无人驾驶船：高科技“幽灵船”借力AI，没有水手亦可起航

没有水手的船只可以使人类免受伤害，而这种可能性并不是它们唯一的潜在优势。没有船员，托运人可以节省通常用于工资的开销，让船只远离海岸的时间更长，在不浪费住宿空间的情况下，尝试更有效的设计，污染排放也会更少。到2030年，自主航运市场预计将从目前的900亿美元增长到1300多亿美元。但这项技术仍处于早期阶段，特别是针对面向公海的大型船舶，这意味着测试仍然至关重要。今年，两个截然不同的项目将押注于海上自动化航行。

总部位于德克萨斯州奥斯汀的海洋无限公司(Ocean Infinity)是一家从事海底勘探的公司。英国法瑞姆市率先使用了大型的无人勘测船，他们称之为无敌舰队（Armada）。到2020年底，该公司的15艘全长69至120英尺的全尺寸商船将开始绘制海底地形图，并检查水下基础设施，如电信和风力发电场电缆，以及油气管道。与此同时，总部位于康涅狄格州切斯特(Chester)的非营利性海洋研究与探索组织ProMare和科技公司IBM正在合作，将于9月份送一艘49英尺长的完全自主三体船(一艘只有一个主船体和两个较小外伸船体的船)横渡大西洋。这艘被称为“五月花”的自主船只(Mayflower)，将大致追溯1620年“五月花”号从英格兰普利茅斯到马萨诸塞州普利茅斯的航行。这是一趟让一艘无人驾驶的船只与潜在的风暴之海进行较量的旅程。

这两个测试代表了不同类型的自动化。在无敌舰队中，每艘船仍然需要人类留在其中。而在五月花计划中，人们将不再被需要。

远程机器人

近岸海洋调查和检查工作目前由船员船只进行，小到小船，大到250英尺以上的船只。他们通过在身后拖拽雷达、声纳和光学传感器或在水下部署远程操作车辆(ROVs)来收集数据。调查船通常以一种被称为“移动草坪”的模式在一个特定的区域内来回拖网，以建立一幅海床或海浪下基础设施的图片。海洋无限公司希望以同样的方式扫描这些区域——但不需要船员。此外，它还计划雇佣成双或成组的无敌舰队船只，而不是像一般的船员测量船那样单枪匹马。“海洋无限”项目总经理丹•胡克(Dan Hook)表示，通过这种方式，“我们可以更快地覆盖该地区，并进入下一个区域。”为了进行这些扫描，无敌舰队的船只可以部署各种各样的有效载荷，包括能够收集水下2万英尺深的声音和视觉数据的水下机器人。

船队不会完全独立地执行这些任务。在陆地上的控制站(无论是在英格兰的汉普郡还是在奥斯汀)的专业水手将24/7全天候地监督这些船只，使它们更像远程驾驶的无人驾驶飞行器，而不是真正的自动驾驶船只——但仍然比完全载人的船只参与人数少得多。该系统将依靠卫星通信、数据链路和机载摄像机，以及预先编制的任务计划。

今年晚些时候，联合国国际海事组织(International Maritime Organization)也在就未来的自主航运开展自己的实践活动。该组织认为，该舰队的船舶是“受监督的自动化”船舶，而不是完全独立的船舶。除了海上监管之外，Ocean Infinity预计，当舰队返回海岸时，这些船只还将被要求船上的人类驾驶员驾驶它们进出港口。

胡克说，该系统将进行初步试验，首批10艘无敌舰队舰艇定于今年晚些时候开始访问欧洲和西非的几个港口。海洋无限公司的试航将”扩大该项目在北美和其他地区的航程，同时也给了海洋无限公司一个评估其舰队需要何种安全级别的机会。胡克说，为了保护通讯联系，该公司投资了标准的海上网络安全，以及用于监控网络入侵的额外探测系统。尽管海盗在欧洲海域并不常见，“无限海洋”还是在船只安全方面做了巩固。这些船有可锁定的舱口和倾斜的船舷，使得甲板难以接近。一种被称为“舰船自我意识”的自动化系统可以使舰队舰船避开未知的船只。“我们有一种模式，船只将远离任何物体，”胡克解释说。“因此，这艘船可以通过编程避开海盗活动。”

独自在海上

今年9月，一艘由太阳能、柴油和帆船联合驱动的无人驾驶船舶“MAS”号将离开英国前往马萨诸塞州。IBM Edge Computing的首席技术官罗布•海伊(Rob High)表示，这种远洋船舶自动化未来的设想并不依赖于人类控制器。MAS将通过一个IBM开发的名为AI Captain的人工智能系统自主导航，独立于人类操作，可以做出自己的决定。虽然这艘船在大部分航程中都将有卫星连接，允许人们监督检查，但当它通过没有通信连接的区域时，它将完全依靠人工智能船长。该系统采用机载传感器，包括雷达、激光雷达和照相机，以及一个基于卫星的海洋定位跟踪程序。“人工智能船长”使用这个输入来获取周围环境，并将其与一个包含100多万张航海图像的数据库进行比较。它依靠这些信息，以及标准的海事规则和海况，来生成一个风险地图。这个工具可以让机器人船长决定应对障碍、天气和通行的最佳方式。必要时，它可以使船改变航向、速度或功率。

尽管MAS背后有先进的技术，但在它两到三周的航程中，仍面临许多障碍，包括缺乏像无敌舰队船只那样的人力监督。法诺夫承认，这艘船不能保证百分之百成功。不过，当400年前探险者们离开普利茅斯时，他们也不确定自己能不能成功。