無人駕駛船隻將改變海上運輸未來

上個月在加州聖迭戈（San Diego），一位工程師正坐在電腦桌旁，手裏握著桌上的遊戲操縱桿。他並不是在玩遊戲，而在操控一艘此刻正在數千公里外的蘇格蘭海岸航行的巨型貨輪。

工程師的操縱桿通過衛星通信與貨輪保持連接，他由此可以僅靠手動遙控操作而精確控制在千里之外的船的移動方向。此刻，計算機屏幕上的船隻虛擬圖標正在不斷移動。與此同時，在這艘貨輪上，其他實驗人員正在一邊監控設備運轉，一邊監控船隻的搖擺顛簸。這是芬蘭能源及科技企業瓦錫蘭公司（Wärtsilä）正在進行的一次為時四小時的實驗，實驗由分別位於地球兩端的人員共同完成。

瓦錫蘭相信，未來的智能化船舶能夠讓船東更為高效地控制船舶的航行、降低能耗並削減排放。在各國空前緊密地通過國際貿易聯繫在一起的21世紀，我們面臨氣候變化的重大威脅。氣候變化會導致極端惡劣天氣及海平面升高，嚴重影響全球貨物運輸。因此，自動駕駛船舶堪稱是解決這些問題的雄心之舉。

另外，這些船舶還可實現無人駕駛，有朝一日可以通過計算機，而非人進行遠距離操控。

遠洋航運是一個規模巨大的產業，但其高科技含量卻不盡如人意。今天，在各大洋來往穿梭的很多輪船都是體型龐大，耗油量驚人的海上怪獸，這種現狀很多年都沒有出現顯著變化。

在不遠的未來，船舶設計會出現明顯改進嗎？已經開始改變道路車輛面貌的自動化技術是否也將改變海洋運輸？

世界船舶革命的一個主要推動力在於治理污染的急迫需求。要知道，16艘世界最大船舶的污染物排放量就已和全球所有汽車的總排放量不相上下。當然，大型航運企業同時考慮還有如何實現其利潤最大化。

瓦錫蘭公司數字化產業主管安德烈·莫甘特（Andrea Morgante）承認，瓦錫蘭開展的實驗要想成為航運業的現實還需要很長時間。但是，由於採用自動化技術後船東能大幅度削減人類船員的成本，他相信這一技術潛力巨大。

"想像一下能夠遠程遙控，在港口協助船隻進出港的新型拖船，"他說。另一個有潛力的市場是在港口間或沿海岸線運送貨物的近海貨船。

挪威康斯伯格海事公司（Kongsberg）正在與其他企業合作測試並部署具有上述用途的全自動駕駛貨船。

康斯伯格旗下有兩艘全自動駕駛貨船-Hrönn號和YARA Birkeland號正在建造。2018年下半年，80米長的全電驅動集裝箱船Birkeland號將投入使用。

康斯伯格自動化業務主管彼得·杜伊（Peter Due）對測試船隻上採用的傳感器的精度讚嘆不已。

"監控系統能探測到一隻啤酒罐，你看不清是海尼根（Heineken）還是嘉士伯（Carlsberg），但你能看到它正浮在水面上，距離船隻越來越近，"他說。機器學習能夠訓練系統如何判斷哪些物體較為危險，需要規避，他說。

"一隻海鷗可以置之不理，但是如果發現水裏有人游泳，就必須規避。"

英國南安普頓大學最近發佈的一篇報告稱，隨著技術成本不斷下降，且某些航運產業領域出現勞動力短缺問題，自動駕駛船舶將比人們當初預計更快地成為現實。

然而正如杜伊所指出，國際海事組織（IMO）等機構可能需要好幾年才能制定出自動駕駛船舶在國際水域航行所需的相關規則。然而，在一個國家的領海內，只需本國法律許可，自動駕駛船舶就可以迅速投入使用，他說。

無論未來船舶是由人還是機器人操縱，今天體型巨大、噴出滾滾濃煙的商業船舶都將最終改變其設計，從而減弱其對地球環境的不良影響。

例如，可以用玻璃鋼和塑料等復合材料建造船舶，從而大幅度降低船舶自重，減少能耗，提高裝載量。

歐盟近期啟動了"纖維船舶"（Fibreship）計劃，以發展長度超過50米的復合材料貨輪船體。

DNL GL船級社船舶設計教授及項目經理沃爾克·波特拉姆（Volker Bertram）說，自動駕駛技術對於客輪等其他種類的船舶還會帶來額外的優勢。

但是他說，對於大型船舶，尤其是裝載重型貨物的船舶，鋼仍然是最優材料。

"假如一艘油輪排水量的90%都是它裝載的石油，因此就不會有迫切需求採用輕量化材料，"他說。

日本Eco Marine Power公司正在研究裝備採用太陽能電池板的剛性帆作為船舶動力。

"開始時，在剛性帆上裝備太陽能電池板是不可行的。但是後來有了技術進步，成本也降低了，"公司社長兼首席技術官格里格·阿特金森（Greg Atkinson）表示。

他說，任何採用Aquarius系統的船隻仍然需要發動機和傳統燃油系統，但是風能和太陽能將有助於減少化石燃料的消耗。

在驅動船隻的可再生能源中，有80%的能量來自作用在帆上的風能，另外20%來自太陽能電池板。

Eco Marine希望在一艘大型船隻——鐵礦石、煤炭或糧食的大型商業貨輪——上對系統進行測試。

"這類船隻是這一新技術的目標市場，"阿特金森說。"它們的航速較慢，並且航線位於季風帶海域。"

除了Eco Marine Power之外，有其他公司也正在開發貨船剛性帆技術，其中一家公司計劃為運載能力2,000輛汽車的貨運船安裝剛性帆。

然而，剛性帆也需要額外成本，同時也有風險。強風下，如果剛性帆無法折疊並收回到甲板上或甲板下，會造成很嚴重的危險。

"現在出現了很多新概念，各種論文也出版了很多，但是卻很少有概念成為現實，"波特拉姆說。在數字化技術的協助下，船舶設計師能夠更為精確地模擬船舶在不同海況下的表現，能把能耗至少降低幾個百分點。

3D打印等新技術將改變某些船舶零部件的製造工藝。最近，荷蘭鹿特丹的一家聯合造船企業利用3D打印技術製造了一隻螺旋槳原型件。

當然，如果在海上某些部件破損需要更換，船上的3D打印機就可解燃眉之急。對於最大船舶的船東而言，這無疑是一項極富吸引力的技術。

這些形形色色的未來船舶技術——在半個地球以外自由操控的巨輪、用新材料建造，排放量更少的船舶、以及由太陽能驅動的船舶——將徹底改變遠洋航運業的面貌。

（BBC）克里斯·巴拉紐克 （Chris Baraniuk）