面试：建立一个机器人来导航海洋

2020年9月19日，为了纪念五十周年，梅花自治船舶，梅花自动船，将追踪1620年的原始五月花的路线，从英国普利茅斯航行到普利茅斯，马萨诸塞州普利茅斯， 我们。

虽然远程控制的船舶不是一个新的概念，但是莫斯威尔自治船首席技术官的唐斯科特表示，该项目处于出血优势。“该项目的新内容是海洋自主方面，创建船舶作为一个边缘设备，以自己的方式运行，感知其环境，使智能决策和在没有任何人类干预的情况下对其作出行动，”他说。“这就是让这辆车真正创新的原因。”

五月花是一种原型，一个原型，概念证明，表明太阳能自治船可以安全地驾驭海洋，并应对具有海洋生物和淹没的危害的可变天气，其他船舶和遇到。

斯科特在海洋上工作了30年。对他来说，发展自主船的最大挑战之一是海洋的不可预测性。“你当然没有轻轻地接近这些工程任务，”他说。“你很快被海洋的力量谦卑。”

他说，其中一个哲学的设计是在五月花自主船需要在极其敌意和充满活力的环境中运作的哲学，这是非常不可预测的。

直到最近，承诺这样的工程任务似乎是不可能的。对于斯科特，最近的技术融合如诸如边缘的计算能力和机器学习的增长已经意味着今天可以具有边缘设备在时间范围内做出决策，使车辆能够在其设计的环境中运行为了。

为了不可预测性的工程需要分区不同的任务，因此在边缘设备上运行的软件之间存在强烈的分离和分层感。该架构具有高度模块化，其中每个边缘设备维护其自身的情境感知并与其他模块的上游和下游通信。

传感器输入包括六个摄像头，自动识别系统，风速和方向传感器和避障子宫。斯科特说：“这些中的每一个都收集非结构化数据，然后处理并馈送到数据服务器中以提供船舶导航所需的信息。”

天气预报通过应用程序编程接口（API）提供给天气公司。“天气更新将是我们的最高优先级，”Scott说。“我们肯定会围绕风暴细胞转向。”

Mayflower旨在自主运行，但它将有能力发送和接收数据。鉴于海洋提供有限的低带宽卫星通信，天气数据优先。“这是关键信息 - 我们会得到我们可以得到的东西，”斯科特说。

他说，IBM Powerai Vision模型正在用于为船只的计算机视觉系统提供对象分类和对象跟踪，添加：“所有这些信息都被送入碰撞避免模块使用的导航危险映射。”

碰撞避免模块采用此数据以确定一系列潜在的课程和速度，然后将其送入路线规划员，Scott表示本质上是一种自治系统，确定船舶应该采取的课程。“分层在路线规划师之上是我们的安全经理，该安全经理涉及更多的本地化信息，例如波方向和海洋的不可预测的方面，”他补充道。

船上的每个系统都是冗余的，备份模块并行运行，如果主系统发生故障，则可以接管。海洋的危险之一是短路，所以五月绿色自主船一直建造，即如果系统损坏，可以继续。

“需要孤立任何暴露在海洋的系统以防止电力短路，”斯科特说。“我们通过投入备份系统对系统的电气可靠性进行押注。”

因为每个系统都被设计为独立运行，因此可以在斯科特说之前可以在整个船上进行测试。例如，在3月初，碰撞避免系统称为AI队长，在另一艘船上进行了测试。

“海洋呈现了许多不同的危害，如土地，海洋碎片，淹没的物体，野生动物甚至好奇的鲸鱼，”斯科特说。“在经典的海洋制度中，人类警惕需要做出关于这些危害的决定。”

他说，自治系统也需要坚持大海的规则。“我们需要确定周围的海洋交通，并确保我们安全运行。”

斯科特表示，IBM建议采取ODM，其规则的引擎，以确定信用卡欺诈，并使它适应海洋法规。这意味着AI船长使5月FOR能够遵循国际法规，以防止海上（COLREGS）的碰撞以及国际海上生命安全公约的建议（SOLAS）。

斯科特说，拥有基于预定规则的法规进行决策意味着其决定不会从黑匣子中出来。实际上，碰撞检测的AI决策完全可解释，因为它遵守管理海洋导航的规则。

对于斯科特，车辆系统将验证技术，试图和信任。“我们知道我们明天可以做到这一旅行，我们在经典的确定性系统中拥有的现有能力，将航点到航点，以及基于当地条件的动态更新，”他说。

但是，完全自主的AI船长需要在没有任何人为干预的情况下运作。斯科特补充说：“晚上让我保持警觉的是碰撞避免系统，我们还没有测试过。这对于船的成功至关重要。我们需要经历一堆海试验。“

这些试验从3月初开始。