本月，IBM和Promare(英國(guó)一家非盈利組織和公共慈善機(jī)構(gòu)，致力于海洋研究和探測(cè))將對(duì)一個(gè)基于人工智能的航海導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行試驗(yàn)，為即將在9月6日啟程的無(wú)人船做準(zhǔn)備，該無(wú)人船將橫跨大西洋，重行400年前五月花號(hào)的航線。
1620年，原五月花號(hào)將英國(guó)首批移民由英國(guó)的普利茅斯運(yùn)送到今天的美國(guó)馬薩諸塞州普利茅斯市。五月花號(hào)的1.0版本是一艘桅桿帆船，和那個(gè)時(shí)代的商船一樣，主要依靠風(fēng)和人類航海技術(shù)確定前往新世界的航向。而新五月花號(hào)自動(dòng)駕駛船采用由風(fēng)能和太陽(yáng)能提供混合動(dòng)力的方式，并配有柴油發(fā)電機(jī)作為后備動(dòng)力。
此外，原五月花號(hào)的最大行駛速度僅為2.5節(jié)，總共耗時(shí)兩個(gè)月抵達(dá)終點(diǎn)。而升級(jí)版的五月花號(hào)船速可達(dá)20節(jié)，不到兩周就可以完成航行。
五月花號(hào)自動(dòng)駕駛船由風(fēng)能和太陽(yáng)能提供混合動(dòng)力，并配有柴油發(fā)電機(jī)作為后備動(dòng)力。
本次任務(wù)于去年十月公布，其目標(biāo)是在沒(méi)有人為幫助的情況下解決常見(jiàn)的在危險(xiǎn)水域航行會(huì)遇到的阻礙。
船上的AI船長(zhǎng)不能夠總是依賴GPS導(dǎo)航和衛(wèi)星通信，并且處理實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)需要較高的傳輸速度。這就是為什么AI和智能導(dǎo)航必須能夠在本地處理分析數(shù)據(jù)，而實(shí)現(xiàn)這一功能的關(guān)鍵技術(shù)就是邊緣計(jì)算。
“邊緣計(jì)算對(duì)類似五月花號(hào)自動(dòng)駕駛船的實(shí)現(xiàn)至關(guān)重要”，IBM負(fù)責(zé)邊緣計(jì)算的首席技術(shù)官Rob High表示。“船舶的航行需要獲取周圍環(huán)境信息，并基于環(huán)境做出智能決策，再在最短時(shí)間內(nèi)對(duì)這些信息進(jìn)行分析——即使在間歇傳輸?shù)那闆r下，并保證數(shù)據(jù)安全，不受網(wǎng)絡(luò)威脅。”
過(guò)去幾年，新五月花號(hào)的研發(fā)團(tuán)隊(duì)始終致力于訓(xùn)練該船的AI模型，使用了在普利茅斯灣收集的航海圖片，以及其它的開(kāi)源數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行訓(xùn)練。
為提高機(jī)器學(xué)習(xí)能力，該船使用的是IBM Power AC922系統(tǒng)，該系統(tǒng)已在諸多全球大型人工智能超級(jí)計(jì)算機(jī)上應(yīng)用。在IBM的PowerAI Vision的協(xié)助下，五月花號(hào)的AI船長(zhǎng)能夠探測(cè)和識(shí)別船只和浮標(biāo)，以及包括殘骸在內(nèi)的其它障礙物，并能夠?qū)酉聛?lái)的動(dòng)作進(jìn)行決策。
例如，當(dāng)五月花號(hào)自動(dòng)駕駛船遇到貨船與其他船只發(fā)生碰撞導(dǎo)致部分貨物掉落的情況時(shí)，AI船長(zhǎng)將會(huì)采取行動(dòng)，使船上的傳感器和軟件相配合，從而繞開(kāi)障礙物。AI船長(zhǎng)主要通過(guò)雷達(dá)探測(cè)前方的障礙物，并利用相機(jī)提供額外的水中障礙物可視化數(shù)據(jù)。
而且，自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng)能夠利用預(yù)先的船只信息，包括其類別、重量、速度和貨物類型等等。貨船的無(wú)線電廣播警告也能夠被接收和識(shí)別，幫助AI船長(zhǎng)決定是否需要改變航向。
AI船長(zhǎng)可利用的其它數(shù)據(jù)來(lái)源于導(dǎo)航系統(tǒng)和航海圖服務(wù)系統(tǒng)(提供當(dāng)前船只的位置、船速、航向和航線)、姿態(tài)傳感器(監(jiān)測(cè)海水狀態(tài))和回波測(cè)試儀(提供水深數(shù)據(jù))。
船載管理系統(tǒng)還會(huì)提供一些關(guān)鍵數(shù)據(jù)，例如電池電量和功耗，這些信息結(jié)合天氣預(yù)報(bào)能夠用來(lái)幫助AI船長(zhǎng)在危險(xiǎn)海域制定出最佳航線。
最重要的是，AI船長(zhǎng)能夠和其他的附近船只進(jìn)行語(yǔ)音通信，來(lái)傳達(dá)計(jì)劃上的改變。
目前五月花號(hào)自動(dòng)駕駛船還在波蘭的格但斯克市進(jìn)行建造。本月AI船長(zhǎng)將在隸屬于英國(guó)普利茅斯海洋研究所的載人科考船普利茅斯探索號(hào)(The Plymouth Quest)上進(jìn)行測(cè)試。本次測(cè)試的主要目的是判斷AI船長(zhǎng)在真實(shí)狀況下的表現(xiàn)能力。在九月啟程前，反饋結(jié)果會(huì)被用來(lái)對(duì)船只的主要機(jī)器學(xué)習(xí)算法進(jìn)行提升改善。
自動(dòng)駕駛船研發(fā)現(xiàn)狀
全球90%以上的貿(mào)易都依賴于海上運(yùn)輸，因?yàn)檫@種運(yùn)輸方式是進(jìn)行大批貨物運(yùn)輸時(shí)成本最低的方式。和無(wú)人駕駛汽車一樣，電力自動(dòng)駕駛船的一個(gè)主要優(yōu)點(diǎn)是它能夠在減少污染的情況下減少事故發(fā)生，因?yàn)橹辽偎姆种暮Ｉ鲜鹿识际怯捎谌藶椴僮魇д`導(dǎo)致的。
而且，無(wú)人船為更長(zhǎng)期的科研任務(wù)提供了可能，這使得像食品、船員、船員的身心健康和工資等將不需再計(jì)入規(guī)劃和預(yù)算的考慮范圍內(nèi)。
近些年全自動(dòng)航海運(yùn)輸領(lǐng)域正在蓬勃發(fā)展。回溯到2016年，有新聞報(bào)道稱美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局的研發(fā)部門正在開(kāi)發(fā)被稱為海洋獵手號(hào)(Sea Hunter)的軍艦。兩年后，美國(guó)國(guó)防高級(jí)研究計(jì)劃局將海洋獵手號(hào)雛形移交給美國(guó)海軍研究室進(jìn)行進(jìn)一步的迭代升級(jí)。過(guò)去幾年，挪威的Yara Birkeland號(hào)無(wú)人船也在研究中，預(yù)計(jì)在2020下半年投入商業(yè)運(yùn)營(yíng)。挪威科技大學(xué)也進(jìn)行了小型電動(dòng)無(wú)人客船的實(shí)驗(yàn)。
此外，勞斯萊斯公司在芬蘭展示了自主研發(fā)的全自動(dòng)客船，并宣布與因特爾進(jìn)行合作，這項(xiàng)偉大計(jì)劃的一部分是希望在2025年讓自動(dòng)導(dǎo)航貨船航行在海洋上。
自動(dòng)導(dǎo)航船領(lǐng)域正在快速發(fā)展中——最近Allied Research的一篇報(bào)道中指出目前該領(lǐng)域的投資金額已達(dá)880億美元，預(yù)計(jì)在十年內(nèi)這一數(shù)字將達(dá)1300億美元。但是在其它公司致力于在船舶航行的各個(gè)方面實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化之時(shí)，新五月花號(hào)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了完全自給自足，并在操作中無(wú)任何直接的人為干涉。
五月花號(hào)自動(dòng)駕駛船的首席技術(shù)官Don Scott指出，現(xiàn)在許多自動(dòng)駕駛船僅僅是自動(dòng)化的機(jī)器人，它們無(wú)法動(dòng)態(tài)適應(yīng)新情況，并嚴(yán)重依賴操作人員的控制。基于對(duì)IBM的AI技術(shù)、云技術(shù)和邊緣技術(shù)的整合，我們致力于讓五月花號(hào)完全自主并盡可能地突破目前的技術(shù)邊界。
在五月花號(hào)攜帶清教徒橫跨大西洋事件過(guò)去四個(gè)世紀(jì)后，我們將要進(jìn)入一個(gè)全新的海洋探險(xiǎn)紀(jì)元。
