自主舰在世界大流行中保持警惕

发布时间:2020-08-18 15:52:23 【来源:

从促进社交距离的机器人咖啡师到AI以及帮助体力劳动者重返工作岗位的远程协作工具,COVID-19几乎在每个行业中都在加速技术进步。大流行对运输领域产生了直接影响,社会疏远措施使传统的出行方式受到质疑。随着大流行病的到来,对乘车服务的需求迅速下降,导致优步在食品运送和微型出行上增加了一倍,而无人机运送却在飙升。尽管无人驾驶汽车公司在现实世界的测试中遇到了重大障碍,有迹象表明,这场危机可能会加速无人驾驶汽车的采用。

但是,汽车,卡车和无人驾驶飞机只是自动运输的一部分。船舶和其他航海船只在全球经济中发挥着巨大作用。随着封锁的缓解和世界适应新的范式,海上自动化将获得巨大的吸引力。

不整形

根据国际航运协会(ICS)的统计,海上船舶约占所有国际贸易的90%,正如ICS所说,这使它们成为全球经济的“命脉”。但是船也是漂浮的培养皿。

在《运输系统地理》(2020年)中,让·保罗·罗德里格(Jean-Paul Rodrigue)博士及其合著者得出了运输与大流行之间的关系,并特别提到了西班牙流感。他们强调了造成1亿人死亡和30%的世界人口患病的关键原因之一:

西班牙流感之所以如此迅速和如此广泛地传播,一个重要因素是通过现代交通,该交通在20世纪初提供了全球覆盖。该病毒由受感染的船员,轮船和火车的乘客传播到世界各地,并且造船厂和铁路人员中也发生了严重的流行病。

简而言之,运输在病毒传播中起着举足轻重的作用,这就是为什么航空公司,火车,地铁,出租车服务和船只在COVID-19爆发后使用量急剧下降的原因。

世界各地的货船和客船已被地方当局拒之门外,多达30万名商船船员在海上滞留了数月之久,远远超出了他们的合同协议。4月,ICS与国际航空运输协会(IATA)发出联合呼吁,要求政府“采取紧急措施”以方便机组人员变更航班。

尽管自主技术的实施还不够广泛,无法扭转COVID-19的潮流,但许多人已经在展望未来。致力于将自动化技术带入航运业的公司现在准备进入对流行病的警惕。

回避

首席执行官兼联合创始人Yarden Gross告诉VentureBeat,总部位于特拉维夫的Orca AI正在开发一种防撞系统,目前该防撞系统正在全球范围内的多家航运公司中进行试运行。该公司将其算法应用于从船上安装的多个传感器(包括热像仪和微光摄像机)提取的数据,以检测和测量与水中其他容器和物体的距离。格罗斯说:“然后,我们对发现的任何物体和船只进行[a]风险评估,以使船员更加意识到潜在的危险情况。”

尽管雷达和其他系统已在海上长期使用,但它们可能需要不断监控,不能始终向船员发出危险警告或提出可行的建议。当多个船只或障碍物紧邻时,该问题特别明显。至少根据责任索赔数据,很容易发现为什么至少四分之三的海事事故是由人为错误造成的,所以在拥挤或狭窄的水道和昏暗的环境中混在一起。

Orca AI正在依靠技术扭转潮流。格罗斯说:“航运业是世界上最保守的产业之一,大流行对数字工具,自动化和连接性提出了更高的要求,以减少参与整个过程的人数。”

向完全自主的船舶过渡将需要时间,特别是对于在各大洲之间行驶数千英里的大型船舶而言。这种转变可能反映了无人驾驶汽车和卡车的发展,从半自动技术(例如防撞系统)开始,并最初侧重于预定义路线上的狭窄用例。

绝大多数海事事故发生在港口,海峡和运河,这是Orca AI目前关注的重点。Gross说:“这是现有设备缺乏效率和准确性的地方。”“今天,系统无法完全控制船只,但逐渐会有更多的自主功能。它将类似于航空,那里仍然有飞行员,但是大多数情况下,计算机在控制飞机,飞行员在监督并执行其他任务。在自动运输中,仍然会有工作人员,但是将有越来越多的任务自动完成。”

“海上领航”是专门为受过训练的水手提供的术语,他们在港口附近登船以引导他们通过国内水路,通常向当地人提供船长所没有的水路通行知识。有时“远程”执行此任务,特别是在恶劣天气条件下,由较小船只上的飞行员将大船引导至安全或从控制中心提供指令。但是,COVID-19危机可能会加速这种努力,因为许多港口被迫接受来自高风险国家的船只或船员的远程领航。

在三月下旬,意大利游轮哥斯达黎加迪亚德马报道65箱子COVID-19在船上。为了在没有飞行员亲自登船的情况下通过苏伊士运河,一支拖船队使用雷达和沿途监测站的信息对它进行了操纵。同样,4月,英国的一个渔港对进入其港口的船只实行了远程引航。

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尽管远程领航可能不会完全取代传统方法,但技术可以使工作更加高效和安全。Gross说,Orca AI承诺通过“将来自摄像机和其他传感器的数据实时流式传输回岸上”来帮助飞行员远程完成工作。“ Orca正在与几个端口讨论此问题。”

去本地

自2017年以来,挪威化学公司Yara International和技术集团Kongsberg一直在进行Yara Birkeland自主船项目,计划将一艘电动自动集装箱船投入使用。这项努力将跨越挪威南部的三个港口和12海里。

该船装有各种传感器,包括雷达,激光雷达和红外摄像头,并具有自动系泊系统-无需任何人工干预即可完成泊泊和出泊。沿这条路线,运营中心将具备远程处理紧急情况的能力,并支持机载AI的决策。

Yara Birkeland最初将有一个工作人员,向全自主的过渡将分阶段进行,这在一定程度上要归功于可拆卸桥(指挥中心)的开发。

Kongsberg下一代运输产品总监An-Magritt Tinlund Ryste告诉VentureBeat:“甚至在船舶开始运营之前,就会有一定水平的自动化功能,用于操纵,定位,系泊和支持船员。”“我们预计将需要逐步实施新的自主功能,以验证现实操作场景中的性能,然后才能进入最终阶段,在此阶段对船舶,连通性解决方案和远程操作中心进行充分的测试,以实现无人操作。”

虽然Yara Birkeland原定于2022年过渡到完全自动化,但COVID-19危机迫使开发商“暂停”了该项目的工作。这样的挫折不是理想的,但是Ryste认为,这种流行病可能会加速更广泛的自主船舶运动,因为“船东和经营者对未来投资新技术的动机越来越强,重点是对陆地的支持和监视。”

亚拉伯克兰号(Yara Birkeland)是Kongsberg为航海船只带来更多自治的更广泛努力的一部分。该公司已经开发并展示了自动交叉和autodocking技术,第一个“自适应过境”客运渡轮服务,从码头前往停靠在今年早些时候。这是通过挪威海事局(NMA),航运公司BastøFosen和Kongsberg之间的合作完成的。发射开始了为期六个月的试验,在此期间,Kongsberg的系统控制了渡轮从头到尾的行程,由一名船长从桥内监督行程。下一步是安装防撞系统,测试计划于今年晚些时候进行。

Kongsberg于2018年与海运业集团Wilhelmsen合作,成立了一家名为Massterly的合资企业,设计了陆基运营中心,以监控和控制挪威及更远地区的自动驾驶船。这与我们在更广泛的自动驾驶汽车领域所看到的相呼应。瑞典的Einride最近展示了远程驾驶站,远程操作员(其中许多人以前是卡车司机)可以在需要时控制Einride的自动驾驶卡车,而操作员可以从一个站控制多辆车。

Einride证明,尽管AI和自动化将失去一些工作,但将创造新的工作。对于自主运输,这可能意味着远程监督船舶的工作人员将担任新职务。这一转变还将扩大人才库,将新地点的人员包括在内。

“远程服务将继续存在,” Ryste继续说道。“我们看到它对于在家工作的人来说效果很好,而且有了更多的传感器和连接的船只,船上服务工程师的需求也减少了。这样一来,您就可以在适合船员的时区访问专家。”

这种大流行病可能会加速将自主技术纳入航运的努力。康斯伯格的研究和创新经理杰森·麦克法兰(Jason McFarlane)对VentureBeat表示:“我认为,在COVID-19危机期间发生的事情将使人们更倾向于推动自动驾驶船。”“特别是在人们活动受限和机组人员变更带来的挑战方面。自主运输,特别是无人驾驶船舶,应允许货运和货物在国际范围内和跨境运输,而不受人员流动限制的影响。”

在其他行业中,我们已经看到类似的活动-从法律通过到更新的公司在家工作政策以及采用新技术。与其他行业一样,在航运业中,此类变化可能会为更长期的转变打开大门。

Ryste补充说:“重点已经改变,即使暂时取消限制,但随着我们适应新方法或技术,开放测试新解决方案可能只是成为永久性解决方案。”

运动研究

今年晚些时候,IBM和Promare(英国的海洋研究与勘探组织)计划按原样的五月花号正好在400年前行驶的路线,将一艘无人船横渡大西洋。

五月花无人船(MAS)由太阳能和风力发电共同推动,船上配有柴油发电机作为后备。它还配备了“ AI Captain”机载,并将利用边缘计算为其AI和导航智能设备服务。所有数据处理必须在船上可用,因为海洋中部的船只不能依靠卫星或云连接。

新的五月花号背后的团队已经使用从普利茅斯海峡的摄像头以及其他开源数据集中收集的数百万张海事图像,训练了该船的AI模型。五月花号的AI机长旨在检测和识别船舶和浮标以及其他危险,并就下一步行动做出决策。机载自动识别系统(AIS)还可以访问有关前方任何船只的特定信息,包括其类别,重量,速度和货物类型,而AI机长可以接受和解释来自货船的无线电广播警告。

该任务主要是为了展示自主研究船如何在海上进行两周的自我管理,但它为从国防和商业运输到海上保险的更多用例奠定了基础。

“目前,我们专注于提高自主系统的可靠性,并开发合作伙伴生态系统-从IBM到设备制造商再到电信提供商再到保险提供商-找出如何在Mayflower上商业部署我们的系统”,五月花自治船主任布雷特·帕内夫(Brett Phaneuf)说。“我们在这里所做的是一个远远超过这艘船的研究项目。”

人工智能和自主性肯定可以提供货轮以外的效用。研究船可能会在海上花费数周或数月的时间来收集有关海洋的数据,而撤离船员将使食物储藏和个人福祉变得格外重要,从而有助于执行更长的任务。就COVID-19危机而言,更多的自动化可能意味着更少的船上人员,这应该有助于社会疏远工作。

“我们已经看到了自主渡轮,货船和五月花自动船等研究船的早期实例,” Phaneuf继续说道。“但是也许有人船需要更大,更直接的自治权。这听起来似乎违反直觉,但是对于当今的有人驾驶船上的自治系统来说,它扮演着重要的角色,作为联队长,保持态势感知,并[向]船员提供建议和决策支持。”

正如Phaneuf所言,我们所说的是“增强智能”,其机器可以帮助人们完成核心任务并降低风险。

“受信任的自治系统可以通过持续监视船舶的整体航行情况来减轻桥上的压力,” Phaneuf补充说。“这将使人们抬起头来,从计算机屏幕上抬起头来,而不是向窗外看,做着人类最擅长的事情-快速,准确地做出复杂的决定。”

对于某些类型的船舶,无论是出于后勤,监管还是财务方面的原因,要使其完全自主,可能都没有意义。“这不可能是零和游戏,而是更多的混合方法,” Phaneuf继续说道。“例如,用完全自主的系统代替集装箱船的全体船员可能没有意义,因为船员的成本实际上只占船舶及其货物总价值的很小一部分。因此,这种水平的变化可能没有经济动力。但是,还有其他因素需要考虑,例如船员的福利以及使人们掌握未来航运业所需的技能。”

自主运输的未来

许多新型船舶已经实现高度自动化,至少在能够被动地收集性能指标以进行远程分析方面,而且技术还可以实现远距离的诊断和维修。但是这种流行病突出了自动化可以发挥的作用。

如今,全球贸易依赖于穿越广阔海洋的船只和船员,如果能够到达,则能够覆盖这些距离的完全自主的货船可能还有很长的路要走。障碍包括技术和法规约束,更不用说实际障碍,例如需要在更长的航程中进行维护。国内航行是自动驾驶船的自然起点,因为它们不需要国际合作,而且仍然保持近岸航行的船只(例如在挪威南部拟议航线上的亚拉伯克兰号)可以遵守安全标准,能够物理地(或远程地)干预紧急情况的岸上人员。

“从监管的角度来看,挑战(使用更长的国际自动航线)在于,IMO(国际海事组织)没有一种通用的国际认可的方式来批准诸如Yara Birkeland之类的船舶,赖斯特说。“这意味着船旗国与港口当局之间可能会遇到各种规则和规定。对于点对点操作而言,这是可管理的,但是当涉及更多方时,至少在目前,这将是一项过于苛刻的管理任务。”

随着COVID-19改变全球结构并加速创新,我们已经看到了自动工具如何帮助船舶在未来的大流行中继续运行。尽管随着自动化的发展,一些工作可能会流失,但技术不可能全面取代人类。

“数十年来,自治系统一直被用来协助人类从事危险的工作,例如在事故发生后清理或处理高度危险的物质或传染病,” Phaneuf指出。随着自治系统的改进,它们的作用“可能会增加,但[它]需要成为一个更大,相互联系的,有人,无人,自动化和水上,空中和陆地上的自治系统的一部分。”

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