“自动驾驶”的浪潮到达了海运行业。日本的造船公司和海运公司以及大学等机构正在展开合作，开发自动（无人）航行船舶的基本技术。该项技术的关键在于，有效利用“数字孪生”在虚拟空间中重现现实世界。研究人员效仿汽车行业，通过在计算机上重现自动航行所必需的条件并进行验证来提高开发效率。此举将会提高海上物流效率，预防发生事故，解决人才短缺等问题。
日本国内正在推进船舶的自动航行实验（供图：日本财团）
从陆地的控制中心监控自动航行的船舶（供图：日本财团）
此前，东京大学与日本邮船、三菱造船等公司开设了合作讲座，推进自动航行船舶的研究工作。该研究由东大研究生院新领域创成科学研究科的中岛拓也等人主导。
运用数字孪生和模拟（模拟实验）开发产品的方法，在汽车等领域已被广泛普及。这将有助于减轻使用实际机器进行性能和安全性评估的负担，并缩短开发周期。该研究也导入了同样的方法。
中岛等人的研究特点在于，没有将数字孪生拘泥于船舶单体的设计上。除了制定航行规则之外，还将利用数字孪生来实现产业结构整体在设计上的优化，包括经济性、环境指标、劳动力等。
首先在船舶单体的设计中，将首先在计算机上重现船体，并设定风浪等各种条件来模拟海上航行。通过这种方法，对船体的设计和电气系统、螺旋桨以及通信机器等搭载设备获得所需的必要条件。
采用这种方式设计出的自动航行船舶之后将适用于作为探讨航行规则的模拟作业。主导自动航行国际规则制定的是国际海事组织（IMO）。例如，当多艘自动航行船舶聚集时，就需要遵照规则相互避让。虽然现在仍是以手动操作为主，但如果是自动航行船舶的话，最佳规则就会改变。
航行规则也会根据通信机器的种类等自动航行船舶的规格而发生变化。因此，研究人员将在协调船舶和规则设计的同时，寻找一个最佳解决方案。
研究团队还将建立一个可预估对产业结构整体所产生影响的框架。负责海运行政的各国当局也可以由此获得有用信息，包括引进自动航行船舶后会给经济带来多大的冲击等。
例如，它可以用于开展对自动航行船舶的补贴和特区设置方法等的探讨，还可以设定自动航行的技术水平等，根据技术的成熟度进行放宽限制等模拟作业。海运公司可以利用其进行投资估算，或者在人才录用方面发挥其作用，算出他们需要的船员人数。
数字孪生的使用也有利于高度透明的决策制定。造船公司和海运公司及行政等各相关方共享相同模式，可以基于共同的前提探讨最佳的引进形态。中岛表示：“我们希望多位利益相关方可以将其作为进行决策和达成协议时使用的工具。”
在新冠疫情的冲击之下，海上物流的效率受阻，这给全球供应链造成了巨大影响。目前的挑战在于，提高效率、解决船员短缺、预防大多由人为失误所导致的海上事故等。自动航行船舶的普及将有望成为打开这一局面的突破口。
另一方面，在技术的成熟度和运用规则等方面，在应用上也有不同于汽车的情况。
与自动驾驶汽车要在道路这一预定环境下行驶不同，海洋在航向方面具有更大的自由度，需要考虑的因素也更多，例如多变天气的影响等。考虑到船舶的局限性，比如它不能像汽车那样可以立即转弯或停下等情况，这就需要开发出一种算法。此外，船员最低配员标准等操作规则也尚未确定，因此相关企业难以开展全面的投资。
尽管欧美等海外国家及日本的自动航行船舶的实证试验正在不断进展，但在推广普及时仍面临着许多课题。因此有必要推动政府参与规则制定、加快全行业的技术研发。
日文：茂野新太、《日经产业新闻》、2023/3/15
中文：JST客观日本编辑部
