AI已經開始徹底改變船長在船上的操控與反應方式。過去,船長完全依賴直覺、傳統導航和機械儀表。如今,隨著AI逐步融入新型船艇技術,船長們在各種船載系統中都有了部署AI的新選擇——從系統監控、導航工具,到攝像頭與安全監測,乃至更多領域。
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新的AI工具能夠識別水中的潛在危險、選擇最佳航線、預測水線上下環境的變化等等。本質上,AI輔助的游艇駕駛可以——也必將——在船舶操作中為船長分擔部分負擔。最基礎的AI輔助駕駛,是通過融合攝像頭、雷達、GPS和傳感器信息,形成關于船舶自身及其周圍區域更全面的數據集。其目標是讓駕駛變得更安全、高效、輕松且精準。但要做到這一點,也需要操作者以一種前所未有的方式,交出部分控制權。
AI驅動的危險探測
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Sea.AI Watchkeeper瞭望者系統
危險探測是AI輔助駕駛中最具前景的解決方案之一。傳統導航方法依賴于船長的視線,以及已生產數十年的成熟機械與數字儀表。而AI解決方案則通過持續監測環境,識別障礙物、浮標、游泳者、水下物體或其他危險,從而增強視覺能力。它借助360度攝像頭和增強視覺技術(如FLIR紅外熱成像、熱成像等)來實現。這樣一來,即使在低能見度條件下,船長也能更容易地發現航行區域內的潛在危險。即便船長肉眼看不到危險,AI監控系統也能提前發出警報。
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Sea.AI Watchkeeper瞭望者系統
例如,SEA.AIWatchkeeper是一款基于AI的攝像頭系統,旨在為船長提供持續監控。它通過提供船長原本無法探測到的信息,來提升白天和夜間的安全性與態勢感知能力。該系統不僅適用于商用船舶,也適用于摩托艇和帆船。Watchkeeper可以探測各類物體,如漂浮碎片、浮標、游泳者,以及因波浪、天氣或光線而未必可見的其他船只。白天和黃昏時段,RGB攝像頭通過評估周圍區域來保障安全航行;熱成像攝像頭則在視線受阻時提供增強的夜視能力。它的關鍵優勢在于能夠輕松集成到多家主流廠商現有的導航顯示屏中。
智能避碰與“保護氣泡”
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佳明 AuoPilot系統
除了安全監控,AI還被證明能夠主動避免碰撞。避碰技術可在船只周圍形成一個“保護氣泡”。系統持續監測船只與周圍任何物體之間的距離,一旦有物體越過特定閾值,就會發出警報。更先進的系統甚至可以與船的舵機和推進系統聯動,在船長介入之前(或無需船長指令)自動采取修正措施。本質上,避碰系統就像自動駕駛儀,但多了額外的AI輔助。
例如,佳明(Garmin)配備SmartTrack的自動駕駛儀采用九軸固態姿態航向參考系統(AHRS),幫助船只保持穩定航向,并在波濤洶涌的水域中主動抵消俯仰和橫搖。系統會持續自動調整舵角,防止航向偏離,減少航向誤差,同時最大程度地減少多余的轉向和動力消耗。最終,乘客能享受更平穩的航行,減少不必要的船體晃動。當與 Garmin Fantom雷達配合使用時,該系統還能利用雷達信息監測附近物體。一旦探測到物體,數據便會傳入系統,供船長做出相應響應。
自主停靠
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Avikus自主停靠系統演示
停靠通常被認為是游艇駕駛中最具挑戰性的任務之一,尤其是在天氣或水流影響船體運動時。基于AI的自主停靠系統通過自動化或為船長提供精準引導來解決這一問題。系統會綜合考慮風速、水流方向以及船只的動力學特性等因素。
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Avikus Neuboat控制系統
例如,韓國HD現代集團旗下Avikus的AI NEUBOAT停靠輔助系統利用先進感知技術,提升了低速操控的安全性和效率。在停靠過程中,系統能夠探測、分析并應用障礙物識別、距離計算和運動信息,從而為船長提供輔助或部分自動化操作。系統會考慮風、水流等環境因素,抵消它們對船體運動的影響,使船長能夠更輕松、更安全地操控船只,獲得更強的控制力和精準度。
現代重工子公司Avikus智能導航和靠泊解決方案NeuBoatDock
Avikus Neuboat Dock II泊船輔助系統提供完整的360度全景視野,具備云臺變焦功能、動態物體探測,以及一個“虛擬保險杠”,在船長操控時提供可感知的安全邊界。其他主流廠商,如賓士域(Brunswick)公司,旗下船用電子公司Simrad也開發了類似系統——Simrad AutoCaptain(船舶自動駕駛系統),這是全球首套完全自主停靠系統,可在無需操作員輸入的情況下完成船只停靠(如下水視頻所示)。
AI導航與航線優化
AI的融入為海上導航開創了全新維度。現在,航線可以根據不斷變化的因素進行優化,如船只交通擁堵、天氣變化、潮汐影響的水深等等。這不僅讓航行更安全,也更具經濟性。
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Furuno的 VR導航系統
Furuno公司正將基于AI的概念融入導航系統,其創新包括VR導航系統(3D鳥瞰視圖),通過創建船舶及其環境的實時三維透視,優化航線規劃和態勢感知。該功能將海圖數據、雷達信息、AIS目標、碰撞風險區等關鍵信息整合到一個界面中,方便船長分析。系統還可以調整高度、角度和縮放級別,使操作者能夠從多個視角評估交通流、風險和最佳航線,在擁擠水域導航時尤為實用。目前這一概念主要應用于商船,因為大型船舶在繁忙水域存在安全風險,但更小的系統已經開始加裝到超級游艇、游艇和日間巡航艇上。
預測性天氣與波浪分析
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天氣是游艇航行中最不可預測的因素之一,但AI技術如今為船長提供了更好的實時數據,以便更準確地預判環境變化。通過分析歷史數據和當前數據,AI軟件能夠以驚人的精度預測天氣趨勢、天氣模式以及波浪高度。這給了船長更多提前量來改變航線或為變化的條件做好準備。
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PredictWind通過其 AI Polars服務,利用AI技術提供高精度的天氣和水況預測。系統通過傳感器和PredictWind DataHub等設備,收集所安裝船只的實時信息。作為回報,PredictWind訓練軟件理解船只在各種天氣條件下的表現。該系統直接接入船只的儀表,PredictWind開始追蹤船只的實時數據,從而生成一個與船只性能特征和操作風格相匹配的優化“船用極線圖”。
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例如,通過向機器學習極線圖提供數據,風速、波高和周期,以及夜間謹慎航行等行為變化都會被納入考量。系統基于歷史數據和實時輸入,逐漸了解其水域和船只特性。在擁有基線數據集后,PredictWind利用其天氣路由系統,根據預測數據以及船只已知的性能能力和傾向,推薦最優航線。用戶還可使用相關的移動端和桌面端應用程序,獲取風、雨、錨地等多類相關數據。
AI技術正在為游艇體驗開辟一片新天地。這些先進的系統讓傳統導航變得更智能、更靈敏,幫助船只和船長避開危險與碰撞,安全高效地完成停靠,甚至提前預測天氣與波浪動態。這套全新的數據體系,旨在為游艇使用者提供前所未有信息,從而保障安全。隨著技術持續演進——而且演進速度會很快——AI必將迅速成為現代海上操作的核心基石。更安全的船只,更安全的船長,以及更美好的水上體驗。
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