水下機器人正在幫助海上航運改善環境 - 彭博社

在深圳的Neptune Robotics設施進行的演示展示了該公司的一款機器人在一個模擬船體曲率和泥濘水域條件的房間中。

攝影師：沈啓賴/BloombergJacky Im的機器人一寸一寸地爬上一面32英尺（10米）高的鋼牆，而他在一旁密切觀察。這台重達660磅（300千克）的機器人的每一個動作都被傳感器捕捉並與預先編程的路線進行比較。Im對他的機器人的服從要求非常嚴格，他希望能夠發現每一個錯誤的轉彎，即使那些肉眼看不到的錯誤。

然而，他並不是為了好玩而控制一切。Im是總部位於香港的六年創立的初創公司Neptune Robotics的聯合創始人，該公司部署防水機器人來解決海事行業面臨的一個重大挑戰：脱碳。

海上運輸每年排放大約10億噸的二氧化碳，超過德國、法國和愛爾蘭的總和。該行業佔交通相關排放的約10%，隨着全球貿易的增長，這種氣候影響也將隨之增加。負責監管航運的聯合國機構國際海事組織預測，到本世紀中葉，船舶排放將比2018年水平增長50%。

為了避免這種命運，IMO正在呼籲船舶運營商在2050年前將排放量降至零，並且甚至考慮實施全球首個強制性温室氣體排放費。一些航運公司正在提前探索計劃電動貨船，而其他一些公司則計劃用氫氣、由食用油和食物廢料製成的生物燃料甚至風力來為他們的船隊提供動力。但是目前這些替代方案都無法大規模競爭。

傑基·伊姆、伊麗莎白·陳和凱特·馬，海王星機器人的聯合創始人。攝影師：祁來申/彭博社海王星採取了更簡單的方法。該公司的機器人不是針對船舶引擎，而是清理生物污垢：在船體上積聚的藻類、海草、帆船和其他生物，這些生物會增加阻力並降低燃油效率。如果一艘船的船體有一半被一層像人類指甲薄的生物污垢覆蓋，根據IMO共同撰寫的一項2022年研究，這可能會使船舶的排放量增加多達30%。根據2022年的一項研究。

“這就像在厚厚的毯子中游泳，”計算機程序員陳伊麗莎白説道，她在金融和醫療技術領域工作過，2018年與Im和Kate Ma（前德勤精算師，陳的高中同學）共同創立了Neptune公司。“我們的目標是幫助船運公司擺脱那層毯子。”

Neptune的清潔服務現在在香港和中國大陸的50多個港口提供，有27台機器人在運行，平均每週新增一台。得到包括紅杉資本、Matrix Partners和SOSV在內的風險投資者支持，該公司計劃在今年晚些時候擴展到新加坡的港口。

該公司並非唯一利用機器人來對抗海上排放的公司。挪威化學巨頭Jotun A/S擁有一款名為HullSkater的船體清潔機器人，隨船舶一起行駛，並在停泊時進行清潔。在澳大利亞，Hullbot開發了一款進行船體檢查、繪圖和生物污染清除的機器人。

一台Neptune機器人清理船體上的藻類、海草、帆蝦和其他生物。來源：Neptune Robotics挪威風險管理公司DNV的全球脱碳總監傑森·斯特凡納託斯表示：“船體狀況是船舶高效運營的主要參數之一。”如果航運需要加快脱碳進程，“船體清潔機器人可以在這方面提供重要幫助，”他説。

2018年，陳和Im在一家初創企業孵化器相遇時，對減少船舶排放的使命知之甚少。作為一名受過訓練的工程師，Im為大學比賽制造了他的第一台水下機器人，但很難找到真實的用例。

最近清潔工作中的一塊帆船藤殼。攝影師：沈其來/彭博社當海王星的原型正在演變時，聯合創始人開始將其推銷為水下基礎設施的潛在安全檢查員。2018年底，一家航運公司同意在香港港口部署這款機器人進行船體檢查，因為人類檢查員由於繁忙的海上交通而被禁止進入水中。船體檢查隨後演變為船體清潔的要求，航運公司長期以來一直將其用作去除生物附着和減少燃料成本的策略。潛水員歷史上一直在做這兩項工作，但安全顧慮使自動化系統更具吸引力。

然而，將工作交給機器人並不容易。完善讓海王星的機器人能夠使用磁鐵依附在船體一側進行清潔的工程技術花了一年的時間。在上海的一次試運行中，來自長江的泥沙讓海王星的機器人一下海就失明，這是團隊在中國南方更清澈的水域中沒有遇到過的問題。（現在，這些機器人使用類似吸塵器的機械裝置將泥沙遠離他們的攝像頭，並利用圖像處理算法幫助它們看清楚。）

海王星於2020年正式推出其商業船體清潔服務，並繼續在深圳的一個研發中心對其技術進行迭代。在那裏，任益明和他的工程師同事指揮着配備攝像頭和傳感器的機器人攀爬牆壁，以調整軟硬件之間的協同作用。由於這些機器人必須能夠經受熱帶氣候、冰冷的水和強風，工程師們還通過一系列測試來模擬惡劣海洋條件，對機器人部件進行烘烤、冷凍和震動。

該公司表示，其機器人現在可以識別船體船底的生物污染類型和厚度。由人工智能支持的操作系統為每艘船制定了計劃，機器人進行“空化清潔” — 用高速微水滴振動將船體船底的生物污染清除，有點類似珠寶商清洗髮黑項鍊上的污垢和油脂。生物污染物被收集並帶回岸上處理。

組裝機器人的磁性輪子。攝影師：沈啓來/彭博社海王星表示，自2020年以來，其機器人已經清潔了700多艘船舶，幫助該行業避免了大約100萬噸二氧化碳排放。航運公司可以訂閲定製的年度套餐或根據需要預訂服務。雖然價格因工作的規模和範圍而異，陳先生表示每次操作的成本在12,000美元至40,000美元之間。海王星計算出，其清潔每次航行至少可以減少18%的燃料消耗。

如果一艘船舶有生物污染，“清潔後的燃料節省可以等於甚至超過清潔成本”，大宗商品巨頭嘉吉公司的一位女發言人表示，該公司自2022年以來已經為其散貨船使用了海王星的服務。隨着航運業開始過渡到碳排放較低但價格更高的替代燃料，“任何節省的燃料都將更有價值，因此保持船體清潔的必要性將在未來繼續存在，”她説。

阻止生物污垢的積聚不僅有益於氣候：許多科學家已經對搭乘船隻的入侵物種所帶來的生態威脅發出警告。近年來，澳大利亞和新西蘭加強了對進入其水域的船隻的審查，包括要求定期清除生物污垢。加利福尼亞，擁有美國一些最大的貨運港口，也要求進行生物污垢管理。一些美國最大的港口按貨運噸位計算，也要求進行生物污垢管理。

這種潛在的監管風險，加上節省燃料的好處，導致對商業船體清潔的需求不斷增加。去年，Neptune進行了533次清潔操作，而2020年僅有16次。

但是，擴大其技術規模將帶來新的障礙。這些AI支持的機器人主要是自主運行的，但仍需要人類從附近的作業船上發射它們，並在完成工作後審查清潔工作。儘管Neptune的機器人可以清除大部分船體表面附着的生物污垢，但仍無法處理螺旋槳等特定部位。

根據IMO的報告，如果一艘船的船體有一半被一層像人的指甲那樣薄的生物污垢覆蓋，它的排放量可能增加30%。來源：Neptune Robotics單靠Neptune的機器人是無法實現IMO 2050年目標所需的劇烈減排的。為此，其他對氣候友好的替代方案將不得不擴大規模，航運經營者最終將不得不放棄化石燃料。在那之前，水下機器人將拯救。卡吉爾代表説：“這是我們今天可以大規模部署的東西。”