加快智慧海洋建设，推进人工智能对海洋工程装备的变革

吴有生

中国船舶科学研究中心，无锡214082

  吴有生，船舶力学与船舶工程专家，中国工程院院士，中国船舶科学研究中心研究员、名誉所长。现任国际水动力学学术会议（ICHD）执行委员会名誉主席。曾任全国人大代表、全国政协委员、国务院第四届学位委员会委员、工信部高科技船舶研究计划专家委员会主任、军科委第一届海战领域专家委员会主任及多个国际学术组织的常委、秘书长、主席。研究方向为水弹力学与船舶力学。

  海洋是远未充分开发、人类社会赖以生存和持续发展的资源宝库，世界经济和军事竞争的重要领域。开发深海资源与发展海洋经济、改善海洋环境与保护海洋生态、振兴海洋科学与占领前沿阵地、维护海洋权益与保卫国家安全，必须有强大的船舶和海洋工程装备技术与产业的支撑能力。数字化转型和智能化升级则是推动海洋工程装备技术与产业实现高质量发展，推动海洋开发和智慧海洋建设的现实要求和重要驱动力。

  当今，人工智能技术正大踏步走向社会生产与生活的各个领域与各个方面，显著提升效率、效益、质量，并推动绿色化发展；其在海洋装备领域的应用广度、深度和成效也日新月异，并呈现出多领域、多维度及交叉融合的发展态势，涵盖了海洋科学研究、资源开发、交通航运、环境监测、生态保护、安全保障、新兴产业等多个方面，展示了智慧海洋建设的变革性前景。

  1）智能海洋工程装备设计和安全运维。基于海洋工程装备的现场监测，综合大数据和人工智能方法，实现全面感知、实时互联、分析决策、自主学习、动态预测，可快速识别和判断海洋工程装备的性能变化，为海洋工程装备的创新设计、协同控制和智能运维提供直接技术支撑。

  2）智能潜水器与海洋资源勘探。智能潜水器在海洋资源勘探中发挥着重要作用。通过结合人工智能技术，潜水器可以实现自主探测、数据分析与智能决策，为海洋资源的发现与开发提供有力支持。

  3）智能海洋监测系统与环境保护。智能海洋监测系统是保障海洋环境安全的重要手段。利用人工智能技术，可以实现对海洋污染、气候变化等环境因素的实时监测与预警，为海洋环境保护与生态修复提供科学依据。

  4）智能船舶与海洋交通管理。智能船舶是人工智能技术在海洋领域的重要应用方向之一。通过智能航行操控、能源与动力系统智能管理、辅机安全运行智能监控、全船实时安全监控、节能环保智能监控、振动噪声智能监控、货物信息智能管理、船空岸一体化信息综合系统等技术，提高船舶航行运营的安全性、可靠性，以及经济性、环保性，推动海洋交通管理的现代化与智能化。

  未来，智慧海洋建设将在人工智能的推动下迎来更多的创新性突破。需重点关注如下研究方向。

  1）深度学习与数据挖掘。随着海洋数据的快速增长，如何利用深度学习等人工智能技术有效挖掘海洋环境及海洋装备的数据信息和规律，成为一个重要的研究方向。可以探索基于深度学习的海洋与装备数据分析和预测模型，用于海洋环境变化与气候演变、海洋装备在复杂环境中的功能与安全性、环境与装备对海洋生物的影响等方面的研究，为海洋资源开发和环境保护提供更加精准的科学依据。

  2）智能感知与海洋环境和海洋装备状态智能监测。未来可以加强智能海洋传感器、智能无人装备等技术在海洋环境监测与开发中的应用研究，实现全方位、多维度监测。同时，结合人工智能技术，开发智能化的监测系统，实现对海洋环境与海洋开发装备特征的自动识别、实时预警和智能调控，为海洋开发、环境保护和生态修复提供相协调的有效手段。

  3）智能装备与海洋工程施工。在海洋工程施工领域，可以进一步研究智能无人水下探测作业装备、智能船舶等智能装备的应用。未来可以探索基于人工智能技术的智能化海洋工程施工方案，实现海底管道铺设、海上平台建设等工程任务的智能化，提高施工效率和安全性。

  4）智能决策与海洋管理。在海洋管理与决策支持领域，可以加强人工智能技术在海洋资源管理、海洋安全保障等领域的应用研究。未来可以建立基于大数据和人工智能的海洋决策支持系统，实现对海洋资源开发、海上交通管理、海洋环境保护等方面的智能化决策与管理，提高海洋管理的科学性和效率。

  5）人工智能与海洋国际合作。加强人工智能技术在海洋科研、海洋资源开发、海洋救援、海洋环境保护等领域的国际合作与交流，探索涉海国际合作模式，共同应对全球性海洋问题，推动智慧海洋建设在国际范围内取得更大的成果和影响。

  智慧海洋建设是当前和未来海洋事业的必然趋势，在未来的智慧海洋建设中，人工智能技术将扮演越来越重要的角色。我们期待通过《科技导报》系列文章的探讨，进一步加深对人工智能在海洋工程领域的应用和影响的理解，为人类的可持续健康发展贡献更大的力量。

http://www.kjdb.org/CN/Y2024/V42/I13/1