前沿高新技術(shù)下，智能船舶的未來是什么？
“智能船舶不等同于無人航行船，船舶智能化發(fā)展?fàn)砍墩麄�船舶制造業(yè)和航運業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型和升級。”7月6日世界人工智能大會（WAIC）現(xiàn)場，在“AI賦能海洋”自主船舶引領(lǐng)未來暨2023年度中國智能船舶創(chuàng)新聯(lián)盟高端學(xué)術(shù)論壇（以下簡稱“論壇”）上，中國工程院院士吳有生作出上述表述。
“無人駕駛并不是船舶智能化的終極目標(biāo)，主要考慮船舶的節(jié)能能力和安全性。尤其是從船東的角度來看，對船舶的經(jīng)濟性和安全性關(guān)注度比較高。”中國船舶集團有限公司科技部專務(wù)王瑋在WAIC現(xiàn)場接受澎湃新聞記者采訪時表示。
7月6日，澎湃新聞記者在WAIC現(xiàn)場獲悉，由中國智能船舶創(chuàng)新聯(lián)盟理事長單位上海船舶研究設(shè)計院牽頭編制的《智能船舶發(fā)展白皮書遠洋船舶篇》正式發(fā)布。智能船舶定義方面，白皮書指出，是綜合運用感知、通信、控制、人工智能等先進信息技術(shù)；具備對復(fù)雜環(huán)境及自身狀態(tài)的自主感知、智能決策、多等級自動控制能力；比傳統(tǒng)船舶更加安全、經(jīng)濟、環(huán)保、高效的新一代船舶。
白皮書從船舶決策和控制能力的角度出發(fā)，將船舶智能化水平分為5個等級，明確了人和系統(tǒng)在控制、監(jiān)視、失效應(yīng)對方面的協(xié)同關(guān)系和監(jiān)管地點。其中，L1至L5分別為輔助決策、部分自主、有條件自主、高度自主和完全自主。例如，L1定義為“系統(tǒng)提供決策建議，人做決策并操作”；L5定義為“全場景下系統(tǒng)自主決策并完成操作，不需要人介入”。
中國智能船舶還有多長的路要走？
智能船舶已成為全球航運業(yè)的趨勢性發(fā)展方向，隨著感知、決策、控制等技術(shù)的創(chuàng)新研發(fā)與應(yīng)用探索，智能船舶正循序漸進地從局部向全船、從外延到內(nèi)涵應(yīng)用拓展，技術(shù)方向由信息化、輔助決策向數(shù)字化、自主操作不斷迭代發(fā)展。
“智能技術(shù)在我國船舶工業(yè)領(lǐng)域里主要體現(xiàn)在，船舶產(chǎn)品的智能以及船舶建造、全過程的智能這兩方面。”中國工程院院士、上海交通大學(xué)原校長林忠欽在論壇現(xiàn)場交流時表示，船舶智能制造方面，盡管中國的造船規(guī)模和產(chǎn)能是全世界最大的，但船舶工業(yè)依舊面臨挑戰(zhàn)，很多船舶配套產(chǎn)品仍需依靠國外，這個改變需要長期的過程。此外，智能航行并不意味著就是無人船，船舶產(chǎn)品的智能角度以智能航行為核心，安全、能耗、綠色等方面都非常重要。
吳有生還指出，當(dāng)前我國仍為造船大國而非造船強國，因此要實現(xiàn)我國船舶行業(yè)配套領(lǐng)域的數(shù)智化，首先要看所有的船舶動力和配套設(shè)備、所有的環(huán)節(jié)能不能實現(xiàn)數(shù)字化控制、故障的智能監(jiān)測以及能效管理的智能監(jiān)測。其次，要抓智能制造。我國造船產(chǎn)量雖高，但每單位造船噸位的能耗、材耗、功耗都不低，因此需要考慮如何撬動智能制造，使造船效率再提升。
“對于船舶來說，隨著智能技術(shù)的發(fā)展，搭載越來越多的智能系統(tǒng)后，可以推動船舶更安全、高效地航行。”中國工程院院士嚴(yán)新平在論壇上表示，現(xiàn)在智能船舶面臨的一大問題是，每個系統(tǒng)都在既有的設(shè)計規(guī)則上搭載，有的船上有七八個品種，而各類系統(tǒng)真正融合成為一體化裝備的目標(biāo)方向，目前還未實現(xiàn)。一旦實現(xiàn)，既可以減輕船員的負(fù)擔(dān)，還可以輔助船員更好地提高感知。
“智能船的發(fā)展還有很長的路要走，在我們技術(shù)不斷疊加和發(fā)展過程中，將逐步實現(xiàn)真正會思考、會決策、會控制的智能化的應(yīng)用場景。”嚴(yán)新平還作出上述表述。
智能船舶的發(fā)展趨勢方面，嚴(yán)新平進一步指出，目前通過各種智能系統(tǒng)的搭載，獲取大量的數(shù)據(jù)以更好地建模，在未來將按照機器人系統(tǒng)實現(xiàn)智能船舶的設(shè)計。船員逐步從船端移到岸基后，船的設(shè)計規(guī)范、布局形式以及未來船的結(jié)構(gòu)形態(tài)都會發(fā)生變化，屆時可以按照機器人的基本結(jié)構(gòu)組成一部分，包括感知系統(tǒng)、決策系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、動力裝置等。
細分至游艇領(lǐng)域的智能發(fā)展，上海船舶研究設(shè)計院創(chuàng)新中心副主任、研究員楊博在論壇上表示，游艇未來的發(fā)展方向是智能和綠色，智能主要體現(xiàn)在數(shù)字化和自主化兩方面。
據(jù)悉，中國船舶集團上海船舶研究設(shè)計院從去年開始研制的中國首艘自主航行智能游艇“智艇1”，初步計劃在今年下半年進行發(fā)布，該游艇具備智能航行、智能安防、智能艙室以及智能運維4個功能。其中，核心的智能航行方面，有自主靠離泊、自主航行、定點定速巡航、一鍵返港、新手模式五個應(yīng)用場景的功能。
“目前尚無智能游艇的規(guī)范，未來智能游艇的推出繞不開法律法規(guī)。”楊博在論壇上提及，智能游艇與陸地汽車相比，其無人駕駛的技術(shù)更復(fù)雜，包括環(huán)境感知等，所以更需要通過規(guī)范確保航行的安全性、設(shè)備的可靠性以及人員的舒適性，也需要針對性地制定規(guī)范以促進智能游艇合法運營。
談及智能游艇的未來展望，楊博介紹，對于航程較短的內(nèi)河湖泊或者特定水域，未來智能游艇可以做成純電動、基于5G通訊；自主決策系統(tǒng)可以放在岸基，以減少游艇上的設(shè)備系統(tǒng)的部分；此外，所有的智能系統(tǒng)需要高度集成，盡量減小設(shè)備的尺寸和重量；最后，游艇將實現(xiàn)完全自主的L5級別。而對于近�；蛘哐睾：匠涕L一點的智能游艇，未來將設(shè)計為混合動力、衛(wèi)星+5g通信、船基自主決策、模塊化集成、并實現(xiàn)高度自主L4級別。
船舶行業(yè)如何應(yīng)用ChatGPT？AI在船舶行業(yè)的下一個機會在哪兒？
下一波人工智能技術(shù)可能會應(yīng)用到船舶領(lǐng)域哪些方面？
嚴(yán)新平在論壇上表示，有三個方面非常重要，一個是如何深化智能水平和智能等級；第二是如何把人工智能里最前沿的技術(shù)跟航運、船舶的功能進行結(jié)合；第三是無論是航運智能系統(tǒng)還是船舶的智能系統(tǒng)，系統(tǒng)本身的可靠性和安全性能力的測試，是非常重要的發(fā)展方向。
其中，嚴(yán)新平提及，未來在新技術(shù)應(yīng)用的方面上，可以考慮分場景、分船型和分工況來細化各種智能系統(tǒng)的適用范圍，應(yīng)用云計算等算力手段，研發(fā)船用的控制單元，每個控制器來助力智能等級的提升，逐步完善設(shè)備的智能標(biāo)準(zhǔn)和協(xié)議，逐層構(gòu)建傳感設(shè)備鏈接的可拓展性，實現(xiàn)智能技術(shù)由增強和輔助的賦能階段向替代一些能源和船員的自主階段進行研究。
ChatGPT的出現(xiàn)推動了各領(lǐng)域人工智能應(yīng)用的落地，在大模型大熱的背景下，船舶行業(yè)如何把握高新前沿技術(shù)的機會？
“短期內(nèi)元宇宙、ChatGPT等技術(shù)可能還不太會應(yīng)用（于船舶領(lǐng)域）。”中國船舶集團有限公司科技部專務(wù)王瑋在WAIC現(xiàn)場接受澎湃新聞記者采訪時表示，畢竟從基礎(chǔ)的東西到工程應(yīng)用落地還需要一個很長的過程。
但同時，業(yè)內(nèi)已經(jīng)能看到ChatGPT未來應(yīng)用于船舶領(lǐng)域的新機遇。
大模型與船舶領(lǐng)域結(jié)合的趨勢方面，嚴(yán)新平在論壇上指出，如何開展以水務(wù)交通場景為背景，進行參數(shù)微調(diào)、知識拼接，多模態(tài)的專項研究工作，從而真正研究航運業(yè)所需要的綜合大模型，使其在融合船舶導(dǎo)航、駕駛操控、人機診斷、能效管理和應(yīng)急措施方面專業(yè)知識的同時，構(gòu)造出可配置以及高度擬人化的產(chǎn)品，起到對話響應(yīng)、模態(tài)分析、預(yù)警提示等智能應(yīng)用。
“未來，具備行業(yè)特征的大模型應(yīng)用將大有可為。”嚴(yán)新平表示，具備船舶、航運行業(yè)特征的“ChatGPT”，可以在新一代航運系統(tǒng)的技術(shù)體系中逐步承擔(dān)包括專業(yè)知識查詢、駕駛培訓(xùn)場景的擬人交互、航行輔助場景中的望提醒、船舶遠程場景中的船和船之間的溝通等功能。在不大幅度增加設(shè)備投入的前提下，“ChatGPT”的應(yīng)用或?qū)@著提升培訓(xùn)的效率、降低船員的值班壓力，從而進一步提升船舶航行的安全性。
嚴(yán)新平進一步表示，在船舶的測試能力建設(shè)方面，可以基于大模型的系統(tǒng)工程，來研發(fā)嵌入式智能系統(tǒng)，選取代表性的船型、公開數(shù)據(jù)、對比數(shù)據(jù)、驗證數(shù)據(jù)，打造船舶設(shè)計、制造、總裝、測試、試驗、運營全功能的測試能力。同時也呼吁國內(nèi)很多測試場，相互之間建立更多的互動，把不同的大模型在不同的場景上進行對標(biāo)和驗證，幫助測試能力和水平大幅提升，為將來智能系統(tǒng)的安全性、可靠性的驗證奠定很好的基矗
