轉載從: Tech News 科技新報
雖然提起 AI 自駕系統往往會想到汽車，甚至無人機也更廣為人知與生活更加貼近，但船艦無人化的發展其實比想像中的還要迅猛，結合衛星通訊與自動 AI 的發展，海軍無人載具正走在世界新興科技的前沿。
Level 5 自駕仍遙遙無期，雖然隨著 5G 通訊開始商用化，無人公共交通已開始試行，但其實最先實用化其效益最高的可能還是無人船隻。比起自駕車，自駕船遠不需要擔憂擁擠的交通，且可以真正大幅減少人力成本。如何滿足人類在海上的基本生理需求，一直都是遠洋航行的挑戰。挪威的 Yara Birkeland 號有望在今明年就成為首艘投入商業運營的無人貨輪。
▲ 無人貨輪 Yara Birkeland 載貨量可達 120 TEU 且完全由電氣驅動，在如今疫情下發展更受到重視不過如今工程似乎也因疫情而停擺。（Source：Yara 官網）
必須注意的是，這裡討論的船隻無人化不是指光靠遙控操作（remote control），還必須有自駕（self-driving）能力，所以又稱海面自主航行船（MASS）。而其優點也遠不僅止於低成本航行，而是可賦予更高風險的任務，就算是遇上暴風雨等惡劣環境，也不用擔心人員傷亡。所以不僅在商業上，軍事上更受到青睞。而這項軍民通用的技術，發展比想像中的還要迅速。事實上，不少漁業船隊已開始引進民間自動化技術，甚至反過來向國防承包商輸出設備。
而近期，全球首艘完全無人駕駛的科研船已經下水，五月花號（Mayflower Autonomous Ship，MAS）這個船名將在 400 年後再度從英國普利茅斯啟航至美國，雖然已沒有新世界可殖民，但將改寫航運世界的規則。這艘無人船將搭載由 IBM Power9 CPU 和 NVIDIA V100 Tensor Core GPU 所構築的最新邊緣 AI 計算系統，使用近 30 個傳感器和 6 個攝影機，及紅帽自動化軟體，使船隻擁有先進的電腦視覺，這些技術其實和自駕車有類似之處。
▲ 準備使用太陽能動力來挑戰橫跨大西洋的無人海洋科研船五月花號。（Source：IBM）
新時代海軍
但這其實已不算是什麼前瞻概念，早在 2007 年 9 月，美國海軍就制定了無人水面載具的發展綱要（Unmanned Surface Vehicle Master Plan），積極探索自主水面無人載具的潛力。2010 年美國國防高級研究計劃局（DARPA）正式開展了連續追蹤反潛無人載具 （ACTUV）的計畫，如今技術已經進展到高級任務測試，未來甚至期望能在公海上依國際法處理問題船隻。
自動化是海軍非常想要實現的目標，這將會是新時代海軍的關鍵。而如今新興技術進入熱潮，遂有更快速的發展。早在 2016 年，全球第一艘無人反潛艦海獵人號（Sea Hunter）就已下水，可在公海上執行長達 90 日的巡洋任務。若不論遠航，在 2018 年，中國也發表了可進行集群演練的瞭望者 Ⅱ 型無人飛彈快艇。雖然技術上還是有差異，但無人化基本上已蔚為潮流。
軍民通用
有趣的是，海獵人與五月花有著相同的特徵，都為了能長期的探查海洋資訊，雖然一個是為了捕捉敵方潛艇，一個是為了科學研究，但設計上有許多共通點，均採用三船體以實現高速航行，且能夠在完全無人情況下透過衛星通訊及 AI 邊緣運算自主運行，就算氣象不佳，也仍有維持生存的能力。海獵人甚至在 7 級海象也能保證航行，可說是現今遠洋無人艦發展的主流設計。
值得一提的是，如海獵人的導航雷達採用的是商業零組件，而非特殊軍規，在自駕船的領域內很多都是軍民通用。這些技術證明了，未來不需要大船也能進行遠洋任務，且 AI 永遠不會對枯燥的海上生活感到無聊。以海獵人來討論，就是因為其符合以最少人力的方式來運行，不需要其他大型載具進行投放回收，可以自行返回港口停泊，只要單人就可以進行監視及遠端遙控。
且基本上只要關鍵時刻對機器下達指示即可。當海獵人發現可疑目標時，將會通過高度加密的衛星通訊進行聯絡，再由岸上人員決定進入追蹤狀態或是繼續巡邏。目前還不配有武裝，只是因為令 AI 自主使用武器可能會牽扯到倫理問題，但其機能上都已考慮進去。
▲ 無人軍艦的行動邏輯主要有兩種，保護海上區域及護衛海上通道，但行為也不能過於僵化，以避免被埋伏或襲擊，也是 AI 需克服的問題。（Source：美國海軍無人水面載具發展綱要）
適應新技術
海獵人滿載燃料也不過是 145 噸，且能以最快 21 節的速度來航行，未來將可能會與濱海戰鬥艦 （LCS）等，一起進行作戰任務，成為其掛載的模組之一，並配備更多武裝。現在已完成了突破性的長距離自主航行測試，從聖地亞哥航行到夏威夷珍珠港並返回，總距離近 8,370 公里。且在無人化後，船艦將能完全專注在更高性能的設計，能使用非常規傳感器單獨追蹤水下的柴電潛艇。
海獵人在 2018 年交付美國海軍後，現已改稱為中等排水量無人水面載具（MDUSV），又稱中型無人水面載具（MUSV），隨著裝備更新，未來的新艦可能會被賦予更多任務。事實上，海獵人也只是美國海軍探索更大型無人水面載具作戰的墊腳石而已，甚至這樣的追求已越發熱烈到，受到國會議員的質疑。顯示新興科技發展之迅猛，已使海軍實務更需要加快適應。
其中最值得關注的是，美國正打算組建以多艘大型無人水面艦（LDSUV）為主的「幽靈艦隊」，並將配屬給擁有最先進的朱瓦特級驅逐艦 DDG-100 的水面作戰第一中隊一起進行演習，這些船艦都是依海獵人的經驗所打造出來。大君主計畫（Project Ghost Fleet Overlord）更是寄望無人艦隊能夠承擔起大部分的任務，其將採用模組化設計，依任務需求來搭載各種感測、射控與武器裝備。甚至該技術能很有彈性的應用在民間船隻上。
▲ 美國 LDSUV 實驗艦就是由民間船隻改裝來的，美國海軍正積極投入該軍備計畫，甚至推遲了傳統艦種的預算。（Source：美國海軍）
但就算做到以上這些，無人船艦技術仍不能說是真正成熟，還是要面對若造成設備損害時該如何應急維修等問題，所以就算機能上可以單獨進行任務，但實務上還是會與大型戰艦進行編組，以確保可以進行足夠的後勤維護，才能真正長時間的進行任務。目前美國海軍的應對方案，就是在船上裝置冗餘的系統以防萬一。
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（首圖來源：美國海軍）