智能无人船的未来应用

杜磊/ 中航出版传媒有限责任公司，北京市 朝阳区 100028

本文介绍了水上智能装备的发展历程、技术特性和产业现状，分析了智能无人船艇的科技研发和市场应用状况，从多个角度对未来水资源产业智能装备的研发、应用和发展进行了研究，并针对一些重点应用领域提出了前瞻性意见和想法，提出了未来智能装备发展的海空天一体化发展思路，重点对未来海洋资源的开发利用、人类生活空间和产业结构向海洋深度扩展的必要性和可行性进行了阐述，同时提出了智能船艇取代传统行业，提升社会运行效率，解放人力向新的领域拓展的发展思路。

随着人类科技水平的比不断提高，智能化时代已经到来，传统行业正在逐步被新兴行业所取代，而作为未来社会发展的核心技术之一，无人驾驶智能装备技术正在逐渐向各个领域渗透，无论是在空间站、宇航飞船、航空飞机，还是无人驾驶车辆、智能轨道交通、智能机器人，甚至延伸到水上无人船艇、水下机器人等，都已融入了智能控制技术。

随着AI人工智能、云计算、大数据、物联网、GPS、智能硬件等技术的不断成熟和普及，智能无人装备的发展已经进入黄金时代，目前的民航客机普遍已实现80%自主控制；地铁及高速列车更是达到了90%以上的自主控制；超过30%的民用汽车已不同程度的具备辅助驾驶功能，而诸如谷歌、特斯拉等品牌早已推出全自动驾驶汽车；无人机已被广泛应用于军事察打、地质测绘、农林植保、物流运输等领域。相较前者，智能无人船艇的发展要滞后一些，中国无人船产业真正的发展历史不足10年，产业主要集中在中国东南部地区，据不完全统计，2018年中国无人船产业的市场体量大约在30亿元左右，相比其它智能无人装备，无人船艇目前的市场体量很小。

但如果纵观全球发展，我们不难看出智能无人船艇产业未来所蕴含的巨大市场潜力。

地球有72%的面积被水域所覆盖，海水温差能的可利用功率达1×109kW，(潮汐能、波浪能、河流能及海水盐差能等可再生功率在1×109kW左右)；目前已探明海底石油储量1350亿顿，而人类仅开采了其中的25%；目前已探明海洋天然气储量140亿立方米，而人类仅开采了其中的10%；海底煤、铁、铜、硫、磷、锰、铁、镍、钴等矿藏储量丰富，其中锰的产量可供世界用18000年，镍可用25000年；海燕生物种类繁多，数量惊人，仅南极磷虾每年产量就有50亿顿，人类只需要捕捞其中的1.5%，就已超过了目前全球的渔业捕捞总量；而在全球交通运输网络中，航运所占的比例远超过陆运和空运，是全球经济流通的重要血脉。

智能无人船艇将如何发展？

智能装备的使命是提高工作效率，将人类从低端岗位解放出来转而去做更加高端的工作，无人船艇也不例外，而第一步便是对现有传统行业的替代和升级。举例说明：

渔业是重要的民生产业，目前主要分为养殖捕捞业、工业建筑业、流通服务业。养殖捕捞以传统的海洋/淡水养殖捕捞为主，远海捕捞主要依托大型渔业母船，以小型渔船编队作业的形式为主，近海捕捞则以中小型渔船独立作业为主，由于受风浪、季节、捕捞技术，以及船员本身的局限因素影响，工作效率普遍低下，产量远不能满足人类社会的需要，以至于目前渔业仅作为人类食物产业中的一小部分。但事实上，海洋的食物储量远高于陆地，是一个人类尚未有效开发的大粮仓。未来，如果可以将智能无人船艇技术大规模应用到渔业，不但可以实现全天候全年的捕捞作业，还可以集成养殖、加工、仓储、流通等一系列工作，实现“智能海上牧场”，实现人类食物产量的指数级增长。

作为未来航运的发展方向，货轮无人化、智能化思路早已被提出，而目前美国、英国、挪威等过已经在研制万吨以上大型远洋无人货轮，一些颇具实力的中国船企也在研发过程中。这里我想说的并不是无人货轮，而是整个智能无人化运输体系。目前亚马逊、京东、顺丰等企业都在研发无人机配送，由于空域管理和技术条件的限制，现今无人机主要解决的还是末端配送问题，即在几公里范围内的完成货站到用户之间的物流传递。而自动驾驶汽车未来也将被应用到陆路物流中，以解决城市之间、港口与城市之间的物流运输。而航运作为洲际之间的大宗运输载体，将与空中末端、陆路中端、智能港口、智能仓储共同组成智能化无人物流体系。试想一下，早晨在澳洲海岸捕捞的龙虾，到了晚上便出现在上海一个家庭的餐桌上，相信这将会在不久的将来实现。

沙石是建筑业不可缺少的原材料，每年全世界的沙石挖掘量有数百亿顿，中国更是沙石开采也消费大国，仅珠江三角周每年就有数千万的沙石被打捞，每天在珠江作业的挖沙船多达数百条。也正是因为需求量巨大、利润丰厚，如今挖沙业面临着市场混乱、环境破坏严重等问题。如果采用智能无人船进行挖沙作业，一方面可以提高工作效率，实数字化和现集群化作业，便于统一管理和监控，遏制行业不良竞争，另一方面可以利用水质水文检测设备对作业水域进行实时监控，随时调整挖沙作业量和作业区域，将环境污染降到最低，真正实现提高产量、降低污染、数字管理。

当然，这里只列举了几个领域，在水资源利用中仅仅是冰山一角，可以说，如今人类涉足的一切水上、水下、近海、远海、远洋产业都可以与智能无人船艇技术相结合。

船舶无人化以后，从业者做什么？

不光是船舶，如今各行各业都有这样的声音：“人工智能取代人，那人去做什么？”，类似问题早在一百多年前的工业革命也曾有人提出，当时蒸汽机的问世给传统制造业带来很大的危机感，但最后人类迎来的不是大规模的失业，而是新兴行业的不断涌现、人类社会经济的跨越式发展。我想说的是，工业革命之后的现在，我们将迎来智能革命，人工智能将解放人类的大脑和双手，以便于我们去做更高端更有价值的事，一些新兴产业将会出现。

目前，船舶行业的主要从业者包括科研人员、技术人员、船长、船员、港员、机师、技师，以及相关的功能性技术人员，而其中95%的人员都工作在一线岗位，从事着重复性工作的体力和脑力工作，占用了大量知识丰富、经验丰富的优秀人才，如果能够利用智能装备将他们从低端岗位解放出来，向更广茂的海洋深处进发，开拓人类尚未涉足的89%水域和尚未开发的70%资源，我相信新的产业将随之衍生，曾近在科幻小说里才能看到的人造岛屿、海底城市、潮汐能源等都不再是梦想。

结束语

随着人类社会的不断进步，装备的数字化、智能化、无人化已成必然趋势，而智能无人船艇作为未来水资源产业的重要载体，必将起到至关重要的作用，不光是局限于目前的水质监测、环境保护、地质测绘等领域，未来智能无人船艇技术将逐步渗透到各个领域，替代传统船舶行业，并衍生出更多新的应用领域，迎来新的“大航海时代”。 ■