船行两道线 自动驾驶船舶正在起航

2018-09-12 作者:虎嗅 脑极体 来源:连接网

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[摘要]8月26日,一艘在6月7日从加拿大纽芬兰出发的自动驾驶帆船SB Met,在历经千辛万苦之后,终于抵达了目的地北爱尔兰海域。



最近一则关于自动驾驶的新闻刷爆了人们的眼球,但主角却不是汽车。



8月26日,一艘在6月7日从加拿大纽芬兰出发的自动驾驶帆船SB Met,在历经千辛万苦之后,终于抵达了目的地北爱尔兰海域,全程达到5100公里。而这艘船体长不过两米多,在茫茫大海之中宛如一叶扁舟,大家可以感受一下。



没错,就是这只摇摇晃晃的帆船。看起来随时就要翻身入海,最终却屡次化险为夷。实际上,这艘船来自一项名为Microtransat挑战赛。该挑战赛从2005年就开始举办,目的是以自动驾驶的方式穿越大西洋。十多年来,一共举办了九届,在SB Met成功之前,已经有20多艘小船儿葬身大海。

相较如火如荼的自动驾驶汽车产业,关于自动驾驶船舶的新闻似乎沉寂得多。这恐怕只是一种错觉而已。因为相对来说,汽车是跟每一个人的生活息息相关的,而船只就不是了,它主要承担的是货物运输,平常人基本上也关注不到。毕竟,很少能有人出门开船……

那么,自动驾驶船舶是什么样的?相较自动驾驶汽车,它又有什么独特之处呢?

车走一条路,船行两道线

众所周知,按照人为干预因素的多少,自动加是车辆被分为了5个等级,从简单的刹车辅助、定速巡航,一直到取消方向盘、完全由车辆自主处理行驶过程中出现的各种问题。同样,自动驾驶船舶也有类似的分级。

就在今年五月,国际海事组织对自动驾驶船舶作了一个名为MASS(Maritime Autonomous Surface Ship,海上水面自主船舶)的初步定义,并且将其分为4个等级:部分操作实现自动化、远程控制和部分船员控制、完全的远程控制和完全的操作系统自主控制。

这意味着自动驾驶船舶逐步走向统一的技术开发流程。但在这个初步标准出现之前,关于自动驾驶船舶的开发早已开始。


与汽车就是在路上跑不同,船舶的航行场景则分为两种:河运和海运。自动驾驶船舶的研发也主要有这两种方向。

河道航运。在河道航运这一方面,河道密集分布的荷兰可谓先行者,早在2016年起就与麻省理工学院联合制定了一个五年计划,要在五年内实现荷兰境内四分之一的河道中有运输人员和货物的能力。当时的计划是开发出自动驾驶船舶和配套的桥梁、临时浮动的基础措施,大手一挥就是2500万欧元。然后,今年麻省理工就很实在地给搞了出来。

他们用3D打印技术造出了8个长方形的船体,虽然比较小,长只有两米,宽大概80厘米。其配备了四个电推力器,并且有GPS设备、Wi-Fi天线等。麻省理工人员利用汽车的无人驾驶技术和无人机技术,来支持船舶的自动航行。同时,利用安装的超声波信标系统和对接系统,其可以实现船只之间的相连。据麻省理工称,等到今年10月份其将在荷兰的阿姆斯特丹河道上展开试运营,主要还是处理货物和城市垃圾。

如果着眼于未来的话,河道航运上的自动驾驶船舶肯定是以货运为主,毕竟全世界以水道为日常交通方式的城市就那么几个。

远洋航运。去年,挪威的两家公司就投入研发了一艘名为Yara Birkeland的自动驾驶货船,计划到今年年底能够执行一条38英里的航线。该货船计划将采用GPS、雷达、摄像头探测、传感器等技术来实现自动驾驶,甚至还能“自动泊船”,看起来其与自动驾驶汽车的技术原理十分相似。

根据其计划,2018年年底试运营,2019年船上不再配备船员,执行远程操控,而到2020年则实现全程无人化操作。一年迈一步……我们祝它早日成功。

同样作为海洋国家的日本,也没错过这趟“班车”。

相较于2020年就实现全无人化运行,日本给出的时间点则是2025年。与挪威公司不同,日本则是将自动驾驶船舶的研发上升到了国家层面,由日本国土交通省直接指定相关公司进行实施。


而在自动驾驶船舶建设方案上,也存在着和自动驾驶汽车相同的两种解决方案。一种是直接从零打造出自动驾驶船只,比如上文提到的挪威;另一种则是在原来船舶的基础上进行改造,使之具有自动驾驶的功能,比如旧金山的创业公司shone,其利用人工智能技术与船舶传感器的结合来检测附近活动的船只,及时调整行驶状态。

想一想,人们一般认为自动驾驶汽车要想真正成熟上路,差不多要到2030年;但自动驾驶船舶给出了2025年之前的年限,仿佛在炫耀:我们起步晚,我们成熟早啊。

但自动驾驶船舶真的研发起来更容易?

自动驾驶船舶的麻烦,并不比汽车少

说自动驾驶船研发起来比自动驾驶汽车容易,好像也不是没有道理。最显著的一点就是,相比马路上车来车往,在行驶的过程中,船与船之间“碰面”的机会少得多。

这就体现出了不同。陆路交通的繁忙、车速、人车混合的复杂交通状况等,要求汽车的传感器、雷达等硬件的性能必须要十分精准,并且要具备极快速的反应和判断能力。而对自动驾驶船舶来说,其航线上的交通参与者构成就比较简单了,不会像马路上那样突然从角落窜出来一辆电动车。同时,船舶在河道航行的速度也远不如汽车。

但这并不意味着自动驾驶船舶的传感器等硬件的灵敏度就可以降低。船舶由于自重较大,遇到紧急情况要停下来也需要一段时间。因此,自动驾驶船舶更需要具备预判的能力。

而对远洋航行的船舶来说,其要考虑的因素就更多了。虽然茫茫海面几乎不太可能发生轮船相撞的事件,但必须要考虑到海面复杂的天气因素。如何应对突然而来的风暴、巨浪,可能才是远洋航行中需要考虑的重点。


自动驾驶船舶另一大问题是造船成本高。

造一辆无人驾驶汽车可能需要20万美元,这对常人来说已经够高了。但要打造一艘自动驾驶船舶所费则更大。我们上文提到到挪威要造的Yara Birkeland成本高达2500万美元,同样的价钱可以造三艘同类型的传统船舶。搞好也就算了,搞不好钱就打水漂了。打一个2500万美元的水漂,想想都觉得刺激。

而既然是自动驾驶,自动驾驶船舶同样面临着安全问题。自动驾驶汽车被远程操控的话,可能会引起一场死亡事故,或者勒索钱财;但自动驾驶货轮如果被操控的话,那就是一整船的货说拉走就拉走……在这里心疼穷得就剩枪的海盗三秒钟,再不学技术,海盗可能都当不成。

由此可见,自动驾驶船舶从研发到实际应用的过程中,面临的问题或许并不会比自动驾驶汽车少。

从货运到科考:海洋的广阔天地,船舶大有可为

自动驾驶汽车的作用有两个方面,一个是载货,一个是载人,二者可以说各占其半。

而自动驾驶船舶则有明显侧重,载人只在一些水道比较发达的城市交通或者固定的旅游线路上有应用,更多的场景还是载货。毕竟目前而言,海运占据了全球货物运输总量的85%以上;而海运货物的价值总量也超过了5万亿美元。

海运既然有这么大的运输体量,其成本也是非常可观的。由于海运运输周期较长、货物总量较大,其往往会配备相当数量的海员。海上生活的枯燥乏味,海员的薪酬也是非常高的。那么,如果实现全面的自动化船舶运输,理想情况下船上也就不再需要船员,这样就可以节省大量的成本;与之相应的是,船体的载货量也可以进一步提升,收益会更高。

而一旦遇到极端天气情况,即使船只沉没,受损的也只是货物;人员伤亡的情况也可以大大避免。


海洋科考也是当下非常热门的研究方向。

直接派出安装了各种探测和分析仪器的自动驾驶科考船,传回数据之后科研人员可以直接在终端掌握第一手资料,进行数据分析。出海、采集标本、数据分析传输、返航整个一体化,将大大减轻船员的工作,提升科考效率。并且,其受时间的限制非常小,可以尽可能长地留在海洋中。

同时,利用自动驾驶船舶来清理海洋垃圾也是非常有效的手段。海洋污染一直以来都是非常令人头痛的事情,在这个过程中人也可能会受到原油或者气体等带来的可能性伤害。比如以后如果发生类似福岛核电站泄漏这样的事故,人们就可以尽可能减少亲自前往泄漏区域进行清理,而是直接交给船只。搭载个机器人什么的,效果也会非常不错。

面对未知而广阔的水域,单单是蕴藏于其中的巨大的经济价值就足以勾得各大船舶制造公司摩拳擦掌,去研究船舶的自动驾驶技术。


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