7月4日，哈爾濱工程大學發(fā)布消息，經(jīng)過40小時、300多海里的航行，我國首艘數(shù)字孿生智能科研試驗船“海豚1”于7月3日下午3時首航順利抵達青島港，試驗驗證了船上安裝的我國首套船舶數(shù)字孿生系統(tǒng)和多項智能船舶關鍵技術的可靠性。

智能船舶發(fā)展到現(xiàn)在，行業(yè)該怎么樣發(fā)展？7月6日，“AI賦能海洋”——自主船舶·引領未來暨2023年度中國智能船舶創(chuàng)新聯(lián)盟高端學術論壇（簡稱“論壇”），在世界人工智能大會（WAIC）張江分會場舉辦，與會的專家和嘉賓們分享了自己對行業(yè)發(fā)展的觀察。

智能發(fā)展任重道遠

“智能技術在我國船舶工業(yè)領域里主要體現(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。

中國工程院院士吳有生指出，當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)配套領域的數(shù)智化，首先要看所有的船舶動力和配套設備、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方向，目前還未實現(xiàn)。一旦實現(xiàn)，既可以減輕船員的負擔，還可以輔助船員更好地提高感知。

嚴新平認為，現(xiàn)在的智能系統(tǒng)是在現(xiàn)有船基礎上增加設備，可以說還處于智能船舶發(fā)展的初級階段�？紤]到現(xiàn)實需求和技術發(fā)展支持，運輸船無人化是大勢所趨。

“智能船的發(fā)展還有很長的路要走，在我們技術不斷疊加和發(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用場景。”嚴新平還作出上述表述。

拓寬人工智能技術

下一波人工智能技術可能會應用到船舶領域哪些方面？

嚴新平在論壇上表示，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，嚴新平提及，未來在新技術應用的方面上，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，逐步完善設備的智能標準和協(xié)議，逐層構(gòu)建傳感設備鏈接的可拓展性，實現(xiàn)智能技術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。

日前，在浦東張江人工智能島的智慧河上，一條白色“無人船”正來來回回穿行，帶領乘客游覽張江人工智能島、張江科學會堂、張江科學之門等新地標，根據(jù)需求在碼頭間完成自主接駁。這是浦東在此次世界人工智能大會期間專門打造的“AI+水面交通”應用場景。

與陸地行駛相比，河道行駛的一大挑戰(zhàn)在于水下情況的不可視。一開始，哪怕航道上多了一塊石頭，或者出現(xiàn)一點垃圾，AI識別系統(tǒng)都有可能蒙圈，往往需要反復航行來收集數(shù)據(jù)——張江“無人船”在研發(fā)時遇到的數(shù)據(jù)難題，也是智能船舶升級路上的痛點。

AI視覺感知的數(shù)據(jù)開放其實有著相當大的難度。為了突破數(shù)據(jù)受限的瓶頸，由上海交通大學牽頭，聯(lián)合中國船舶工業(yè)行業(yè)協(xié)會、中國航海學會等機構(gòu)，共同打造了一個開放、共享的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和算法開發(fā)的基礎性圖像數(shù)據(jù)公共平臺——航運AI數(shù)據(jù)平臺，將支持AI算法開發(fā)企業(yè)和人才發(fā)展，打造AI產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈。同時，各方還將通過平臺積極推動相關企業(yè)參與國內(nèi)外規(guī)則與標準的制定。

在智能船舶領域，邁潤智能研發(fā)出可視化靠泊安全輔助系統(tǒng)、航行安全輔助系統(tǒng)、兩艙監(jiān)控系統(tǒng)、駕控臺增視系統(tǒng)、異常目標監(jiān)控和船岸互通等產(chǎn)品，可以提供360度的船舶周邊態(tài)勢智能感知，并向船員發(fā)出危險信號預警，為復雜環(huán)境和狹窄航道航行的船舶提供支持。

與此同時，ChatGPT的出現(xiàn)推動了各領域人工智能應用的落地，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的機會？

“短期內(nèi)元宇宙、ChatGPT等技術可能還不太會應用（于船舶領域）。”中國船舶集團有限公司科技部專務王瑋表示，畢竟從基礎的東西到工程應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未來應用于船舶領域的新機遇。大模型與船舶領域結(jié)合的趨勢方面，嚴新平在論壇上指出，如何開展以水務交通場景為背景，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，使其在融合船舶導航、駕駛操控、人機診斷、能效管理和應急措施方面專業(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、模態(tài)分析、預警提示等智能應用。

“未來，具備行業(yè)特征的大模型應用將大有可為。”嚴新平表示，具備船舶、航運行業(yè)特征的“ChatGPT”，可以在新一代航運系統(tǒng)的技術體系中逐步承擔包括專業(yè)知識查詢、駕駛培訓場景的擬人交互、航行輔助場景中的瞭望提醒、船舶遠程場景中的船和船之間的溝通等功能。在不大幅度增加設備投入的前提下，“ChatGPT”的應用或?qū)@著提升培訓的效率、降低船員的值班壓力，從而進一步提升船舶航行的安全性。

無人駕駛不是終點

從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計院牽頭編制的《智能船舶發(fā)展白皮書——遠洋船舶篇》（簡稱“白皮書”）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；具備對復雜環(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、失效應對方面的協(xié)同關系和監(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”。

林忠欽提出，目前智能船舶行業(yè)發(fā)展，一個方面是船舶產(chǎn)品的智能，第二個方面是船舶的建造、全過程的智能。中國造船規(guī)模大，但效率低于日韓，主要是管理較日韓粗放，單船工時多，人工成本也不低。如何通過機械化、自動化、智能化來改變行業(yè)現(xiàn)狀值得研究。

吳有生也認為，“智慧船舶也不能僅僅盯著無人駕駛，而是要在船舶航行、管理、維護、載運和作業(yè)等方面實現(xiàn)智能化運行。”智慧船舶是關系到整個船舶制造業(yè)和航運業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型和升級，需要分析中國船舶制造整個產(chǎn)業(yè)鏈，找到補缺扶強的著力點在哪里。

“現(xiàn)有的智能船舶其實都是在傳統(tǒng)船舶設計規(guī)則和要求的前提下，搭載一些智能化系統(tǒng)，比如智能機艙系統(tǒng)、智能航信系統(tǒng)等。”在嚴新平看來，目前的船舶智能化仍然處于初級階段，要獲取大量數(shù)據(jù)，建立模型，為今后真正按照機器人系統(tǒng)來設計打下堅實基礎。他認為，隨著技術的持續(xù)迭代，未來船舶的設計規(guī)范、結(jié)構(gòu)形態(tài)肯定會發(fā)生變化，屆時船舶就會像是一個機器人，由感知系統(tǒng)、決策系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、動力系統(tǒng)組成，真正實現(xiàn)“能思考、會決策、能控制”的應用場景。

同時，在WAIC現(xiàn)場，王瑋也表示，“無人駕駛并不是船舶智能化的終極目標，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)濟性和安全性關注度比較高。”

（本文綜合自上觀新聞網(wǎng)、文匯網(wǎng)、新京報、中國水運網(wǎng)等媒體報道）