باشگاه خبری فراساحل: کشتی بدون سرنشین ترکیبی است از کنترل از راه دور و تصمیم‎گیری هوشمند توسط سامانه‎های اجرایی. بشر امروزی برای توسعه حمل و نقل دریایی تلاش‎های بسیاری انجام داده است ولی علیرغم چند تغییر اساسی همانند تغییر کشتی‎های بادبانی به بخار و تغییر این پیشرانه به موتورهای دیزل، توسعه حمل و نقل کانتینری و همچنین جهانی‎سازی تجارت دریایی شاهد تحول قابل توجهی در چند دهه اخیر نبوده‌ایم.

امروزه حجم عظیمی از محصولات از طریق دریا جابجا می‎شود به طوری که این صنعت را می‎توان عاملی تاثیرگذار در اقتصاد جهانی دانست. در این بین، کشورهای مطرح این صنعت به دنبال روش‎های جدید و مرقون به صرفه برای حفظ رتبه خود در این صنعت و در عین حال به دنبال بکارگیری دانش روز برای توسعه حمل و نقل دریایی و پاسخ به تقاضای بازار در این زمینه هستند. به عنوان مثال واحد تکنولوژی دریایی اروپا (Waterborne TP) که عاملی سیاست‌گذار و موثر در امور دریایی است براساس یک برنامه زمانبندی تا سال 2020 میلادی طرحی را آغاز کرد که بر سه اصل زیر استوار بود:

1- حمل و نقل ایمن، مناسب و کارآمد.
2- حمل و نقل دریایی رقابتی برای کشورهای اروپایی.
3- افزایش حجم حمل و نقل دریایی و تغییر در الگوهای تجارت دریایی.

براساس این خط مشی، برنامه‌هایی که منجر به توسعه بخش تجارت دریایی خواهد شد، مدون شد که پروژه تحقیق و ساخت کشتی‌های خودکار (Autonomous) یکی از خروجی‎های این طرح بود و شناوری بود دارای "نسل آینده سامانه‎های کنترلی و فناوری ارتباطی که امکان رصد بیسیم و کنترل عملکرد آن را در داخل و خارج از آن فراهم می‌آورد. این مجموعه شامل سامانه‎های پیشرفته تصمیم‎گیری است که به شناور امکان هدایت تمام خودکار و یا نیمه خودکار را خواهد داد".

براین‌اساس ترکیب فناوری هدایت از راه دور و پردازشگرهای خودکار به منظور هدایت کشتی‎ها به عنوان هسته اصلی این پروژه قرار گرفت که هدف اصلی آن توسعه حمل و نقل مواد فله خشک با حفظ همان کیفیت و کارآمدی کشتی‎های دارای خدمه بود.

البته استفاده از سامانه‎های خودکار و تحقیق در مورد آنها به سال‌ها پیش باز می‎گردد، تحقیق در مورد ساخت ربات‌ها از سال 1958 میلادی شروع و توسعه سازماندهی شده در این زمینه از حدود سال 1980 میلادی آغاز شد و از آن سال تاکنون ادامه داشته است. سامانه‎های حمل و نقل بدون استفاده از راننده سال‎هاست که توسط محققان مورد بررسی قرار گرفته و سال‎هاست که زیردریایی‎های تحقیقاتی بدون سرنشین توسط دانشمندان مورد استفاده قرار می‎گیرند. این در حالی است که استفاده از این فناوری در صنعت کشتیرانی نیازمند رفع موانع و همراهی با بازار عرضه و تقاضا در این بخش است.

چگونگی عملکرد کشتی‎های بدون سرنشین

کشتی بدون سرنشین ترکیبی است از کنترل از راه دور و تصمیم‎گیری هوشمند توسط سامانه‎های اجرایی. در سامانه‎های ناوبری بدون دخالت انسان از طریق شبکه های هوشمند (MUNIN) هدایت خودکار یک شناور از طریق پردازشگرهای پیچیده و فرایندی صورت می‎گیرد که به سادگی از طریق فرمول‎های ریاضی و منطقی قابل تفسیر نخواهد بود اما همانند همه سامانه‎ها محدودیت‎هایی نیز برای آن در نظر گرفته شده که در مورد این شناورها، محدودیت‎ها شامل تبعیت از قوانین جلوگیری از تصادم در دریا، ایمنی، سرعت کشتی، مصرف سوخت، زمان رسیدن به بنادر و تغییر در مسیر است که به عنوان پیش فرض به حافظه آن داده می‎شود.

سیر تحول از کشتی های با خدمه تا کشتی های خودکار

این سامانه بطور عادی و از طریق هدایت خودکار، راهبری کشتی را انجام می‎دهد اما در عین حال بطور دایم توسط یک ایستگاه ساحلی رصد می‎شود. اطلاعات محیطی از طریق سامانه‌های راداری، ناوبری و حسگرهای پیشرفته‌ای که برای شناسایی و اعلام خطراتی از جمله شرایط غیر منتظره، وضعیت جوی و خطر تصادم طراحی شده در اختیار پردازشگر قرار می‎گیرند. در صورت بروز هر گونه خطر احتمالی ماژول کنترل خودکار فعال شده و با توجه به شرایط مورد نظر و محدودیت‌های سامانه این اختیار را دارد که عکس‎العمل لازم را برای رفع آن صورت دهد. در صورتی که این سامانه قادر به رفع خطر احتمالی نباشد بصورت خودکار از کاربری که در ایستگاه ساحلی مشغول فعالیت است تقاضای پشتیبانی خواهد کرد (شکل 2) تا با توجه به شرایط موجود و اطلاعات ارسال شده از کشتی، عکس‌العمل لازم برای رفع خطر انجام گیرد، در مواقعی که کاربر به هر دلیلی در دسترس نباشد سامانه بطور خودکار روش حفظ کشتی (Fail to safe) را پیش خواهد گرفت که در برخی مواد این روش شامل کاهش سرعت کشتی و یا توقف کامل آن خواهد بود. بکارگیری صحیح این نوع از سامانه های تصمیم گیرنده در صورت طراحی و ایمنی بالا نظارت و دخالت انسان را به حداقل خواهند رساند.

دلایل استفاده از کشتی‌های بدون سرنشین
کشتی‎های فله بر بدلیل سرعت پایین آنها، مسیرهای طولانی دریانوردی، تنها یک عملیات تخلیه و بارگیری در این مدت و همچنین عدم نیاز به بررسی و دخالت نیروی انسانی برای نگهداری از کالا در طول سفر دریایی، موردی مناسب برای ساماندهی توسط سامانه های خودکار هستند. استفاده از کشتی‌های بدون سرنشین در این مورد موجب افزایش کارایی عملیات کشتی‎ها و در عین حال مداومت در جابجایی بار خواهد شد. علاوه بر موارد ذکر شده بازدهی مناسب، هزینه پایین حمل، دوستدار محیط زیست بودن و همچنین ایمنی بالا موجب جذابیت این کشتی‎ها برای مالکان، صاحبان بار و حتی دریانوردان خواهد بود.

براساس داده‎های آماری 31 تا 36 درصد هزینه‌های یک کشتی شامل هزینه‌های عملیاتی و کار بر روی کشتی‌ها می‌باشد که در صورت بکارگیری نسل جدید کشتی‎ها، این هزینه‎ها بطور قابل ملاحظه‎ای کاهش خواهند یافت. زندگی دریایی برای نسل جوان امروزی علی‌الخصوص در کشورهای توسعه یافته جذابیت چندانی ندارد و در عین حال سفرهای طولانی و اقامت کوتاه در بنادر و همچنین قوانین جدید را از عوامل اصلی عدم تمایل جوانان به این حرفه می‌توان برشمرد و با این روند در آینده‌ای نه چندان دور جامعه دریایی با کمبود نیروی انسانی بویژه در سطح افسران ارشد مواجه خواهد شد.

با سامانه‌های جدید دریانوردان حرفه‌ای و آموزش دیده در ایستگاه‌های کنترل و هدایت ساحلی بکار گرفته خواهند شد. همانطور که گفته شد این ایستگاه‌ها یکی از اعضای اصلی سامانه ناوبری هوشمند و بدون سرنشین می‌باشند که کشتی‌ها را بطور دایم رصد کرده و در صورت نیاز پشتیبانی می‎‌کنند، چنین محیط کاری میتواند جذابیت‌های لازم را برای دریانورد ایجاد کند.

صنعت دریایی جهان تولید کننده حدود سه درصد از گازهای گلخانه‌ای جهان است  و این در حالی است که با توجه به قوانین فعلی جلوگیری از آلودگی دریا صنعت کشتیرانی به دنبال کاهش انتشار این گازهاست و در این راستا استفاده از این کشتی‎ها بدلیل مصرف سوخت پایین با بکارگیری سرعت مناسب، یکی از گزینه‌های پیش رو خواهد بود.

چالش‎های پیش روی کشتیرانی بدون خدمه
صنعت کشتیرانی از جمله اولین بخش‌هایی بود که ارتباطات رادیویی را از سال 1910 میلادی بکار گرفت. ناوبری الکترونیکی از سال 1930 وارد صنعت کشتیرانی شد و کشتی‌ها از جمله اولین واحدهای غیر نظامی بودند که از فناوری هدایت ماهواره‌ای استفاده کردند. رادارهای آرپا از سال 1970 و سامانه خودکار شناسایی کشتی‌ها از سال 2002 میلادی بکار گرفته شدند. علاوه بر این سامانه‎ها و حسگرهای پیشرفته‌ای نیز در بازار موجود است که می‎توان آنها را برای ارتقای این کشتی‎ها بکار گرفت. بنابراین مشکل فرا روی این کشتی‎ها در دسترس بودن فناوری‌های پشتیبان نخواهد بود و در حالت کلی تنها کارایی بسیار بالای سامانه‎های فنی و ارتباطی برای این کشتی‎ها پذیرفتنی است.

تمامی کشتی‎ها به گونه‌ای طراحی و ساخته شده‎اند که برای مداومت در سفرهای دریایی نیاز به نگهداری منظم، تعمیر و یا تعویض قطعات مورد نیاز توسط پرسنل کشتی خواهند داشت بنابراین افزایش کارایی و توانایی فنی و اطمینان از عدم آسیب‎پذیری در طی سفر از چالش‎های پیش روی کشتی‎های بدون سرنشین خواهد بود.

ناوبری ایمن و تعامل با سایر کشتی‌هایی که توسط نیروی انسانی هدایت می‌شوند از جمله چالش‌هایی است که طراحان این سامانه با آن مواجه هستند. سامانه باید این توانایی را داشته باشد که در مواقعی که خطر تصادم بین دو کشتی وجود دارد قادر به برقراری ارتباط موثر و رفع خطر احتمالی براساس قانون جلوگیری از برخورد کشتی‎ها باشد.

وجود کشتی‎های بدون سرنشین در آینده‌ای نزدیک تحولی عظیم را در صنعت حمل و نقل دریایی جهان ایجاد خواهد کرد. در حال حاضر تحقیق برای افزایش کارایی فنی و سامانه‌های تصمیم گیرنده در حال انجام است. پیشنهاداتی نیز برای رفع موانع قانونی و در مواردی بروز شدن قوانینی از جمله قانون جلوگیری از تصادم کشتی‎ها، نوع قراردادها و بیمه نامه‎ها، توسط پیشگامان این فناوری ارایه داده شده است. براساس نتایج اولیه انتظار می‎رود که این فناوری راهگشای کشتیرانی ایمن و کم هزینه در آینده باشد چرا که پتانسیل‌های لازم را در این زمینه داراست.