风景秀丽的清华园荷花池，因朱自清的《荷塘月色》远近闻名。今年上半年，这里来了一位特殊的“保洁员”――欧卡智舶水面环保无人船。按下手机App上的启动键，它便缓缓驶向湖中。与其他船只不同，船上空无一人，“驾驶员”全程都在岸上操作。遇到漂浮的垃圾或水草，船不仅不会避让，还会伸出两条“手臂”迎上去，把它们统统揽进“肚子”里。

就像行驶在河面上的扫地机器人，这艘“打捞神器”由陕西欧卡电子智能科技有限公司（以下简称“欧卡智舶”）自主研发。不过，四五年前，水面无人驾驶仅在军事上有所应用，像这样的民用产品研发尚处“无人区”。

“三无”状态下小步快跑 让技术走进现实

2017年，西北工业大学航海学院博士朱健楠结束国外访学和工作，回国寻求技术转化的机会。机缘巧合下，他和曾经的本科学弟、正在清华大学电子工程系攻读博士的程宇威“一拍即合”。瞄准水面无人驾驶的蓝海，他们决定进行学科专业资源整合，“尽管与空中无人机和陆地无人驾驶车的飞速发展不同，水面无人驾驶在行业应用上还缺少高频刚需产品，但全新赛道大有可为”。

哪些场景能够进行高频应用？又能解决哪些现实问题？朱健楠坦言，“确定大方向时，这些问题我们都还没有想清楚”。直到一次在浙江嘉兴西塘镇旅游，他们找到了技术落脚点。朱健楠还记得那天清晨6点左右，看到两位大爷已经撑着木船捡拾河面垃圾了，“清扫河面垃圾的工作既危险又繁重，内陆河流湖泊相对封闭，无人船技术应用到水面垃圾清理上似乎有很大可能”。

经过一番调研，他们认为，“不管是从国家对生态环保、河湖治理的重视，还是从民生角度考量，以及市场上的空白，研发无人清洁船进行水域维护都将是一件既有社会价值、经济价值，又饱含科技应用价值的事情”。于是，欧卡智舶正式注册成立，朱健楠任公司CEO，程宇威任CTO。

用什么技术打造这样一艘无人船？程宇威说：“最开始我们的想法很简单，就是通过遥控方式操作船来收集垃圾，主要考虑在城市公园湖泊和一些南方城市内河里使用。”但在第一个产品研发过程中，他们又觉得，仅靠遥控器是远远不够的，“因为遥控还是需要一个人一直关注船的工作进展。是否可以让船自己进行河面漂浮物的清扫？”他们又将自主控制导航、环境感知和避障等技术投入研发设计中。

任何创业者都要经历“三无”状态：缺钱、缺人、缺方向。他们也一样：最初的技术团队是俩人的师弟们和同学们，“甚至要去学校奖学金答辩现场去‘挖人’”；没有资金支持研发设计，朱健楠就靠参加创新创业比赛赚奖金、卖配件和杂物去一笔一笔赚。直到拿到第一笔投资，但供应链资源缺乏又成了大问题。他们来到广东东莞，“一家家工厂跑，和工人同吃同住，直到第一台无人驾驶清洁船样机研发制作完成”。

“第一台样机虽然搭载了自主研发的控制模块，但其实是用PVC管拼起来的”，朱健楠很担心，“一直在高校实验室里的他们会是闭门造车”，他们决定“小步快跑”，把第一样机投入实际场景的测试，让产品不断快速迭代。

朱健楠觉得，“做产品就要经过千锤百炼”。他们跑遍了国内大多数的江河湖泊，“想收集更多数据做产品实测，让产品的适应性和可靠度多增加一分”。他笑称，因为公司距离西安丰庆公园很近，在公园金湖上频繁的产品测试，使那里几乎成了他们的“第二个家”。

南京图灵人工智能研究院附近水域的无人停靠岸基。

产品、技术并行 和“天使”客户一起成长

从第一款产品样机到如今已推出三大系列无人驾驶清洁船，3年多来销售出的上百台船只都是团队一艘一艘卖出去的，“第一个半年里可能只找到5位左右的示范客户”。但尽管如此，朱健楠还是很感谢早期的“天使”客户。

“作为创新品类，前几代产品一定会存在各种实际操作问题，我们都会诚恳告知，希望他们能够把使用过程中的问题反馈回来，升级的新产品还会免费赠送。”他记得第一位客户是无锡的一家环保公司，“我们跟公司反复沟通后，他们甚至愿意用企业内的专项研发经费支持我们，共同完成产品迭代”。

有了客户实际应用的问题反馈，他们不断发现了更多需求，产品迭代升级和技术创新发展的速度快了起来。程宇威介绍，“最初研发的两米级无人驾驶清洁船更适用于小型水域，处于大型水域时就显得杯水车薪，因此推出了4米级、5米级的大型清洁船；最初的船类似于家庭扫地机器人的模式进行水面清扫，但其实水面垃圾的分布并不均匀，这就需要船在自主识别垃圾后前往清扫，因此我们又添加了识别技术，并针对垃圾多分布在水域沿边位置，研发了沿边清扫功能；初代产品需要工作人员将船的电池卸下来进行充电，但这种方式不仅具有一定的危险性，还耗费人力，因此我们研发了配套自主充电系统，让船自己返回岸基进行充电，甚至研发了自主脱困功能，被未知障碍绊住时能够自己解决，真正实现无人化作业”。

程宇威还告诉记者，尽管每个水域的水情都各有不同，但他们针对水域类型和水域边缘情况进行了分类，“希望通过几款通用标准化的产品去适应不同水域，在不同水域中存在的细分小问题，我们会通过算法学习等技术让船快速迭代和适应场景”。他们遇到的最复杂的水域场景，是一个两边遮挡比较多的内河，还会有各种各样的桥，“在这里进行无人化作业，就会存在信号定位不好等问题，需要我们自己研发的新的算法去解决问题”。

就这样，根据实际应用需求，小型无人驾驶清洁船已迭代了约三四十次，大型船则有近10次产品迭代，并自主研发了一键启动、自主航行、智能避障、区域清洁、自动返航等技术功能，还针对不同水域定制化模块功能，实现了水域清漂、安防巡检、水质监测、水下割草等一系列水域服务。公司也从最初的两人发展到了现在的80余人，并在今年建立了自己的市场团队。据他们的数据统计，散布在各地的船已清理了超过1万吨水域垃圾。

朱健楠说，尽管直到2020年公司才开始获得大量客户，“但硬科技的周期的确很长，需要市场、客户、投资人等包容我们慢慢地、一步一个脚印地成长。作为新时代科技公司，既要打磨技术不断适应需求和市场变化，面对竞争，还要不断磨练团队”。2020年8月，欧卡智舶完成千万元级A轮融资，由姚期智院士创办的图灵创投领投。此前，他们已经完成两轮融资，其中就有大疆“孵化者”李泽湘参与投资。

现如今，他们研发的无人驾驶清洁船，已在北京南沙河、成都麓湖、武汉沙湖、苏州中央公园和新加坡圣淘沙岛港湾、西班牙巴塞罗那港、英国泰晤士河等国外内水域，开启了工作之旅。

新加坡圣淘沙岛港湾水域工作的无人驾驶清洁船。

在不断地对水面无人驾驶技术更新优化后，希望能在智能水域交通新赛道上拓宽产品应用范围。在重庆两江新区成功落地了国内首个无人驾驶游船，就像陆地上的无人车、无人巴士一样，希望通过无人驾驶游船的方式，让游客安全、舒适地乘坐，甚至享用一份水上下午茶。

今年无人船研究方面还有哪些进展呢？

1、Ocean Inifinity持续扩张无人船船队

近日，全球领先的自主水下机器人运营商Ocean Infinity宣布将持续扩张其无人船船队，增订8艘78米长可载人自动船，作为其超低排放Armada无人船船队“下一阶段”的一部分。加上此前订造的13艘21米长和36米长的无人工作船，Ocean Infinity的Armada无人船船队将超过20艘。

首艘船计划在2022年年中下水，据Ocean Infinity介绍，这批船舶采用节能设计，可以在岸上远程控制，最初将只在船上保留最核心的船员。在适当时候，该系列船将转为无人作业，同时也只使用氨气等可再生燃料。

2、MIT开始测试能搭载乘客的无人驾驶船

麻省理工学院(MIT)计算机科学和人工智能实验室(CSAIL)日前公布一个新项目，一艘能够运送乘客的自动驾驶船。

今年，CSAIL推出了第2代自动驾驶船——Roboat II，这是一艘可以搭载乘客的船只。这艘船只有2米长，可以搭载两名乘客通过阿姆斯特丹的运河。这艘船共有四个推进器，可以向任何方向进行移动，还装备了激光雷达、GPS和惯性传感器来帮助它导航。虽然单体船只很小，但是它依然是模块化设计，这就意味着Roboat II可以由一艘领航船为主组装成体积更大的船只。

MIT将最初的Roboat规格定为普通船只的四分之一大小，而Roboat II发展到一半大小，这表明它正在慢慢发展到可以搭载4～6名乘客的全尺寸。

MIT表示，Roboat II可以在城市的运河上自动导航3小时以收集数据，然后返回到初始地点，误差范围不超过20厘米。

3、IBM联手ProMare打造“五月花”号无人驾驶船下水启用

由科技巨头IBM联手海洋研究组织ProMare合作打造的无人驾驶船“Mayflower Autonomous Ship”号(简称MAS)正式下水。

IBM指出，MAS设计用于提供一种安全、灵活和具有成本效益的方式来收集海洋数据，以帮助科学家了解全球变暖、微塑料污染和海洋哺乳动物保护等问题。MAS的特点是由IBM和Promare共同开发的“AI船长”，是船舶能够在没有人类船长或船员互动的情况下在海上独立地感知、思考并作出决定。新一代的船舶AI得到了IBM最新的先进计算系统、自动化软件、计算机视觉技术和Red Hat Open Source软件的支持。

据了解，这是全球第一艘全尺寸、完全自主研发的无人驾驶船，由英国普利茅斯大学船舶自主研发公司MSubs和游艇设计师Shuttleworth联手打造，其原型来自当年从英国普利茅斯港出发前往北美的“五月花号”轮船，该项目属于英国上议院发起的“塑造未来”计划，将耗资数百万英镑。

MAS长15米，宽6.2米，最大航速10节，使用太阳能驱动的混合电动马达提供动力。该船的设计风格很具有科幻性质，狭窄的外观跟无人机一样。之所以设计成三体船型是为了降低风阻，保持船的平稳航行，确保太阳能板浮出水面接受足够的阳光从而避免被海浪冲击。船体的材质还进行了优化，能减少 8% 的阻力。

4、同济大学多用途智能无人船亮相2020线上智博会

同济大学重庆研究院推出的智能环境监测无人船，一经亮相2020线上智博会便吸引了无数人的注意力。

据了解，智能无人船为水下打捞机器人提供的无人化搭载平台，并实现溺水人员的大范围快速定位。与其协作的溺水打捞机器人，可实现溺水人员监测、溺水人员定位、溺水人员打捞全过程的无人化。

5、挪威船企联手建造2艘无人电动滚装船

康士伯海事（Kongsberg Maritime）和Massterly公司（Kongsberg与Wilhelmsen的合资企业）已经与挪威杂货经销商ASKO公司签署了合同，将为2艘新造全电动船配备无人自主技术。

船东ASKO目前每天使用超过800辆卡车运输货物，该公司正大力投资环保技术，比如电动和氢动力汽车。此次新造的电池动力零排放滚装船每次可运输16辆卡车，将取代200万公里的陆地卡车运输，每年节省5000吨二氧化碳排放。

ENOVA为该项目提供了1.19亿挪威克朗（1360万美元）的资助，包括所需的港口基础设施。这些新船将配备康士伯海事提供的零排放和无人操作所需的技术，而Massterly公司则将通过其岸基的远程运营中心确保船舶管理和安全运营。这2艘船在早期运营时将配备少量船员，未来将实现无人航行。

据悉，新船预计将于2022年初交付，由挪威船舶设计公司Naval Dynamics设计，由印度国有的科钦船厂建造。

6、英国研制无人船成功完成大西洋大陆架勘测任务

英国SEA-KIT公司建造的无人水面船（USV）近日完成了为期22天的勘测任务，成功绘制大西洋逾1000平方公里大陆架的海底地图。

这艘12米长的USV“Maxlimer”号由SEA-KIT开发建造，并获得了欧洲航天局资助。“Maxlimer”号最高航速仅为4节，但其柴电混合动力推进系统效率很高。在结束航行返回普利茅斯之后，该船燃料舱中还剩三分之一的燃油，约1300升，远超过SEA-KIT原本预计的300至400升。

上个月月底，“Maxlimer”号从英国西南部的普利茅斯出发，向西南航行约460公里，通过船身上的多波束测深探测仪（MBES）测量了大西洋水深1公里的逾1000平方公里大陆架。

在此之前，这片海域基本没有在英国水文局记录的现代数据。因此，此次由“Maxlimer”号完成任务为未来的无人船海上勘察时代做出了极佳示范。

在“Maxlimer”号的整个航行过程中，SEA-KIT在英格兰东部托勒斯伯里（Tollesbury）的基地内通过三个卫星全程遥控“指挥”了整个航程。利用经由互联网的通信和控制系统，操作员得以远程获取船舶的闭路电视录像、热成像和雷达，同时监听该船周围的实况，甚至与附近的其他人进行通信。

7、SEA-KIT披露首个无人超级游艇支援船概念

英国SEA-KIT公司近日推出了一种新的超级游艇支援船概念，这是首次专门为游艇支援船领域设计的无人船。

据介绍，SEA-KIT这种远程运营的超级游艇支援船将大大改变超级游艇的运营方式，采用新兴技术，为游艇船东及其客人和船员提供一种增强的休闲体验。

新设计名为SEA-KIT Sigma设计，船长36米，基于SEA-KIT公司经过商用验证的无人水面船（USV）技术，这种技术已于2019年完成了无人横穿北海的航行。

SEA-KIT的这种无人超级游艇支援船还大大降低了超级游艇运营对环境的影响。由于没有船员，该船可以比一艘常规船更小，因此使用的燃料少得多。此外，SEA-KIT的设计还采用了一套混合动力系统，可进一步降低能源消耗和成本。一艘更小的船，其在港口和码头需要的停泊空间也更小，从而减少了基础设施要求及其相关的环境影响。

8、DP World推出中东首艘无人安全监视船

阿联酋DP World推出了中东第一艘自主安全监视船，以升级Jebel Ali港口，Mina Rashid，Mina Al Hamriya和阿联酋其他设施的安全和监视。

这艘完全自主的监视船可以远程控制，能够昼夜进行操作，具有“航点跟踪”功能，并具有可编程的故障保护设定，以实现保护安全和拦截危险的目的。其他功能包括先进的机器人技术和监视设备，包括具有360度连续视野的万向稳定摄像机，以及与指挥控制站实时通信的远程声学设备（LRAD）。

9、印度最大船厂首获挪威无人电动渡船订单

印度最大船企科钦造船厂（CSL）将为挪威船东建造2+2艘自主航行电动渡船。

据悉，新船长67米，最初将作为全电动渡船交付，由1846千瓦时容量电池提供动力。在挪威进行自主设备和现场试验调试之后，该船将作为完全自主航行的渡船运营，可以一次性运输16辆满载货物的欧盟标准拖车穿过峡湾。

该系列电动渡船由Naval Dynamics Norway设计，使用康士伯海事（Kongsberg Maritime）的系统，详细工程将由科钦造船厂进行，入级DNV GL，挂挪威船旗。

10、BMT披露新型“五角体”无人自动船船形

英国BMT特种船设计公司近日披露了一种新的船体形式，专门设计用于远程无人自动运营。据悉，这种船体型式名为"五角体"(Pentamaran)设计，已经经过优化，能减少燃料消耗和提高其在多种应用中的适应性。

这种“五角体”船能为国防和商用创新者提供多种应用，可定制配置用于军事、巡逻、情报监视和侦察（ISR）、反潜战（ASW）和水文调查工作。

“五角体”船已经被设计能尽可能减少阻力，有非常细长的中心船体和两个更小的船体或两边的“海绵”。“海绵”前后排列，两侧各两块，当船在平坦的水面上运行时，向前的海绵不会被淹没，因为它们只在波浪中提供横摇稳定效果。与三体船相比，“五角体”船永久浸没的体积更小，因此通过水的阻力更小。

文章来源： 海外网，中国船检 杂 志 社