虽然海上自主水面船的发展，引起了航运界的极大的关注，很多自主船项目也都在进行中，许多小型的无人艇也已经初步应用在安防、航测、环保等领域。但是，在真正的海上自主船的发展方面，仍然存在着诸多技术壁垒，阻碍着这一新兴科技真正服务航运界的步伐。
人工智能技术壁垒
根据中国船级社发布的《智能船舶规范》，自主船舶的智能具有以下特点：一是具有感知能力；二是具有记忆和思维能力，即能够存储感知到的外部信息及由思维产生的知识，同时能够利用已有的知识对信息进行分析、计算、比较、判断、联想、决策；三是具有学习能力和自适应能力，即通过与环境的相互作用，不断学习积累知识，使自己能够适应环境变化 ；四是具有行为决策能力，即对外界的刺激做出反应，形成决策并传达相应的信息。显然，真正的海上水面自主船对人工智能技术的需求大部分属于强人工智能的范畴。结合具体实例，现阶段人工智能技术无法有效解决海上自主水面船发展的困境：
1、难以实现智能危险识别和避碰决策。人工智能难以识别无人驾驶船舶与不按避碰规则显示号灯号型和不配备AIS船载设备（或虽然配备AIS船载设备但不开启AIS）的船舶的真实动态和与之形成的碰撞危险。
2、人工智能难以解决遵守《避碰规则》的无人驾驶船舶与不遵守《避碰规则》的船舶之间的避碰问题，正所谓“秀才遇到兵，有理讲不清”。
3、人工智能难以识别《避碰规则》第二条第2款所述的多船会遇等“特殊情况”形成的碰撞危险，并按照“海员通常做法”进行智能避碰决策和采取“最有助于避碰”的行动。
4、人工智能难以“深入学习”《避碰规则》第二条第2款所述的有丰富航海经验和避碰专家学者难以解释清楚的“良好的船艺”。
综上，人工智能技术的发展，是横亘在海上自主水面船发展道路上的第一个技术壁垒。未来，海上自主水面船的能否发展成功，将很大程度上取决于强人工智能技术能否取得突破。
动力装置稳定性
如果说把强人工智能机器人当作海上自主水面船的大脑，动力装置则可视为其心脏。海上自主水面船的发展，除了需要解决大脑问题外，还需要解决心脏问题。传统的船舶上，由于有专门的轮机部技术人员，除了可以通过日常巡检解决发现小的机械故障，还可以通过吊缸、封缸等措施解决重大机械故障。与之相比，在海上自主水面船时代，船上由于几乎或者没有配备船员，机器设备的维修保养将是个难题。动力装置的稳定性，是海上自主水面船发展路上的又一技术壁垒。
船舶智能机舱相关技术涉及众多学科，如传感器技术、人工智能技术、计算机软件技术等。根据中国船级社发布的《船舶智能机舱检验指南》，智能机舱由机械设备状态监测与健康评估系统、辅助决策系统和视情维护系统组成。未来海上自主面船，机舱智能化是个必然选择。智能机舱，利用大数据分析技术、智能诊断技术，做到尽早发现、及时处理潜在故障，保证船舶在航行过程中的安全可靠以“大智”号为例，该船采用了WINGD的全球首台W5X52型机。该型机是首台满足中国船级社CCS 智能机舱入级符号要求的智能应用机，能根据不同气候、不同品质燃油进行自动优化，自动平衡各缸压力和输出功率，延长维修间隔。
纯电池推进技术：机舱系统的冗余，是导致船舶机械事故的重要原因。除了加装各种传感器和控制系统外，通过改变传统动力装置的形式也是一种提高安全性的方法。
远程操纵可靠性
海上自主水面船，不同的系统集成了不同数量的先进传感器，大量传感器的使用会产生大量的数据。虽然，不重要的数据可通过滚动记忆的方式定期擦除，以解决数据冗余问题。但是，如图所示，跟船舶航行安全、动力装置监控、应急救生、自动避碰、远程监控、远程控制、安全通信和远程维修等有关的数据，需要通过海事卫星进行通讯交互。
图 未来海上自主水面船数据产生及交互示意图
在海上自主水面船的初级阶段，现阶段的海事通讯卫星系统或许能满足信道和带宽需求。但是，在未来大规模的海上自主水面船时代，海事卫星通讯的数据堵塞的问题将不可避免。数据的堵塞，将会降低海上自主水面船的远程操纵的可靠性。如何突破海事卫星系统的带宽限制问题，是需要解决的另外一个技术问题。
信息传输安全性
未来海上自主航行船会产生大量数据，其中关键数据会通过海事通讯卫星传输到岸上控制中心，岸上控制中心再通过海事卫星回传至船舶端。黑客可能选择在通讯期通讯环节中的任何一环对船舶或者岸基控制中心进行多种形式的网络攻击。为确保未来海上自主水面船的安全，网络安全问题必须得到解决。
为有效的解决网络安全问题，遵循传统对抗黑客的技术的思路，对船载设备、岸基控制设备进行网路安全认证，对日常运行操作进行风险评估和管理，是航运界正在开展的工作。中国船级社（CCS）等各大船级社，相继颁布了各自的网络安全规则和信息技术安全控制规范。以中国船级社为例，其颁布的《船舶网络系统要求及安全评估指南》已于2017年7月20日开始生效。该指南针对船舶网络建设、船舶网络系统产品安全评估过程的提出相关要求。
在IMO层面，2017年7月份召开的海上安全委员会（MSC）第98次会议以技术通函的形式通过了《海事网路安全管理导则》（MSC-FAL.1/Circ.3），导则鼓励各国政府确保不迟于2021年1月1日之后的首次年度符合证明审核时，在安全管理系统应反映网络风险管理相关内容。
传统的对抗网络黑客攻击的方法，是目前比较行之有效的。但会陷入一种困境，黑客技术与反黑客技术交互超越。为解决这一困境，量子卫星通讯技术可以为海上自主水面船信息传输安全提供一种新方案。
人工智能可靠性、动力装置稳定性、远程操作可靠性和信息传输安全性是横亘在海上自主水面船前的四大技术壁垒。在这些技术壁垒未能安全破除前，真正意义上的海上自主水面船时代无从谈起。
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