广告
寂寂无闻的无人船,它会是机器人领域下一个蓝海?
导语:看惯了无人机的喧嚣,听惯了无人驾驶汽车的热闹,无人船可能是机器人领域最寂寂无闻的小角色。但相关专家表示,无人船产业当下量级虽然不大,却具备蓬勃发展的潜力。陆地资源环境渐趋严峻,海洋战略、“一带一路”战略地位日益突出,这为无人船开辟了宏大的战略格局。
看惯了无人机的喧嚣,听惯了无人驾驶汽车的热闹,无人船可能是机器人领域最寂寂无闻的小角色。但相关专家表示,无人船产业当下量级虽然不大,却具备蓬勃发展的潜力。陆地资源环境渐趋严峻,海洋战略、“一带一路”战略地位日益突出,这为无人船开辟了宏大的战略格局。

__无人船用来干什么?__

无人船是一种可以无需遥控,借助精确卫星定位和自身传感即可按照预设任务在水面航行的全自动水面机器人,英文缩写为USV。

最近一则关于无人船的消息,应该还是在9月份,英国罗尔斯·罗伊斯公司公布了由其引领的“高级无人驾驶船舶应用开发计划”(AAWA)项目。该公司船舶业务总裁MikaelMakinen表示:“无人驾驶船舶是船舶行业的未来。智能船舶具有如同智能手机一样的颠覆性,将彻底改变船舶设计和运营的格局。”

寄望无人驾驶船舶颠覆航运业,可能就像希望无人驾驶汽车能变革汽车产业一样,看上去很美,但路还很遥远。实际上,无人船并不只是指上述的无人驾驶船舶,还有小型的无人船,它在采样监测、水文测量、气象调查、湖泊地形及海洋测绘等领域发挥着重要作用。

在这些领域为什么会用到无人船呢?云洲智能创始人兼CEO在采访中表示,比如水质监测领域,传统采样方式多是临时招募人员划船打水,每个月只能进行一次;而在线监测则要在水面不同位置放置浮筒,每个浮筒价格高达80万到120万元。无人船不需要人来遥控,这些枯燥、重复、危险的工作,都可由无人船来完成,不仅能节省成本、提高效率,还能代替人至危险领域进行操作。

__无人船开发还有哪些技术挑战?__

在装备制造的大家族里,无人船作为先进新兴海洋装备有着较高的技术门槛。其所处的应用环境——海洋,对其性能提出了一系列挑战。全自主控制、目标识别、智 能壁障(水面、水下)、多传感器信息融合、系统集成、高海况自主收放、风浪流/高海况的影响等诸多技术问题,都是无人船在技术层面需要考虑的因素。

在12月2日举行的中国物联网大会智能机器人分论坛上,科微智能研发总监邓卓明分享了目前无人船研发中存在的三大挑战:通信、壁障和控制。

在通信上的挑战,主要表现在通信视距和通信时延上。无人船在海上航行,与基站通信存在视距问题。如果船速较快,行驶时间只能在10分钟左右就会和船失联。目前国内无人船大多采用网桥的工作模式,最远只能到达25公里,尽管通信视距的问题可以采用卫星通信解决,但由于成本太昂贵,目前只有在军事上使用。科微智能在和国内高校合作开发基于大气波导的传输模式,在海平面寻找特性的信道进行超远程通信。高速船的速度可达到每秒50~60米,如果通信延迟200ms,下达指令的时候,船身已存在10米左右的误差。

无论是无人机、机器人还是无人船,避障是最基本又最重要的功能之一,否则随时可能船毁。但是,传统的雷达避障只能发现障碍物的距离,障碍物的大小和形状无法获知,需要使用短波和低功耗雷达。激光雷达虽然可以探测出物体的形状以及大小,但探测距离也只有几百米。美军的无人船就是使用激光雷达,探测海浪校准船身,但是售价高昂,一个成本在70万美金左右。利用双目视距避障,可以进行物体的图像重建,识别物体的大小和距离,进行航迹规划,但是易受天气影响。而Automatic Identification System(AIS)系统,虽然可以获知附近船舶的信息,进行航线规划,但如果对方不打开AIS系统,则不能主动获知对方的船舶动态信息。

在无人船领域,有些技术国内追赶较快,已达到世界领先的水平,比如控制技术。通过传感器计算出船身姿态,检测海浪以及风向,通过动力系统调节船身姿态,这样让船可以适应更高的海况等级。当然,无人船控制的最高等级是采用AI技术,让无人船自主航行和执行任务,并对当前各种状况进行自主判断和处理。目前,云洲智能已经实现无人船在自由水域的全自主航行,成为继美国军方之后,第二家掌握这一高水平控制技术的机构。

__无人船领域绕不开的伦理问题__

尽管无人船技术日臻完善,但其最终实现仍绕不开日益凸显的伦理问题。如同人们面临无人车技术时提出的一系列问题——无人驾驶汽车在面临“电车问题”时选择救五个人还是一个人?在事故中应该优先保护车内乘客还是路上行人、车辆呢?谁应该为即将出现的无人驾驶汽车事故负法律责任呢,是车主、制造商还是程序员?在什么情况下允许无人驾驶汽车违反交通法规呢?

水面无人船同样需要面临类似的问题,除了满足海上避碰公约之外,操作员的培训、事故发生后的责任划分仍是困扰着研究人员、法规制定者的一个难题。相信就在不久的将来,无人船将载着人类的智慧和希望驶向远方。

__2019年,无人船市场规模或达百亿美元__

与其他传统装备制造业甚至是同样年轻的无人机领域相比,无人船可以说是一个新兴产业。10年前,无人船产业还是一片空白。这一装备最早属于军用产品,美国、以色列、欧洲等国家地区在其研发制造上处于领先位置。

业界人士预计,全球无人驾驶船市场规模2019年可能达到大约100亿美元。但云洲智能的销售经理张致力也曾向记者表示,无人船现在的发展阶段相当于十多年前的无人机,谈进入大众消费市场还为时尚早,目前更多是面向行业应用。据武汉楚航测控科技有限公司总经理刘勇预测,国内无人船在测绘、水文和水质监测领域的需求约为2000套,按每套系统60万元计算,有超过10亿元市场容量。国产无人船价格和售后优势明显,未来潜力无限。

相比无人机市场的激烈竞争,像无人船这样的冷门科技领域更易“弯道超车”。

目前,全球无人船市场滞后于无人机10—15年,全世界只有20多家企业生产无人船,这个产业在国内更是几乎空白。但是无人船前景广阔,应用价值不可小觑。即便是当前作为配角的民用领域,来自水质监测和水底测绘的需求,就已经蔚为可观。可以预见,国产无人船携低廉的价格和便利的售后服务优势,在测绘、水文和水质监测领域开拓市场,有望推动一批无人船企业做大做强,让这个“弯道超车”更加漂亮。
Write
注:机器人网原创文章,欢迎转载与分享,转载请注明出处。
广告
推荐使用浏览器内置分享