Подводни роботи помагат на морското корабоплаване да се изчисти

Сантиметър по сантиметър роботът на Джаки Им изкачва стоманена стена от 10 метра, докато той наблюдава отблизо. Всяко движение на 300-килограмовата машина се улавя от сензори и се сравнява с предварително програмиран маршрут. Им е толкова строг относно подчинението на своя робот, че иска да улови всеки грешен завой, дори и тези, които не могат да се видят с невъоръжено око.

Той обаче не е маниак на контрола просто ей така. Им е съосновател на базираната в Хонконг Neptune Robotics, шестгодишен стартъп, който внедрява водоустойчиви роботи, за да се справи с голямо предизвикателство пред морската индустрия: декарбонизацията.

Морското корабоплаване отделя около 1 милиард тона въглероден диоксид всяка година, повече от Германия, Франция и Ирландия взети заедно. Индустрията е отговорна за около 10% от емисиите, свързани с транспорта, и с нарастването на глобалната търговия се очаква тези климатични щети да растат с нея. Международната морска организация (IMO), органът на ООН, който регулира корабоплаването, прогнозира, че емисиите от корабите ще се покачат с 50% над нивата от 2018 г. до средата на века.

За да избегне тази съдба, IMO призовава корабните оператори да премахнат емисиите до 2050 г. и дори обмисля въвеждането на първата глобална задължителна такса върху емисиите на парникови газове. Някои корабни компании планират да действат преди всякакви регулаторни наказания, като проучват планове за електрифициране на товарни кораби, докато други се стремят да захранват своите флоти с водород, биогорива, произведени от олио за готвене и хранителни отпадъци и дори вятър. Но нито една от тези алтернативи все още не може да се конкурира в мащаб.

Neptune използва по-прост подход. Вместо да се насочват към двигателя на кораба, роботите на компанията почистват биозамърсяването: водораслите, ракообразните и други организми, които се натрупват по корпусите, добавяйки съпротивление и намалявайки горивната ефективност. Ако половината от корпуса на кораба е покрита с биозамърсяващ слой, тънък колкото човешки нокът, това може да увеличи емисиите на кораба с до 30%, според проучване от 2022 г., в съавторство с IMO.

„Това е като да плуваш с дебело одеяло“, казва Елизабет Чан, компютърен програмист, която е работила в сферата на финансите и здравните технологии, преди да съоснове Neptune през 2018 г. с Им и Кейт Ма (бивш актюер на Deloitte и съученик на Чан в гимназията). „Нашата цел е да помогнем на корабните компании да се отърват от това одеяло.“

Услугата за почистване на Neptune вече е достъпна в повече от 50 пристанища в Хонконг и континентален Китай, с 27 работещи робота и добавяне на нов средно всяка седмица. Подкрепена от рискови инвеститори, включително Sequoia Capital, Matrix Partners и SOSV, компанията планира да се разшири до пристанища в Сингапур по-късно тази година.

Компанията не е сама в използването на роботи за борба с корабните емисии. Норвежкият химически гигант Jotun A/S има робот за почистване на корпуса, наречен HullSkater, който пътува с корабите и почиства, когато са закотвени. В Австралия Hullbot разработи робот, който извършва инспекция на корпуса, картографиране и премахване на биологично замърсяване.

„Състоянието на корпуса е сред основните параметри за енергийно ефективна работа на плавателни съдове“, казва Джейсън Стефанатос, глобален директор по декарбонизацията на DNV, норвежка фирма за управление на риска, специализирана в морската индустрия. Ако корабоплаването трябва да ускори декарбонизацията, „роботите за почистване на корпуса могат значително да помогнат в това усилие“, казва той.

Когато Чан и Им се срещнаха в стартъп инкубатор през 2018 г., те знаеха малко за стремежа за намаляване на емисиите от корабоплаването. Обучен инженер, Им построи първия си подводен робот за университетско състезание, но се затрудни да намери реален случай на използване.

Докато прототипът на Neptune се развиваше, съоснователите започнаха да го представят като потенциален инспектор по безопасността на подводната инфраструктура. В края на 2018 г. корабна компания се съгласи да разположи робота за инспекция на корпуса на пристанището в Хонконг, където на човешки инспектори е забранено да влизат във водата поради тежкия морски трафик. Инспекцията на корпуса след това еволюира в искания за почистване на корпуса, които корабните компании отдавна използват като тактика за премахване на биообрастванията и намаляване на разходите за гориво. В миналото водолазите са вършили и двете задачи, но съображенията за безопасност правят автоматизираните системи по-привлекателни.

Все пак прехвърлянето на работата на робот не беше лесно. Отне една година, за да се усъвършенства инженерството, което позволява на роботите на Neptune да почистват корпуса, докато се придържат към страната му с помощта на магнити. А по време на пробен цикъл в Шанхай калта от река Яндзъ заслепи робота на Нептун веднага щом се спусна в морето, проблем, който екипът не беше срещал в по-чистите води край Южен Китай. (Сега роботите използват подобна на вакуум механика, за да държат калта далеч от своите камери и алгоритми за обработка на изображения, за да им помогнат да виждат.)

Neptune официално пусна своята комерсиална услуга за почистване на корпуса през 2020 г. и продължава да усъвършенства своята технология в изследователски и развоен център в Шънжън. Там Им и колегите му инженери командват роботи, оборудвани с камера и сензор, да се катерят по стени в опит да настроят фино синергията между софтуер и хардуер. Тъй като роботите трябва да могат да издържат на тропически климат, ледена вода и силни ветрове, инженерите също пекат, замразяват и разклащат роботизирани компоненти в поредица от тестове, предназначени да подражават на суровите океански условия.

Компанията казва, че нейните роботи вече могат да идентифицират както вида биообрастание върху корпуса на кораба, така и неговата дебелина. Операционна система, поддържана от изкуствен интелект, начертава план за всеки кораб и роботът се включва в „кавитационно почистване“ – премахва обрастванията чрез вибрации и високоскоростни микрокапки вода, не по-различно от това как бижутер премахва мръсотия и мазнини от изцапана огърлица. Биообрастванията се събират и връщат обратно на брега за изхвърляне.

Neptune казва, че нейните роботи са почистили повече от 700 кораба от 2020 г. насам, помагайки на индустрията да избегне приблизително 1 милион тона емисии на CO2. Транспортните компании могат да се абонират за персонализиран годишен пакет или да резервират услугата, ако е необходимо. Въпреки че цените варират в зависимост от размера и обхвата на работата, Чан казва, че всяка операция струва между $12 000 и $40 000. Neptune изчислява, че неговите почиствания намаляват разхода на гориво на пътуване с най-малко 18%.

Ако корабът има биообрастване, „последващите икономии на гориво от почистването могат да се равняват или дори да надвишат разходите за почистване“, казва говорител на суровинният гигант Cargill Inc., който е използвал услугата на Neptune за своите кораби за насипни товари от 2022 г. насам. Като корабната индустрия започва да преминава към алтернативни горива с по-нисък въглероден отпечатък, но с по-висока цена, „всяко спестено гориво ще бъде по-ценно, така че императивът да се поддържат чисти корпусите на корабите остава и в бъдеще“, казва тя.

Спирането на натрупването на биологично обрастване не е добро само за климата: Много учени алармираха за екологичните заплахи, породени от инвазивни видове, които пътуват "на стоп" на кораби. През последните години Австралия и Нова Зеландия затегнаха контрола върху корабите, пристигащи в техните води, включително изисквайки редовно премахване на биообрастванията. Калифорния, където се намират някои от най-големите американски пристанища по тонаж на товарите, също изисква управление на биообрастванията.

Този надвиснал регулаторен риск, съчетан с ползите за спестяване на гориво, се превърна в нарастващо търсене на комерсиално почистване на корпуса. Миналата година Neptune проведе 533 операции по почистване, в сравнение със само 16 през 2020 г.

Но разширяването на неговата технология ще доведе до нови препятствия. Поддържаните от изкуствен интелект роботи до голяма степен работят сами, но все още са необходими хора, за да ги пуснат от операционна лодка наблизо и да прегледат работата по почистването, когато приключат. И докато роботите на Neptune могат да премахнат биозамърсяването, прикрепено към по-голямата част от повърхността на корпуса, те все още не успяват да се справят с ниши, като например витлата.

Сами по себе си, роботите на Neptune също не са в състояние да осигурят драстични намаления на емисиите, които ще бъдат необходими за постигане на целта на IMO до 2050 г. За тази цел други щадящи климата алтернативи ще трябва да се разширят, а корабните оператори в крайна сметка ще трябва да се откажат от изкопаемите горива.

Дотогава трябва да се спасявате с подводни роботи. Представителят на Cargill казва: „Това е нещо, което можем да внедрим в мащаб днес.“

Още по темата

Следващият голям проблем на офшорните ветрогенератори: няма достатъчно кораби

Африканските пристанища пропускат шанса от отклонения трафик от Червено море

Сезонът на лудостта в глобалната игра на доставки настъпи

Cargill ще използва платна на товарни кораби, за да изгаря по-малко гориво