人工智能

AI船长了解一下!IBM将派出无人驾驶船横跨大西洋,重走“五月花”号路线

大数据文摘出品来源:venturebeat编译:大萌

过去几年,自动驾驶汽车的新闻占领了头条,但与此同时,其它自动驾驶类交通工具也在蓬勃发展。
本月,IBM和Promare(英国一家非盈利组织和公共慈善机构,致力于海洋研究和探测)将对一个基于人工智能的航海导航系统进行试验,为即将在9月6日启程的无人船做准备,该无人船将横跨大西洋,重行400年前五月花号的航线。
1620年,原五月花号将英国首批移民由英国的普利茅斯运送到今天的美国马萨诸塞州普利茅斯市。五月花号的1.0版本是一艘桅杆帆船,和那个时代的商船一样,主要依靠风和人类航海技术确定前往新世界的航向。而新五月花号自动驾驶船采用由风能和太阳能提供混合动力的方式,并配有柴油发电机作为后备动力。

五月花号自动驾驶船航行路线
此外,原五月花号的最大行驶速度仅为2.5节,总共耗时两个月抵达终点。而升级版的五月花号船速可达20节,不到两周就可以完成航行。

AI船长

五月花号自动驾驶船由风能和太阳能提供混合动力,并配有柴油发电机作为后备动力。
本次任务于去年十月公布,其目标是在没有人为帮助的情况下解决常见的在危险水域航行会遇到的阻碍。
船上的AI船长不能够总是依赖GPS导航和卫星通信,并且处理实时数据需要较高的传输速度。这就是为什么AI和智能导航必须能够在本地处理分析数据,而实现这一功能的关键技术就是边缘计算
“边缘计算对类似五月花号自动驾驶船的实现至关重要”,IBM负责边缘计算的首席技术官Rob High表示。“船舶的航行需要获取周围环境信息,并基于环境做出智能决策,再在最短时间内对这些信息进行分析——即使在间歇传输的情况下,并保证数据安全,不受网络威胁。”
过去几年,新五月花号的研发团队始终致力于训练该船的AI模型,使用了在普利茅斯湾收集的航海图片,以及其它的开源数据库进行训练。
为提高机器学习能力,该船使用的是IBM Power AC922系统,该系统已在诸多全球大型人工智能超级计算机上应用。在IBM的PowerAI Vision的协助下,五月花号的AI船长能够探测和识别船只和浮标,以及包括残骸在内的其它障碍物,并能够对接下来的动作进行决策。
例如,当五月花号自动驾驶船遇到货船与其他船只发生碰撞导致部分货物掉落的情况时,AI船长将会采取行动,使船上的传感器和软件相配合,从而绕开障碍物。AI船长主要通过雷达探测前方的障碍物,并利用相机提供额外的水中障碍物可视化数据。
而且,自动识别系统能够利用预先的船只信息,包括其类别、重量、速度和货物类型等等。货船的无线电广播警告也能够被接收和识别,帮助AI船长决定是否需要改变航向。

AI船长可利用的其它数据来源于导航系统和航海图服务系统(提供当前船只的位置、船速、航向和航线)、姿态传感器(监测海水状态)和回波测试仪(提供水深数据)。
船载管理系统还会提供一些关键数据,例如电池电量和功耗,这些信息结合天气预报能够用来帮助AI船长在危险海域制定出最佳航线。

五月花号自动驾驶船的性能管理系统
最重要的是,AI船长能够和其他的附近船只进行语音通信,来传达计划上的改变。

五月花号自动驾驶船的AI船长在向临近船只广播信息
目前五月花号自动驾驶船还在波兰的格但斯克市进行建造。本月AI船长将在隶属于英国普利茅斯海洋研究所的载人科考船普利茅斯探索号(The Plymouth Quest)上进行测试。本次测试的主要目的是判断AI船长在真实状况下的表现能力。在九月启程前,反馈结果会被用来对船只的主要机器学习算法进行提升改善。

测试船:普林斯顿探索号(The Plymouth Quest)

自动驾驶船研发现状

全球90%以上的贸易都依赖于海上运输,因为这种运输方式是进行大批货物运输时成本最低的方式。和无人驾驶汽车一样,电力自动驾驶船的一个主要优点是它能够在减少污染的情况下减少事故发生,因为至少四分之三的海上事故都是由于人为操作失误导致的。
而且,无人船为更长期的科研任务提供了可能,这使得像食品、船员、船员的身心健康和工资等将不需再计入规划和预算的考虑范围内。
近些年全自动航海运输领域正在蓬勃发展。回溯到2016年,有新闻报道称美国国防高级研究计划局的研发部门正在开发被称为海洋猎手号(Sea Hunter)的军舰。两年后,美国国防高级研究计划局将海洋猎手号雏形移交给美国海军研究室进行进一步的迭代升级。过去几年,挪威的Yara Birkeland号无人船也在研究中,预计在2020下半年投入商业运营。挪威科技大学也进行了小型电动无人客船的实验。
此外,劳斯莱斯公司在芬兰展示了自主研发的全自动客船,并宣布与因特尔进行合作,这项伟大计划的一部分是希望在2025年让自动导航货船航行在海洋上。
自动导航船领域正在快速发展中——最近Allied Research的一篇报道中指出目前该领域的投资金额已达880亿美元,预计在十年内这一数字将达1300亿美元。但是在其它公司致力于在船舶航行的各个方面实现自动化之时,新五月花号已经实现了完全自给自足,并在操作中无任何直接的人为干涉。
五月花号自动驾驶船的首席技术官Don Scott指出,现在许多自动驾驶船仅仅是自动化的机器人,它们无法动态适应新情况,并严重依赖操作人员的控制。基于对IBM的AI技术、云技术和边缘技术的整合,我们致力于让五月花号完全自主并尽可能地突破目前的技术边界。
在五月花号携带清教徒横跨大西洋事件过去四个世纪后,我们将要进入一个全新的海洋探险纪元。
相关报道:https://venturebeat.com/2020/03/04/ai-ai-captain-how-the-mayflower-autonomous-ship-will-cross-the-atlantic/

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