長榮貨運長賜輪於2021年3月23日在埃及蘇伊士運河擱淺6天的意外事件,衝擊全球供應鏈,再次凸顯了人為駕駛的風險。可以用自動駕駛技術取代船長和船員、減少船舶意外風險、提升運行效率嗎?
這句話聽起來有點熟悉嗎?是的,這正是自駕車蓬勃發展的關鍵因素。如今,同樣的邏輯也拓展至船舶海運領域,讓自駕船和智慧港口成為領導廠商與海事大國爭奪新技術應用的示範場域;正如自駕車在美德中(汽車製造大國)快速進展一般。
確實,資通訊技術應用於海事領域,已有相當進展。如國際海事組織(International Maritime Organization)於2011年已將「電子海圖顯示與資訊系統」(Electronic Chart Display and Information System, ECDIS)設定為新船標準配備[1],又將於2022年7月起要求所有新造客船及3,000噸以上貨船,必須配備「航行資料紀錄器」(Voyage Data Recorders, VDRs[2])。這樣的規範要求也可類比於我國《道路交通安全規則》要求營業大客車配備行車視野輔助系統、行車紀錄器[3]等,目的在協助駕駛人(船長)掌握載具周邊環境資訊、紀錄行駛過程,以提升安全、協助事故調查。
一、海事大國投入策略
近年來,船舶智慧技術應用於輔助決策的演進,業已從遠距監控、提升燃油經濟性、預應式維修等目的,逐漸進化至決策支援系統、情勢感知系統(situation awareness system)、避撞系統,乃至於更進一步的遠距操控、岸上控制中心等功能。但是,歐、亞、美區域的海事大國,投入策略則有顯著差異(可參見表1)。北歐國家(芬蘭、挪威)本是國際海事技術領先者,政府積極推動產學合作計畫、結合企業實用化取向,投入於新裝備(電動控制、自主駕駛等軟硬體)研發與測試運行,意在促進資通訊與數位技術成為船舶新創裝備的推動力量、鞏固既有的技術與產業領導地位。然而亞洲國家則運用全球造船基地的地位(2019年全球92.5%新船來自於中日韓三國),政府與大型航商合作,改造現有商船測試智慧技術。至於美國的核心關切在於軍事艦艇技術,兼有發展非載客用的小型無人船,應用於海洋研究、環境監測與探勘、資料蒐集、安全防護等工作。
表 1 無人船主要國家投入策略

資料來源:作者綜整,取自(1) Fortune Business Insight. (2021). Marine Vessel Market Research Report(2021-2028). Report ID: FBI102699, PUBLISHED ON: Jul, 2021. https://www.fortunebusinessinsights.com/marine-vessel-market-102699, accessed 2021/7/31;(2)船舶暨海洋產業研發中心2021/4/27訪談內容。
二、短期商船應用障礙高築
儘管已有一些令人振奮的案例驗證了船舶自駕技術的可用性[4],但是商船自駕技術應用之規模化進展,短期內(2030年以前)仍將非常緩慢。這可借鏡於車輛自駕技術應用的發展經驗:1995年成功驗證車輛自駕的概念[5],然而相隔30年後(2025年)可能都還沒能真實地普及應用。而自駕船的運行和自駕車一樣,涉及複雜的運輸系統整合,需要船港間、周邊船舶彼此之間的資訊溝通與協調,才能確保自駕技術應用下的安全性。而且商用船舶本身造價不斐、所運送的人貨更是價值連城,使得船東、船長或海事港務主管機關都不敢貿然啟動自動航行的運作功能。加以公海航行的商船需受制於國際法規與標準,即便搭載了智慧駕駛輔助設備(成本增加),也難以實現減少人力等的技術應用價值,從而降低了主動導入創新技術的意願。
恰因深刻了解這些困難,使得當前技術領導廠商Wärtsilä(芬蘭海事設備商)也只能以「輔助駕駛」角度推動其產品與服務SmartMove系統(可拆分為5模組[6]),提供半自動船隻運行操作功能。2020年3月起SmartMove應用於美國散裝貨船MV American Courage (194米長、載貨容量2.43萬噸、可自動卸載)於擁擠嚴重、極富挑戰性的俄亥俄州Cuyahoga河運輸,協助船員執行重複性的任務(經常往返航線的船席停泊、啟航等),以及讓身處擁擠或高度限制的水域時,船員能夠更為專注於當下的船隻運作[7]。
三、非載客小型無人船的應用潛力
那麼,業者可以如何切入這個具有潛在發展前景的藍海市場?是不是有可能從不同的商用市場,找到切入點?前表1述及的美國商用策略或可提供一線靈光:非載客的小型無人船(水上與水下)領域,的確不會太過於受限人貨安全性考量,從而使得創新技術應用可能富有勃勃生機。美國以外,造船大國的日本政府也沒有忽略這個契機,於2021年3月底提出了在沿岸與離島區域內水域運用小型無人船的五種實證構想(如表2),並於7月27日開始公開徵募實證計畫[8]。
表2 日本小型無人船應用實證構想(沿岸與離島區域內)

註:以下未列入:
1.海洋垃圾回收處理應用,以地方政府為核心,協調NPO、漁業從業人員與漁會等,可以運用遠距控制的無人船,回收海面漂浮垃圾。
2.災害對策(如災後漁場、養殖場受災狀況確認、確保航道安全性等),ROV已經列入消防法要求為消防隊特種救助隊(特別高度救助隊)的裝備,2020年全國計88台ROV服役中
現況。令和2年版。https://www.fdma.go.jp/publication/rescue/items/kkkg_r02_02_kyujo.pdf, accessed 2021/7/28)。
資料來源:

https://www.mlit.go.jp/sogoseisaku/ocean_policy/content/001396863.pdf, accessed 2021/7/22。
五種實證構想之一,即是以小型無人船協助近海漁業、養殖業,提升產業效率、支持產業成長。第二種則以港灣設施管理維護為場景,小型無人船搭載新技術應用於定檢診斷等之新技術推薦。第三種是因應碳中和戰略、離岸風電發展需要,以小型無人船提供風場之海象與周邊環境調查、以及設施維護管理等。第四和第五種可能的應用場景則是以小型無人船提供觀光所需的素材、或是提供離島物流補給。這些是日本產官學會議[9]多次討論所提出的實證場景,也展現出小型無人船具有商務營運機會的潛力應用市場。
四、實證計畫探索複合性產業發展空間與社會共效益
綜觀上述日本的無人船實證構想,有以運用小型無人船開發海洋資源(提升漁業養殖業的產業效率、離岸風場觀測釣場與設施維護、提供觀光素材等)的潛在意圖;同時相當重視水下技術的應用與掌握。事實上,較之水面航行船隻(如商船或是水面無人船[Autonomous Surface Vehicle, ASV])的自駕技術應用,水下運行的遠距控制潛水機(Remotely Operated Vehicle, ROV)甚至自駕潛水機(Autonomous Underwater Vehicle, AUV)所需的關鍵技術更具挑戰性,像是感測、通訊、控制等;甚至是多機協作技術(如ASV搭配複數的ROV或AUV)以完成特定任務。涉及之水下環境視覺化、數位化、多機協作控制等相關技術,相當值得政府給予經費支持技術開發與實證應用運行,以支持市場所需的降低成本之技術開發。
畢竟短期商船自駕技術應用尚不可期;特定場域應用ASV、ROV、AUV等小型無人船,確有機會創造出新興的、複合性產業發展空間:經實證驗證所構想的創新技術系統可行、收集數據資訊估算服務價值,再據以尋求擴大普及的推動模式。借鏡日本推動策略,建議我國推動中的無人船科技創新實驗計畫亦可考慮納入小型無人船的水下運作技術開發與實證應用。藉由政府提供測試驗證研發經費、給予實證場域、串聯使用方的實際需求、激勵異業合作與投入,如此不僅可探索小型無人船的複合產業發展契機,亦有助於創造社會共效益(social co-benefits)價值,如:改善糧食供應(漁業生產力提升)、協助再生能源(離岸風電設置與設施維運)與生態環境教育發展等。
[4] 如:(1) 2018年11月挪威Norled公司內水航行的85米長Folgefonn客貨渡輪應用Wärtsilä自駕航行系統,實現3港口全程(dock-to-dock)無須人為介入的實證運行。取自Wärtsilä Corporation, (2018). Wärtsilä businesses in brief. Wärtsilä achieves notable advances in automated shipping with latest successful tests. Wärtsilä Corporation, Press release, 28 November 2018 at 2:00 PM E. Europe Standard Time. https://www.wartsila.com/media/news/28-11-2018-wartsila-achieves-notable-advances-in-automated-shipping-with-latest-successful-tests-2332144, accessed 2021/7/30. (2) 2018年12月芬蘭FinFerris公司內水航行的客貨兩用渡輪之自駕航行實證。360小時、90次自動泊靠、符合芬蘭國家管理73項要求,搭載Intelligent Awareness Sensors (IA)和Autonomous Navigation System (ANS)。取自:EMSA Workshop on EU projects on MASS – 2021-06-24, http://www.emsa.europa.eu/newsroom/latest-news/item/4471-emsa-workshop-on-eu-projects-on-mass.html, accessed 2021/7/21。