無人艦隊，準備起航

黃俊杰

在MH370航班漫長的搜尋過程中，衛(wèi)星和飛機找到的疑似殘骸一次次被發(fā)現(xiàn)只是常年漂浮的塑料和金屬。而4年前墨西哥灣泄露的石油至今沒有被清理干凈，依然不斷傷害著周遭海豚和海龜?shù)纳婵臻g。

這時，如果有一支由數(shù)百艘小船組成的無人艦隊，一天24小時、一年365天不間斷地清理著海上的原油和垃圾，情況或許就會不同。

這正是Protei的目標。

Protei是一款不需要額外動力，完全依靠清潔能源就能在海上長期工作的小型無人船。在4月6日舉辦的深圳制匯節(jié)（Maker Faire）上，Protei創(chuàng)始人凱撒·原田（Cesar Harada）的小團隊也帶著最新的Protei原型機“樂天派”號（Optimist）前來參展。

僅兩米長的“樂天派”看起來有點像大號的玩具帆船，船身一節(jié)一節(jié)，有如魚骨一般—獨特的船身是Protei與其他船只最大的不同，在水中轉(zhuǎn)向時，船身也會隨之彎曲，就像魚一樣。

如此設(shè)計并不是為了美觀，而是為了擁有更持久的續(xù)航能力。

泄露的原油和海上飄蕩的垃圾都會隨洋流而流動，最有效的處理方法是讓清潔用的船拖著長條型的清理設(shè)備逆流而上，沿“之”字航行。

帆船在逆流轉(zhuǎn)向時會損失很多動力，必須有輔助動力才能繼續(xù)維持航行方向。但原田同時希望Protei能夠僅僅依靠風和陽光等清潔能源，便能長時間在海上進行工作。所以，變形船身是實現(xiàn)這一目標的關(guān)鍵。

“變形的船身就好像現(xiàn)代飛機的機翼。當飛機起飛或者降落時，你會看到機翼的很多部分會進行調(diào)整，形成多個平面，這樣可以更有效地利用氣流?！痹飳Α兜谝回斀?jīng)周刊》介紹說。相比之下，固定船身在他看來，就相當于60年前飛機機翼的設(shè)計水平了。

原田本是麻省理工學院的一位研究人員，從事海洋清潔方面的研究。2010年墨西哥灣石油泄露以后，他覺得自己參與的研究項目太過前瞻，無法迅速解決現(xiàn)實問題，而且學校申請了很多專利，也對技術(shù)的實際應用與普及形成一定阻礙。因此，原田決定辭去工作，創(chuàng)立Protei無人船項目。

想到變形船身的點子以后，原田自己首先用木塊、電路板和防水塑料膜拼湊了四個簡陋的樣品來驗證想法的可行性。隨后在2011年，他通過眾籌網(wǎng)站KickStarter籌得3萬美元，開始產(chǎn)品化之路。

當2012年原田帶著第5代原型機走上TED大會講臺時，Protei已經(jīng)能像魚類一樣靈活地扭動身軀、調(diào)整航向了。

然而，之后的進展卻并不順利。

彼時，原田在鹿特丹租了一間廠房，請了10名工程師工作了3個月。但通過Kickstarter籌得的資金很快便被用完。后來加入的一位美國投資人也很快撤出。

“大約6個月的時間里，我們沒有任何收入。對公司來說，那段時間非常艱難。不過我們依然繼續(xù)改進設(shè)計，最后從Ocean Exchange拿到了10萬美元研究資金?！痹锘貞浾f。Ocean Exchange是由灣流和華輪-威爾森航運公司贊助的一個平臺，專為初期階段的海洋技術(shù)項目提供資金支持。

2013年年初，整個Protei團隊參加了Unreasonable at Sea技術(shù)創(chuàng)業(yè)孵化器，4個月的時間里，團隊隨一艘郵輪從美國圣地亞哥一直航行至西班牙巴塞羅那，并和另外10家創(chuàng)業(yè)公司以及導師一起改進產(chǎn)品，完善商業(yè)思路。

這段旅途結(jié)束后，Protei也搬到了香港，將市郊一間簡陋的屋子作為辦公室。原田說，自己之所以選擇香港而非制造業(yè)基地深圳的主要原因是，香港的市場環(huán)境相對開放，不但可以很快注冊公司，而且能夠正常訪問Facebook、Twitter等網(wǎng)站—社交網(wǎng)站對Protei至關(guān)重要，來自這些網(wǎng)站的反饋可以直接幫助原田改進產(chǎn)品。

不同于傳統(tǒng)實驗室或者商業(yè)公司，Protei的開發(fā)流程高度依賴外界反饋，從而能夠快速改進設(shè)計。

Protei研發(fā)團隊每周的工作大體如下：每周一，設(shè)計一些部件；周二去深圳購買元器件；周三周四兩天把元器件按照設(shè)計組裝起來；周五進行測試，當天下午把測試數(shù)據(jù)放到網(wǎng)上；周末，線上反饋就來了，也為下一周的工作提供了參考和建議。

其實，除了變形以外，Protei還采用了模塊化設(shè)計。當它需要負載更多的設(shè)備時，可以將多個架設(shè)著風帆的動力單元連接在一起，連接處可任意彎曲。Protei每個風帆頂部都裝有傳感器，當它在轉(zhuǎn)向時，不同的風帆在電腦的控制下可以自動調(diào)整角度，確保最有效地利用風能。

為了在復雜的海洋環(huán)境下長期工作，原田希望Protei能夠有對抗風暴的能力。除了通過傳感器和處理器自動調(diào)整風帆和船身獲得平衡外，Protei還得將體積控制得很小。

“這就好像螞蟻。螞蟻從一米高度掉到地上，并不會受傷。”原田解釋說，更大的船雖然可以用更好的引擎，也有更好的質(zhì)量，但小船則可以擁有更廣闊的應用前景。

顯然，他更傾向于組建由數(shù)以百計小船構(gòu)成的船隊，通過計算機算法讓整個船隊自動協(xié)同工作。人類控制者則可以直接遠程操控整個船隊，而非每人控制一艘船。

原田深受自己在麻省理工的前輩、iRobot公司創(chuàng)始人羅德尼·布魯克斯（Rodney Brooks）的影響。布魯克斯曾在1989年發(fā)表的一篇名為“Fast，Cheap，Out of Control”的論文里描繪了一個擁有大量小型、簡易人工智能機器人集群的未來。在過去12年里，iRobot賣出了超過1000萬臺這樣的小型Roomba吸塵器機器人。

是的，Protei所設(shè)想的基礎(chǔ)即“無人”。船員需要一定的生存環(huán)境、食物和淡水才能生存，這就對遠洋船只造成了很多限制—不但需要定期進港補給，還不能非常小。

事實上，無人控制設(shè)備，特別是無人飛機，已不算新奇，從幾百元人民幣就能買到的用iPhone遙控的飛行器，到美國生產(chǎn)的造價上千萬美元的戰(zhàn)斗機，不一而足。就連亞馬遜也用“無人送貨飛機”的設(shè)想為其財報添彩。

但很長一段時間，海上無人船的研究并不受人重視。當英國發(fā)動機生產(chǎn)巨頭羅爾斯·羅伊斯年初宣布設(shè)計無人商船時，就飽受質(zhì)疑。

波羅的海航運公會（BIMCO）分析師皮特·桑德（Peter Sand）曾在接受彭博社采訪時表示，無人商船還停留在學術(shù)討論階段，沒有任何委員會成員會提及無人操控船只的設(shè)想。而波羅的海航運公會的成員控制著全球2/3的商船隊。

今天的商用貨輪和油輪都已非常龐大并且高度自動化。一艘20萬噸的遠洋集裝箱貨輪往往只需要10至20人就能正常航行，因此無人貨運對減少成本幫助有 限。

但海洋科研不然。

“若要取得一些基本遠洋數(shù)據(jù)，不僅需要派幾位博士生去研究，還需要廚師、船長、水手等很多人支持考察船的運作。幾個月下來，往往需要耗資上百萬美元?！痹锵嘈牛畠r無人船將大大降低海洋科研的成本，讓很多因“囊中羞澀”而無法進行的科研繼續(xù)下去。

而除了科研和清理垃圾以外，原田也認為，無人船還有更多新的應用前景。

比如監(jiān)控非法捕撈和偷渡行為。

目前，已經(jīng)有不少國家開始用無人機監(jiān)控領(lǐng)海，但即便最昂貴的軍用無人機也只能在空中停留一兩天，無法覆蓋足夠大的范圍。

“有很多關(guān)于自然資源保護的規(guī)章，但發(fā)現(xiàn)不了非法捕撈，就沒有意義。而大量裝有傳感器的無人船只，可以有效發(fā)現(xiàn)這種非法行為。”Protei可以起到永久監(jiān)測站的作用，原田介紹說，目前已經(jīng)有某些國家的軍方聯(lián)系咨詢相關(guān)應用。

4月初，Protei已將“樂天派”原型機放在官網(wǎng)上銷售，裝配好的型號每艘售價1280美元，用戶主要是志同道合的研究者。產(chǎn)品開賣第一周，Protei就收獲了7艘船的訂單。

當然，目前的原型機離原田的最終目標還很遙遠，但維持公司運作，正是依靠這種邊改進設(shè)計邊銷售的模式。

5月，原田將帶著Protei奔赴芬蘭—臨近的波羅的海的全球水循環(huán)最慢的海域，有大量垃圾漂在海面，正等著他的“艦隊”到來。endprint