skipsbroer som er bedre tilpasset menneskers styrker og begrensninger. Utfordringen er at denne kunnskapen fortsatt brukes for lite og for sent i utviklingsprosessene, sier Ole Andreas Alsos, professor i interaksjonsdesign og leder for Shore Control Lab ved NTNU.

Ole Andreas Alsos, professor i interaksjonsdesign og leder for Shore Control Lab ved NTNU. Foto: Lars Bugge Aarset/Fremtidens Industri

Ulykker handler sjelden bare om menneskelige feil

Tradisjonelt har mange maritime ulykker blitt forklart med «menneskelig svikt». Forskningen peker imidlertid på at feilhandlinger ofte er symptomer på dypere problemer i samspillet mellom mennesker, teknologi og organisasjoner.

I boken Safety by Design: Human-Centered Approaches to AI, Automation, and Remote Operations, analyseres en rekke kjente sjøulykker gjennom å se på et Human Factors-perspektiv.

Blant hendelsene som trekkes frem er forliset til KNM Helge Ingstad, maskinhavariet på Viking Sky, kollisjonen mellom forsyningsskipet Sjøborg og Statfjord A, samt grunnstøtingen til containerskipet NCL Salten i Trondheimsfjorden.

Til tross for ulike årsaksforhold viser ulykkene flere felles trekk. Operatører utsettes ofte for høye mentale belastninger, samtidig som viktig informasjon er spredt på mange skjermer.

Alarmsystemer genererer så mange varsler at de etter hvert blir ignorert, automatiserte systemer kan opptre uforutsigbart, og skipsbroer er ikke alltid utformet på en måte som støtter samarbeid og kommunikasjon mellom besetningsmedlemmene.

– Når vi gransker alvorlige hendelser, ser vi ofte at fokus havner på personen som gjorde en feil. Men mennesker opererer alltid innenfor et system. Dersom systemet er dårlig utformet, øker sannsynligheten for at feil oppstår, sier Frøy Birte Bjørneseth, førsteamanuensis ved Institutt for havromsoperasjoner og byggteknikk ved NTNU i Ålesund.

Grunnstøtingen til NCL Salten på Byneset ved Trondheim. Foto: Lars Bugge Aarset/Fremtidens Industri

Nattevakten er spesielt krevende

For en navigatør på nattevakt kan små designvalg få stor betydning.

Skjermer som blender, instrumenter som er plassert flere meter unna styreposisjonen eller kontrollsystemer som krever mange tastetrykk for enkle oppgaver, kan redusere situasjonsforståelsen betydelig.

Innen forskning på menneskelige faktorer beskrives situasjonsforståelse som evnen til å oppfatte hva som skjer rundt oss, forstå hva informasjonen betyr og forutse hva som kan skje videre. Tidligere studier har vist at tap av situasjonsforståelse er en av de viktigste årsakene til menneskelige feil i maritime ulykker.

Forskerne peker også på fenomenet alarmtretthet. På ett av fartøyene som beskrives i studien, gikk en alarm hvert femte minutt. Førstestyrmannen måtte stadig forlate utkikksposten, snu ryggen mot vinduene og gå bakover på broen for å slå av alarmen. Etter hvert sluttet han å undersøke hva alarmene faktisk varslet om.

I en reell nødsituasjon kan slike erfaringer føre til at kritiske alarmer blir oversett.

– Mye av det vi ser i ulykkesgranskninger handler ikke om at mennesker ikke kan gjøre jobben sin. Det handler om at systemene de arbeider i, ikke er designet for hvordan mennesker faktisk oppfatter informasjon, samarbeider og tar beslutninger under press, sier Bjørneseth.

KNM Helge Ingstad. Foto: Jakob Østheim/Forsvaret

Teknologien må tilpasses mennesket

Paradoksalt nok finnes det allerede omfattende standarder, retningslinjer og metoder for å utvikle mer brukervennlige og sikre skipsbroer.

Internasjonale standarder beskriver hvordan skjermer bør plasseres, hvordan alarmer bør prioriteres og hvordan brukere skal involveres i designprosessen. Likevel blir slike prinsipper ofte nedprioritert til fordel for tekniske funksjonskrav og kostnadsbesparelser.

Forskerne argumenterer for at brukervennlighet må behandles på samme måte som andre sikkerhetskrav. I stedet for vage formuleringer om at et system skal være «intuitivt», bør kravene være målbare. Et eksempel kan være at 95 prosent av navigatører med relevant sertifikat skal kunne aktivere en funksjon innen 30 sekunder etter én times opplæring.

– Vi bruker enorme ressurser på å teste at teknologien fungerer teknisk. Samtidig gjennomføres det ofte få eller ingen tester som undersøker om mennesker faktisk klarer å bruke systemene sikkert og effektivt under realistiske forhold. Skal vi lykkes med autonomi og kunstig intelligens, må menneskesentrert design være en grunnleggende del av utviklingsarbeidet, sier Alsos.

Fra broen på KNM Helge Ingstad Foto:  Marius Vågenes Villanger/Forsvaret

Et eksempel på at det er mulig

Forskerne viser til konseptet Unified Bridge, utviklet av Rolls-Royce Marine og senere videreført av Kongsberg Maritime, som et eksempel på at menneskesentrert design fungerer i praksis.

Her ble sjøfolk involvert allerede fra idéfasen og gjennom hele utviklingsprosessen. Broen ble utformet med utgangspunkt i fire sentrale prinsipper: sikkerhet, enkelhet, nærhet mellom bruker og utstyr samt høy operativ ytelse. Målet var å redusere den mentale belastningen, gjøre arbeidsoppgavene mer intuitive og sikre at navigatørene kunne konsentrere seg om selve operasjonen fremfor å håndtere kompliserte systemer.

Blant forbedringene var en egen knapp for raskt å dempe alarmer, felles styring av lysnivået på alle skjermer og en bedre plassering av instrumenter som reduserte behovet for unødvendige bevegelser på broen. Erfaringene viste at brukerne var svært fornøyde med løsningen og hadde liten interesse av å gå tilbake til mer tradisjonelle brokonsepter.

NTNU Shore Control Lab. Foto: Lars Bugge Aarset/Fremtidens Industri

Viktigere enn noen gang

Etter hvert som kunstig intelligens, autonomi og fjernoperasjoner får større plass i maritim sektor, blir det enda viktigere å forstå hvordan mennesker og teknologi fungerer sammen.

– Sikkerhet handler ikke først og fremst om å tilføre mer teknologi, men om å sikre at teknologien støtter menneskene som skal bruke den. Når systemene blir mer autonome og fjernstyrte, må vi være enda tydeligere på hvordan operatørene skal forstå situasjonen, ta beslutninger og gripe inn når noe uventet skjer, sier Stig Ole Johnsen, NTNU, medredaktør og bidragsyter til Safety by Design.

– Fremtidens maritime systemer må utvikles sammen med dem som faktisk står på broen og navigerer fartøyene. Teknologi som ikke tar hensyn til menneskers behov og begrensninger, kan i verste fall bli en ekstra belastning når situasjonen er mest krevende, sier Bjørneseth.

MIDAS – Humans in Future Maritime Operations

Kapittelet Designing for the Night Watch: Human Factors Challenges on Modern Ship Bridges er publisert i boken Safety by Design: Human-Centered Approaches to AI, Automation, and Remote Operations. Boken er initiert, finansiert og skrevet som en del av MIDAS – Humans in Future Maritime Operations.

MIDAS er et nasjonalt kompetanseprosjekt som undersøker menneskets rolle i fremtidige maritime operasjoner, der autonomi, kunstig intelligens og automatisering får en stadig viktigere plass. Ambisjonen er å sikre at ny teknologi utvikles på en måte som ivaretar sikkerhet, brukervennlighet og meningsfull menneskelig kontroll.

Prosjektet samler forskere, teknologer, designere og næringslivsaktører fra hele den maritime verdikjeden. NTNU bidrar med tverrfaglig kompetanse fra flere institutter, mens SINTEF Digital tilfører ekspertise innen menneskelige faktorer og digitalisering. DNV bidrar med kompetanse innen klassifisering og maritim sikkerhet, og klyngene Digital Norway, Ocean Autonomy Cluster og Blue Maritime Cluster sikrer relevansen for næringsaktørene. Gjennom MIDAS er målet å styrke norsk næringslivs innovasjonsevne og bidra til utvikling og eksport av fremtidens autonome maritime løsninger.

Se også: New book puts humans at the centre of autonomous and AI-enabled systems

Gratis tilgang for industri og akademia

Boken Safety by Design er utgitt av CRC Press og er tilgjengelig som en Open Access-bok under lisensen Creative Commons CC BY 4.0. Dette innebærer at boken kan lastes ned gratis, deles, kopieres og gjenbrukes i forskning, utdanning, opplæring, industriell utvikling og politikkutforming, så lenge den opprinnelige kilden krediteres på riktig måte.

Boken gir praktisk og forskningsbasert innsikt for teknologiutviklere, operatører, designere, forskere, undervisere, myndigheter og beslutningstakere som arbeider for å sikre at autonome, fjernstyrte og AI-baserte systemer ikke bare er innovative, men også sikre, brukervennlige og utformet med meningsfull menneskelig kontroll i sentrum.

Les eller last ned boken her