「自動駕駛」的浪潮到達了海運行業。日本的造船公司和海運公司以及大學等機構正在展開合作，開發自動（無人）航行船的基本技術。該項技術的關鍵在於，有效利用「數位孿生」在虛擬空間中重現現實世界。研究人員效仿汽車行業，透過在電腦上重現自動航行所必需的條件並進行驗證來提高開發效率。此舉將會提高海上物流效率，預防發生事故，解決人才短缺等問題。
日本國内正在推進船的自動航行實驗（供圖：日本財團）
從陸地的控制中心監督自動航行的船（供圖：日本財團）
此前，東京大學與日本郵船、三菱造船等公司開設了合作講座，推進自動航行船的研究工作。該研究由東大研究生院新領域創成科學研究科的中島拓也等人主導。
運用數位孿生和類比（類比實驗）開發產品的方法，在汽車等領域已被廣泛普及。這將有助於減輕使用實際機器進行性能和安全評估的負擔，並縮短開發週期。該研究也導入了同樣的方法。
中島等人的研究特點在於，沒有將數位孿生拘泥於船單體的設計上。除了制定航行規則之外，還將利用數位孿生來實施產業結構整體在設計上的最適化，包括經濟性、環境指標、勞動力等。
首先在船單體的設計中，將首先在電腦上重現船體，並設定風浪等各種條件來類比海上航行。透過這種方法，對船體的設計和電氣系統、螺旋槳以及通訊機器等搭載設備獲得所需的必要條件。
採用這種方式設計出的自動航行船之後將適用於作爲探討航行規則的類比作業。主導自動航行國際規則制定的是國際海事組織（IMO）。例如，當多艘自動航行船聚集時，就需要遵照規則相互避讓。雖然現在仍是以手動操作爲主，但如果是自動航行船的話，最佳規則就會改變。
航行規則也會根據通訊機器的種類等自動航行船的規格而發生變化。因此，研究人員將在協調船和規則設計的同時，尋找一個最佳解決方案。
研究團隊還將建立一個可預估對產業結構整體所產生影響的框架。負責海運行政的各國當局也可以由此獲得有用資訊，包括引進自動航行船後會給經濟帶來多大的衝擊等。
例如，它可以用於開展對自動航行船的補貼和特區設置方法等的探討，還可以設定自動航行的技術水平等，根據技術的成熟度進行放寬侷限等類比作業。海運公司可以利用其進行投資估算，或者在人才錄用方面發揮其作用，算出他們需要的船員人數。
數位孿生的使用也有利於高度透明的決策制定。造船公司和海運公司及行政等各相關方共用相同模式，可以基於共同的前提探討最佳的引進形態。中島表示：「我們希望多位利益相關方可以將其作爲進行決策和達成協議時使用的工具。」
在新冠疫情的衝擊之下，海上物流的效率受阻，這給全球供應鏈造成了巨大影響。目前的挑戰在於，提高效率、解決船員短缺、預防大多由人爲失誤所導致的海上事故等。自動航行船的普及將有望成爲開啟這一局面的突破口。
另一方面，在技術的成熟度和運用規則等方面，在應用上也有不同於汽車的情況。
與自動駕駛汽車要在道路這一預定環境下行駛不同，海洋在航向方面具有更大的自由度，需要考慮的因素也更多，例如多變天氣的影響等。考慮到船的侷限性，比如它不能像汽車那樣可以立即轉彎或停下等情況，這就需要開發出一種演算法。此外，船員最低配員標準等操作規則也尚未確定，因此相關企業難以開展全面的投資。
儘管歐美等海外國家及日本的自動航行船的實證試驗正在不斷進展，但在推廣普及時仍面臨着許多課題。因此有必要推動政府參與規則制定、加快全行業的技術研發。
日文：茂野新太、《日經產業新聞》、2023/3/15
中文：JST客觀日本編輯部
