无人驾驶汽车已经出现 AI接管船舶还会远吗?

作者: 网易智能 2019-01-16 15:26:56

当你下次乘坐渡船时,记得仔细观察下舰桥,那里可能已经不是人类在掌舵。利用同样撼动着汽车行业的人工智能(AU)技术,世界各地的船舶正开始向无人驾驶机器转型。

无人驾驶汽车已经出现 AI接管船舶还会远吗?
图1:2016年,法国大型航运公司CMA?CGM集装箱船的船长帕瓦尔·博蒂卡(Benjamin?Franklin)正在检查监视器。初创公司Shone目前正在为CMA CGM船舶安装态势感知系统,这是走向自动化航运的第一步

2017年,法国工程师乌戈·瓦尔默(Ugo?Vollmer)和朋友克莱门特·雷诺(Clement·Renault)正在硅谷研究无人驾驶汽车,一篇关于无人驾驶船舶的文章让他们突然改变了研究方向。瓦尔默表示,当看到80%以上的货物通过海洋运输时,他们在突然之间顿悟。他回忆说:“我们突然觉得,可以在这方面产生非常巨大的影响。”

瓦尔默、雷诺以及他们的另一位朋友安东尼·德·马雷普拉德(Antoine·de·Maleprade)一起,对一艘小船进行了自动化改造。在2018年1月加入创业孵化器Y Combinator的三个月内,他们的初创公司Shone就与法国大型航运公司CMA CGM达成了合作协议,为后者的跨太平洋航线货船上安装系统,以帮助检测周围的船只和障碍物。

Shone只是正在寻求将船舶自动化的诸多公司中的一员,这些公司利用AI融合来自雷达和摄像机等船载传感器的数据,绘制出船舶周围危险隐患图片,并给予导航帮助。自主和远程控制的航运有望降低消费品的成本,提高客运渡轮和邮轮的安全性。预计最早可能在至少部分时间内实现自主运营的商业船只,将是拖船和短途航行的小型渡船。这项技术可能使客运服务扩展到人流量稀少的清晨时间和农村地区。

然而,自动化在水上的表现与在陆地上截然不同,而且在许多情况下,自主性并不能使人类脱离船舶,或完全放弃控制。不像汽车或卡车那样可以更换司机,远洋船舶上海配备有20名以上的船员,其中有些人往往要在途中操作各种各样的机械系统。

劳斯莱斯自动系统项目负责人奥斯卡·勒凡德(Oskar·Levander)说:“柴油发动机需要更换燃油系统中的过滤器,而燃油系统中有可能堵塞分离器,船员们要处理很多这样的事情。”

在短期内,更有可能的情况是,船舵将由自主系统或远程人类操作员控制,同时由有规模更小的船员团队来管理船只。越洋自主航行将需要国际海事组织(International Maritime Organization)制定相关规则,而这个过程可能会持续到2025年左右。自动化系统的第一个商业应用可能是在斯堪的纳维亚沿海水域的小型船舶上,芬兰和挪威已经在那里划定了试验区。

2018年12月,劳斯莱斯在芬兰首次公开展示了自动航行的渡轮。这艘国有汽车轮渡在1600米的航线上避开了障碍物,并自动靠泊。在那一天以及之前的试验中,劳斯莱斯表示,该系统在恶劣的冬季表现依然出色,能够应对大雪和强风。

小型渡船是斯堪的纳维亚半岛交通网络的重要组成部分,它们载着汽车穿越峡湾,将各个岛屿连接起来。勒凡德说,自动和远程控制系统可以将短途航线的服务扩展到夜间,减少不太受欢迎航线的人员配备,船只可能从岸上的指挥中心出发,那里只需1名船长就可以监督很多事情。

勒凡德表示,拖船市场近期也有很好的自主和远程控制商业案例。他说:“这是个非常有吸引力的回报时间,毕竟当前的船员成本很高。”劳斯莱斯已经与马士基(Maersk)旗下拖轮运营商Svister合作,于2017年在哥本哈根展示了拖轮的远程控制。波士顿初创企业Sea?Machines也在为拖船、渡轮和其他工作船开发自主和远程控制系统。

2020年,正在收购劳斯莱斯海运部门的挪威企业集团康士伯(Kongsberg),将推出世界上第一艘自主设计的电动集装箱船——雅拉伯克黑德号(YARA Birkehead)。这艘船的船身较小,可装载120个集装箱。它将把挪威水域的肥料从雅拉的一家工厂运往附近港口,然后转移到较大的船只上用于出口。

劳斯莱斯的勒凡德和许多业内人士认为,新造的电动船舶将是实现货物运输自动化的理想平台,因为电力推进系统的活动部件将减少,所需维护也将减少。但货运船队要想实现电动和自动化还需要几十年的时间,因为船只通常要服役20年左右,而电池的能量密度还不足以为跨洋航行的船只提供动力。

无人驾驶汽车已经出现 AI接管船舶还会远吗?
图2:初创企业Shone的三位联合创始人安东尼·德·马雷普拉德(Antoine·de·Maleprade,左)、乌戈·瓦尔默(Ugo·Vollmer)以及克莱门特·雷诺(Clement?Renault)

Shone将其业务押注于现有货船的改装上。在某些方面,船舶实现自动化比汽车更容易。大型船舶已经有了可以接入的、经过海事测试的传感器系统,包括雷达、GPS和基于应答器的自动识别系统。Shone增加了360度摄像头和麦克风,并使用AI将传感器数据融合到一个目标检测系统中,该系统在iPad上为船员显示完整的船舶周围环境图片。

麦克风可以接收到船只的喇叭信息,通过算法系统可以确定其位置。瓦尔默说,这个系统还增加了智能层。它会发出信号,让你注意“行为古怪”的船只,这也是当前系统的主要作用。2018年春天,瓦尔默表示,Shone将开始为舵手推荐行动方案,从避障到优化路线等,在允许的情况下为最后一步建立信任,即采取自主行动。

瓦尔默指出,Shone正在以“数十万美元”的价格安装其系统,并收取定期服务费用。他说,与一艘货船2亿美元的价格相比,这只是个小数目,与自动传感器套件给汽车带来的成本问题形成了鲜明对比。

无人驾驶汽车已经出现 AI接管船舶还会远吗?
图3:包括Shone和劳斯莱斯在内的多家公司的智能感知系统承诺,将融合雷达、摄像头、AIS和GPS的数据,为船员提供船只周围环境的更清晰画面

勒凡德认为,在不久的将来,货船只可能在公海上自主航行,因为创建能够处理船舶所遇到最复杂情况的系统的难度和成本都非常高。进出港口的船只将由岸上指挥中心的船长远程控制,他可获得陆基4G和5G网络传输的视频和其他数据协助。在公海上,这艘船将切换到自主模式,不需要那么多数据传输,岸上的船长在卫星通信的帮助下,随时待命以便接管。

勒凡德说,随着更多工作岗位“上岸”,这将为海员提供更好、更安全的生活。他说:“船长不必每次都出海6个月,他可以有自己的家庭生活。”

据德国Allianz保险公司称,这种增强的态势感知系统有望减少事故。从2011年到2016年,75%的海上事故是由于人为失误造成的,这些事故导致了责任保险索赔。Shone的技术意味着,水手们可以远离危险,正如勒凡德所说:“我们可以为海员提供更好的生活。”

AI 船舶 自动化 自动航行
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