水下机器人正在帮助海上航运改善环境 - 彭博社

在深圳的Neptune Robotics设施进行的演示展示了该公司的一款机器人在一个模拟船体曲率和泥泞水域条件的房间中。

摄影师：沈启赖/BloombergJacky Im的机器人一寸一寸地爬上一面32英尺（10米）高的钢墙，而他在一旁密切观察。这台重达660磅（300千克）的机器人的每一个动作都被传感器捕捉并与预先编程的路线进行比较。Im对他的机器人的服从要求非常严格，他希望能够发现每一个错误的转弯，即使那些肉眼看不到的错误。

然而，他并不是为了好玩而控制一切。Im是总部位于香港的六年创立的初创公司Neptune Robotics的联合创始人，该公司部署防水机器人来解决海事行业面临的一个重大挑战：脱碳。

海上运输每年排放大约10亿吨的二氧化碳，超过德国、法国和爱尔兰的总和。该行业占交通相关排放的约10%，随着全球贸易的增长，这种气候影响也将随之增加。负责监管航运的联合国机构国际海事组织预测，到本世纪中叶，船舶排放将比2018年水平增长50%。

为了避免这种命运，IMO正在呼吁船舶运营商在2050年前将排放量降至零，并且甚至考虑实施全球首个强制性温室气体排放费。一些航运公司正在提前探索计划电动货船，而其他一些公司则计划用氢气、由食用油和食物废料制成的生物燃料甚至风力来为他们的船队提供动力。但是目前这些替代方案都无法大规模竞争。

杰基·伊姆、伊丽莎白·陈和凯特·马，海王星机器人的联合创始人。摄影师：祁来申/彭博社海王星采取了更简单的方法。该公司的机器人不是针对船舶引擎，而是清理生物污垢：在船体上积聚的藻类、海草、帆船和其他生物，这些生物会增加阻力并降低燃油效率。如果一艘船的船体有一半被一层像人类指甲薄的生物污垢覆盖，根据IMO共同撰写的一项2022年研究，这可能会使船舶的排放量增加多达30%。根据2022年的一项研究。

“这就像在厚厚的毯子中游泳，”计算机程序员陈伊丽莎白说道，她在金融和医疗技术领域工作过，2018年与Im和Kate Ma（前德勤精算师，陈的高中同学）共同创立了Neptune公司。“我们的目标是帮助船运公司摆脱那层毯子。”

Neptune的清洁服务现在在香港和中国大陆的50多个港口提供，有27台机器人在运行，平均每周新增一台。得到包括红杉资本、Matrix Partners和SOSV在内的风险投资者支持，该公司计划在今年晚些时候扩展到新加坡的港口。

该公司并非唯一利用机器人来对抗海上排放的公司。挪威化学巨头Jotun A/S拥有一款名为HullSkater的船体清洁机器人，随船舶一起行驶，并在停泊时进行清洁。在澳大利亚，Hullbot开发了一款进行船体检查、绘图和生物污染清除的机器人。

一台Neptune机器人清理船体上的藻类、海草、帆虾和其他生物。来源：Neptune Robotics挪威风险管理公司DNV的全球脱碳总监杰森·斯特凡纳托斯表示：“船体状况是船舶高效运营的主要参数之一。”如果航运需要加快脱碳进程，“船体清洁机器人可以在这方面提供重要帮助，”他说。

2018年，陈和Im在一家初创企业孵化器相遇时，对减少船舶排放的使命知之甚少。作为一名受过训练的工程师，Im为大学比赛制造了他的第一台水下机器人，但很难找到真实的用例。

最近清洁工作中的一块帆船藤壳。摄影师：沈其来/彭博社当海王星的原型正在演变时，联合创始人开始将其推销为水下基础设施的潜在安全检查员。2018年底，一家航运公司同意在香港港口部署这款机器人进行船体检查，因为人类检查员由于繁忙的海上交通而被禁止进入水中。船体检查随后演变为船体清洁的要求，航运公司长期以来一直将其用作去除生物附着和减少燃料成本的策略。潜水员历史上一直在做这两项工作，但安全顾虑使自动化系统更具吸引力。

然而，将工作交给机器人并不容易。完善让海王星的机器人能够使用磁铁依附在船体一侧进行清洁的工程技术花了一年的时间。在上海的一次试运行中，来自长江的泥沙让海王星的机器人一下海就失明，这是团队在中国南方更清澈的水域中没有遇到过的问题。（现在，这些机器人使用类似吸尘器的机械装置将泥沙远离他们的摄像头，并利用图像处理算法帮助它们看清楚。）

海王星于2020年正式推出其商业船体清洁服务，并继续在深圳的一个研发中心对其技术进行迭代。在那里，任益明和他的工程师同事指挥着配备摄像头和传感器的机器人攀爬墙壁，以调整软硬件之间的协同作用。由于这些机器人必须能够经受热带气候、冰冷的水和强风，工程师们还通过一系列测试来模拟恶劣海洋条件，对机器人部件进行烘烤、冷冻和震动。

该公司表示，其机器人现在可以识别船体船底的生物污染类型和厚度。由人工智能支持的操作系统为每艘船制定了计划，机器人进行“空化清洁” — 用高速微水滴振动将船体船底的生物污染清除，有点类似珠宝商清洗发黑项链上的污垢和油脂。生物污染物被收集并带回岸上处理。

组装机器人的磁性轮子。摄影师：沈启来/彭博社海王星表示，自2020年以来，其机器人已经清洁了700多艘船舶，帮助该行业避免了大约100万吨二氧化碳排放。航运公司可以订阅定制的年度套餐或根据需要预订服务。虽然价格因工作的规模和范围而异，陈先生表示每次操作的成本在12,000美元至40,000美元之间。海王星计算出，其清洁每次航行至少可以减少18%的燃料消耗。

如果一艘船舶有生物污染，“清洁后的燃料节省可以等于甚至超过清洁成本”，大宗商品巨头嘉吉公司的一位女发言人表示，该公司自2022年以来已经为其散货船使用了海王星的服务。随着航运业开始过渡到碳排放较低但价格更高的替代燃料，“任何节省的燃料都将更有价值，因此保持船体清洁的必要性将在未来继续存在，”她说。

阻止生物污垢的积聚不仅有益于气候：许多科学家已经对搭乘船只的入侵物种所带来的生态威胁发出警告。近年来，澳大利亚和新西兰加强了对进入其水域的船只的审查，包括要求定期清除生物污垢。加利福尼亚，拥有美国一些最大的货运港口，也要求进行生物污垢管理。一些美国最大的港口按货运吨位计算，也要求进行生物污垢管理。

这种潜在的监管风险，加上节省燃料的好处，导致对商业船体清洁的需求不断增加。去年，Neptune进行了533次清洁操作，而2020年仅有16次。

但是，扩大其技术规模将带来新的障碍。这些AI支持的机器人主要是自主运行的，但仍需要人类从附近的作业船上发射它们，并在完成工作后审查清洁工作。尽管Neptune的机器人可以清除大部分船体表面附着的生物污垢，但仍无法处理螺旋桨等特定部位。

根据IMO的报告，如果一艘船的船体有一半被一层像人的指甲那样薄的生物污垢覆盖，它的排放量可能增加30%。来源：Neptune Robotics单靠Neptune的机器人是无法实现IMO 2050年目标所需的剧烈减排的。为此，其他对气候友好的替代方案将不得不扩大规模，航运经营者最终将不得不放弃化石燃料。在那之前，水下机器人将拯救。卡吉尔代表说：“这是我们今天可以大规模部署的东西。”