前沿高新技术下，智能船舶的未来是什么？

“智能船舶不等同于无人航行船，船舶智能化发展牵扯整个船舶制造业和航运业的数字化转型和升级。”7月6日世界人工智能大会（WAIC）现场，在“AI赋能海洋”—自主船舶·引领未来暨2023年度中国智能船舶创新联盟高端学术论坛（以下简称“论坛”）上，中国工程院院士吴有生作出上述表述。

(资料图)

“无人驾驶并不是船舶智能化的终极目标，主要考虑船舶的节能能力和安全性。尤其是从船东的角度来看，对船舶的经济性和安全性关注度比较高。”中国船舶集团有限公司科技部专务王玮在WAIC现场接受澎湃新闻记者采访时表示。

7月6日，澎湃新闻记者在WAIC现场获悉，由中国智能船舶创新联盟理事长单位上海船舶研究设计院牵头编制的《智能船舶发展白皮书——远洋船舶篇》正式发布。智能船舶定义方面，白皮书指出，是综合运用感知、通信、控制、人工智能等先进信息技术；具备对复杂环境及自身状态的自主感知、智能决策、多等级自动控制能力；比传统船舶更加安全、经济、环保、高效的新一代船舶。

白皮书从船舶决策和控制能力的角度出发，将船舶智能化水平分为5个等级，明确了人和系统在控制、监视、失效应对方面的协同关系和监管地点。其中，L1至L5分别为辅助决策、部分自主、有条件自主、高度自主和完全自主。例如，L1定义为“系统提供决策建议，人做决策并操作”；L5定义为“全场景下系统自主决策并完成操作，不需要人介入”。

中国智能船舶还有多长的路要走？

智能船舶已成为全球航运业的趋势性发展方向，随着感知、决策、控制等技术的创新研发与应用探索，智能船舶正循序渐进地从局部向全船、从外延到内涵应用拓展，技术方向由信息化、辅助决策向数字化、自主操作不断迭代发展。

“智能技术在我国船舶工业领域里主要体现在，船舶产品的智能以及船舶建造、全过程的智能这两方面。”中国工程院院士、上海交通大学原校长林忠钦在论坛现场交流时表示，船舶智能制造方面，尽管中国的造船规模和产能是全世界最大的，但船舶工业依旧面临挑战，很多船舶配套产品仍需依靠国外，这个改变需要长期的过程。此外，智能航行并不意味着就是无人船，船舶产品的智能角度以智能航行为核心，安全、能耗、绿色等方面都非常重要。

吴有生还指出，当前我国仍为造船大国而非造船强国，因此要实现我国船舶行业配套领域的数智化，首先要看所有的船舶动力和配套设备、所有的环节能不能实现数字化控制、故障的智能监测以及能效管理的智能监测。其次，要抓智能制造。我国造船产量虽高，但每单位造船吨位的能耗、材耗、功耗都不低，因此需要考虑如何撬动智能制造，使造船效率再提升。

“对于船舶来说，随着智能技术的发展，搭载越来越多的智能系统后，可以推动船舶更安全、高效地航行。”中国工程院院士严新平在论坛上表示，现在智能船舶面临的一大问题是，每个系统都在既有的设计规则上搭载，有的船上有七八个品种，而各类系统真正融合成为一体化装备的目标方向，目前还未实现。一旦实现，既可以减轻船员的负担，还可以辅助船员更好地提高感知。

“智能船的发展还有很长的路要走，在我们技术不断叠加和发展过程中，将逐步实现真正会思考、会决策、会控制的智能化的应用场景。”严新平还作出上述表述。

智能船舶的发展趋势方面，严新平进一步指出，目前通过各种智能系统的搭载，获取大量的数据以更好地建模，在未来将按照机器人系统实现智能船舶的设计。船员逐步从船端移到岸基后，船的设计规范、布局形式以及未来船的结构形态都会发生变化，届时可以按照机器人的基本结构组成一部分，包括感知系统、决策系统、控制系统、动力装置等。

细分至游艇领域的智能发展，上海船舶研究设计院创新中心副主任、研究员杨博在论坛上表示，游艇未来的发展方向是智能和绿色，智能主要体现在数字化和自主化两方面。

据悉，中国船舶集团上海船舶研究设计院从去年开始研制的中国首艘自主航行智能游艇“智艇1”，初步计划在今年下半年进行发布，该游艇具备智能航行、智能安防、智能舱室以及智能运维4个功能。其中，核心的智能航行方面，有自主靠离泊、自主航行、定点定速巡航、一键返港、新手模式五个应用场景的功能。

“目前尚无智能游艇的规范，未来智能游艇的推出绕不开法律法规。”杨博在论坛上提及，智能游艇与陆地汽车相比，其无人驾驶的技术更复杂，包括环境感知等，所以更需要通过规范确保航行的安全性、设备的可靠性以及人员的舒适性，也需要针对性地制定规范以促进智能游艇合法运营。

谈及智能游艇的未来展望，杨博介绍，对于航程较短的内河湖泊或者特定水域，未来智能游艇可以做成纯电动、基于5G通讯；自主决策系统可以放在岸基，以减少游艇上的设备系统的部分；此外，所有的智能系统需要高度集成，尽量减小设备的尺寸和重量；最后，游艇将实现完全自主的L5级别。而对于近海或者沿海航程长一点的智能游艇，未来将设计为混合动力、卫星+5g通信、船基自主决策、模块化集成、并实现高度自主L4级别。

船舶行业如何应用ChatGPT？AI在船舶行业的下一个机会在哪儿？

下一波人工智能技术可能会应用到船舶领域哪些方面？

严新平在论坛上表示，有三个方面非常重要，一个是如何深化智能水平和智能等级；第二是如何把人工智能里最前沿的技术跟航运、船舶的功能进行结合；第三是无论是航运智能系统还是船舶的智能系统，系统本身的可靠性和安全性能力的测试，是非常重要的发展方向。

其中，严新平提及，未来在新技术应用的方面上，可以考虑分场景、分船型和分工况来细化各种智能系统的适用范围，应用云计算等算力手段，研发船用的控制单元，每个控制器来助力智能等级的提升，逐步完善设备的智能标准和协议，逐层构建传感设备链接的可拓展性，实现智能技术由增强和辅助的赋能阶段向替代一些能源和船员的自主阶段进行研究。

ChatGPT的出现推动了各领域人工智能应用的落地，在大模型大热的背景下，船舶行业如何把握高新前沿技术的机会？

“短期内元宇宙、ChatGPT等技术可能还不太会应用（于船舶领域）。”中国船舶集团有限公司科技部专务王玮在WAIC现场接受澎湃新闻记者采访时表示，毕竟从基础的东西到工程应用落地还需要一个很长的过程。

但同时，业内已经能看到ChatGPT未来应用于船舶领域的新机遇。

大模型与船舶领域结合的趋势方面，严新平在论坛上指出，如何开展以水务交通场景为背景，进行参数微调、知识拼接，多模态的专项研究工作，从而真正研究航运业所需要的综合大模型，使其在融合船舶导航、驾驶操控、人机诊断、能效管理和应急措施方面专业知识的同时，构造出可配置以及高度拟人化的产品，起到对话响应、模态分析、预警提示等智能应用。

“未来，具备行业特征的大模型应用将大有可为。”严新平表示，具备船舶、航运行业特征的“ChatGPT”，可以在新一代航运系统的技术体系中逐步承担包括专业知识查询、驾驶培训场景的拟人交互、航行辅助场景中的瞭望提醒、船舶远程场景中的船和船之间的沟通等功能。在不大幅度增加设备投入的前提下，“ChatGPT”的应用或将显著提升培训的效率、降低船员的值班压力，从而进一步提升船舶航行的安全性。

严新平进一步表示，在船舶的测试能力建设方面，可以基于大模型的系统工程，来研发嵌入式智能系统，选取代表性的船型、公开数据、对比数据、验证数据，打造船舶设计、制造、总装、测试、试验、运营全功能的测试能力。同时也呼吁国内很多测试场，相互之间建立更多的互动，把不同的大模型在不同的场景上进行对标和验证，帮助测试能力和水平大幅提升，为将来智能系统的安全性、可靠性的验证奠定很好的基础。

（文章来源：澎湃新闻）

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