ロボット船はいつかやってくる

来年4月には、全長50フィート（約15メートル）の自律航行船が人間の操縦士とのデジタル接続を解き放ち、レーダーで水平線をスキャンし、大西洋を西へと航路を設定する。メイフラワー自律航行船は、1620年の初代メイフラワー号が大西洋を横断した時のように、人間の船長からの指示を受けることはない。代わりに、IBMのプログラマーが開発した「AI船長」からの指示を受けるのだ。

メイフラワー号のコンピューターシステムは、船上に搭載されたセンサー30個とカメラ6台からのデータを処理し、船が洋上を航行し、海上規則（海上で他の船を追い越す方法など）を遵守し、エンジンや舵などの電気システムと機械システムを制御するのを支援している。何か問題が発生した場合、船内には誰もいないが、英国にいる人間のオペレーターに毎日レポートを送信する必要がある。現在、メイフラワー号はプリマス港周辺をゆっくりと航行する遠隔操縦船である。来年4月までにこれを完全自律航行船に改造することは、IBMの英国およびアイルランド最高技術責任者であるアンディ・スタンフォード＝クラークにとって一大事業となる。スタンフォード＝クラークと同僚は過去数年間、AI船長を構築し、船、ブイ、崖や氷山などの自然の特徴の100万枚以上の画像でトレーニングしてきた。スタンフォード＝クラークによると、AI船長が航海の決定を下せるようにするアルゴリズムには、ワイルドカードも含まれる可能性があるという。

「何か新たな行動が現れるかどうかは分かりません」と彼は言う。「これは科学実験なのですから。」

スタンフォード＝クラーク氏は、この船が自主規制を行ってリオに向かうとは考えていないが、人間、あるいは少なくとも海洋生物学者のように行動し始める可能性はある。実際、メイフラワー自律船とそのシリコン製船長は、プランクトンやマイクロプラスチックの有無を調べるために海洋サンプルを採取する予定だ。これは、プロジェクトのスポンサーである米国の非営利研究機関ProMareの科学的ミッションの一部であり、同社はIBM、英国の海洋技術スタートアップMarine AIと共に、150万ドル規模のこのプロジェクトを主導している。クラーク氏は、各実験を実行するソフトウェアが、実験で測定したい対象に合わせて船を方向転換するようAI船長に指示するための一連のコマンドを作成している。

「2つの実験が競合するリクエストを送信する興味深い状況を想像してみてください」と彼は言う。「どちらの実験が、ある意味で最も『重要』で優先されるのかをめぐって、激しい入札合戦が起こるかもしれません。」

スタンフォード・クラークが期待しているのは、まさにこうした創発的な行動だ。メイフラワー号は今月、AI船長を船の残りの部分に統合するための海上試験を受けている。船体は軽量アルミニウムと複合材料でできており、水を切り裂く三叉槍のような形の三胴船だ。船体中央部には船のAI頭脳（ローカルで動作し、データ処理や意思決定に広帯域の衛星接続を必要としない、複数のNvidia Jetson AGデバイス）、1,500ポンドの科学機器を積める貨物室、そしてエンジンやその他の電気システムを動かすためのリン酸リチウムイオン電池を充電するデッキ搭載のソーラーパネルがある。太陽が出ない場合に備えて、ディーゼルエンジンもバックアップとして搭載されている。すべてが順調に進めば、メイフラワー号は2021年初めにアイルランドのダブリンとオランダのロッテルダムで試験航海を行い、その後2021年4月に大西洋を横断する。

この船は乗客や貨物を運ぶことはできませんが、試験中の人工知能（AI）と高度な自律機能は、現在、商用船にも徐々に導入されつつあります。バルト海からシンガポールに至るまで、海運会社は新しいAIベースの航行システムを導入し、人間を船橋から降ろす、あるいは少なくとも船上に留まる際の作業負担を軽減しようとしています。飛行機と同様に、ほぼすべての大型船には、状況があまり良くない時には自動操縦装置が搭載されており、地点から地点へと航行します。しかし、この新しいプログラムにより、船舶は混雑した航路や港湾を自律的に、あるいはほとんど制御なしに航行できるようになり、海上の危険にも対応できるようになります。

AI駆動のタグボートやテンダーボートが貨物船の停泊を可能にし、自動で着岸するフェリーが水路を越えて車や人を運び、そしてまもなく小型貨物船がスカンジナビアのフィヨルド周辺で、乗組員をほとんど、あるいは全く乗せずに肥料や食料品を運ぶようになるでしょう。こうした海運業界の変革は、AIとセンサー技術の進歩、そしてコスト削減とパンデミック回避のために、より少ない人数で世界中に物資を輸送する方法の抜本的な見直しによって推進されています。改修された船もあれば、ゼロから建造された船もありますが、AIが操舵する最初の船は小型船になる可能性が高いでしょう。

これらの新しい海上システムは、自動運転車と同じ課題に直面しています。責任問題への懸念、不確実な規制、サイバーセキュリティへの懸念です。同時に、AI搭載の船舶や航行システムを開発している企業は、自社の技術に対する需要の高まりを目の当たりにしています。荷主は、船員の新型コロナウイルス感染により貨物が海上や港で足止めされることを避けたいと考えています。ある海運会社の幹部は、大型船の最終航海を担当する地元の航海士である港湾水先案内人が、新型コロナウイルス感染リスクを懸念して乗船をためらっていると述べています。そのため、かつては混雑した港や危険な河口に大型船が入港する際に行われていた手続きが滞っています。

これらの商業輸送業者にとって、近い将来は自動運転のUberではなく、むしろ運転支援機能付きのTeslaのようなものです。彼らはAIが大型船の船長に取って代わるのではなく、船長の能力を強化することを期待しています。

「外洋では、人がかなり退屈してしまう状況があります」と、ヘルシンキに拠点を置く海事技術会社、ワルチラ・ボヤージュの自律性製品マネージャー、ヘンドリック・ブッショフ氏は言う。同社はメイフラワー号プロジェクトやその他の自律航行船に高解像度のレーダー機器を提供している。

「その人物を船から降ろすことはないかもしれないが、ブリッジから降ろしてより価値の高い仕事をさせ、必要な時に呼び戻すつもりだ」とブッショフ氏は言う。

AI船長によるそのような高度な計画は現在ノルウェーで展開されており、コングスベルグ・マリタイム社はヤラ・ビルケランドという全長260フィートの自律型ゼロエミッション船を建造している。

コングスベルグが2017年にノルウェーに拠点を置く世界的肥料大手ヤラ社と協議を開始した当初、計画はノルウェーの3つの港の間で、人間の介入なしに貨物の積み込み、航行、積み下ろしができる完全無人船の建造でした。しかし、ヤラ・ビルケランド号のような大型船が船長を乗船させずに運航できるようにするには、ノルウェーおよび国際的な規制当局を説得して全く新しい規則を策定する必要があるとコングスベルグ社が認識したことで、計画は変更されました。

「2017年当時、私たちの船が無人化されることに疑問の余地はありませんでした」と、コングスベルグの自律プロジェクトマネージャー、アン＝マグリット・ティンルンド・リスト氏は語る。「しかし、規則や規制はなく、すべては人間が乗船していることを前提としていることに気づきました。許可を得るか、ルールセットを変更するかのどちらかです。」

そこでコングスベルグは方針を転換した。ヤラ・ビルケランド号の船体がルーマニアの造船所で建造され、2020年2月に進水した後、コングスベルグは自律システムを維持したまま、肥料輸送船に数人の乗組員を追加することを決定した。乗組員は、何か問題が発生した場合の保険のような役割を果たす。ヤラ・ビルケランド号の海路は、同社のトラックがフィヨルド周辺で肥料を陸路で輸送するために年間4万回行っている往復に取って代わり、ディーゼル排気ガスによる大気汚染の削減と地方の道路の安全性向上につながるはずだった。しかし、ヤラ・インターナショナルのスベイン・トーレ・ホルスターCEOによる10月20日の業績報告によると、パンデミックによりこの野心的なプロジェクトは遅延している。「ヤラ・ビルケランド号の複雑さと、それをサポートするために専門知識を得る必要性を考慮し、しばらくの間、ペースを落とすことにしました」とホルスターCEOは投資家に語った。

ヤラ・ビルケランド号の運航が停止している間、コングスベルグ社は、オスロの主要フィヨルドの片側にある倉庫から反対側の配送拠点まで、電動食料品トラック16台ずつを輸送する自律航行船2隻の建造を進めています。コングスベルグ社は9月1日に食料品店ASKO社と契約を締結しており、2隻の船舶は2022年に納入される予定です。2隻は当初、乗組員数を減らした状態で運航し、その後無人航行へと移行します。ノルウェーの海事当局は承認しており、このプロジェクトを監督する予定です。

コングスベルグのリスティー氏によると、規制当局の承認を得た後、自律航行船の建造において最大の課題は、天候、船舶、通信システムに何らかの問題が発生した場合の対応策を講じることだという。「リスクを最小限に抑える条件をどう満たすのか？陸上との接続が完全に失われた場合、船舶はどのように航行するのか？そして、それをどのようにアーキテクチャに組み込むのか？」とリスティー氏は語る。「どうすれば正しい判断を下せるのか？周囲の状況の変化を常に把握しておく必要があるのです。」

ヤラ・バークランド号やASKO貨物フェリーのような大型貨物船の自律システムが故障し、小型船舶や埠頭と衝突した場合、その影響は甚大です。そのため、一部の海洋自律システム企業は小規模から始めています。

ボストンに拠点を置くシー・マシーンズは、創業者兼CEOのマイケル・ジョンソン氏によると、東海岸およびメキシコ湾岸を航行するタグボート（原油輸送バージ）、小型作業船、石油掘削支援・補給船など、50隻以上の船舶に自律制御システムを導入している。これらの制御システムは多くの機能を自動化し、ブリッジ上の船長が危険をより迅速に特定できるようにする。まだ自動運転している船舶はない。

同社は同時に、米国沿岸警備隊向けに全長29フィート（約8.7メートル）の新型作業船を試験運用している。この船は陸上からの遠隔操作や完全自律走行モードへの切り替えが可能だ。ジョンソン氏は、パンデミックによる操業停止は事業にとってプラスに働くと述べている。最近のロックダウンを気にせず貨物を輸送したいという荷主からの問い合わせが寄せられているという。

「大手海運会社は乗組員の交代ができず、3月には飛行機が運航できなかったり、新しい乗組員を乗船させるリスクが大きかったりして、何十万人もの船員が船上に閉じ込められてしまいました」とジョンソン氏は言う。「これらの会社の幹部は、こうしたリスクを軽減しようとしています。」

海上における機械の台頭が続く中、規制当局も注目し始めている。国際海運を規制する国連機関である国際海事機関（IMO）は、海を航行する自律船に関する新たな規則を策定するための「スコープ策定作業」を進めている。IMOは船舶の自律性を4つのレベルに分類している。IMOの広報担当者ナターシャ・ブラウン氏によると、レベル1は自動化されたプロセスと意思決定支援を備え、人間の乗組員が操縦を担う船舶、レベル2は遠隔操縦され人間の乗組員が乗る船舶、レベル3は遠隔操縦され乗組員が乗らない船舶、そしてレベル4は完全な自律航行船で、自ら判断し行動を決定できる船舶だという。