雖然海上自主水面船的發展，引起了航運界的極大的關注，很多自主船項目也都在進行中，許多小型的無人艇也已經初步應用在安防、航測、環保等領域。但是，在真正的海上自主船的發展方面，仍然存在著諸多技術壁壘，阻礙著這一新興科技真正服務航運界的步伐。
人工智能技術壁壘
根據中國船級社發佈的《智能船舶規範》，自主船舶的智能具有以下特點：一是具有感知能力；二是具有記憶和思維能力，即能夠存儲感知到的外部信息及由思維產生的知識，同時能夠利用已有的知識對信息進行分析、計算、比較、判斷、聯想、決策；三是具有學習能力和自適應能力，即通過與環境的相互作用，不斷學習積累知識，使自己能夠適應環境變化 ；四是具有行為決策能力，即對外界的刺激做出反應，形成決策並傳達相應的信息。顯然，真正的海上水面自主船對人工智能技術的需求大部分屬於強人工智能的範疇。結合具體實例，現階段人工智能技術無法有效解決海上自主水面船發展的困境：
1、難以實現智能危險識別和避碰決策。人工智能難以識別無人駕駛船舶與不按避碰規則顯示號燈號型和不配備AIS船載設備（或雖然配備AIS船載設備但不開啟AIS）的船舶的真實動態和與之形成的碰撞危險。
2、人工智能難以解決遵守《避碰規則》的無人駕駛船舶與不遵守《避碰規則》的船舶之間的避碰問題，正所謂“秀才遇到兵，有理講不清”。
3、人工智能難以識別《避碰規則》第二條第2款所述的多船會遇等“特殊情況”形成的碰撞危險，並按照“海員通常做法”進行智能避碰決策和採取“最有助於避碰”的行動。
4、人工智能難以“深入學習”《避碰規則》第二條第2款所述的有豐富航海經驗和避碰專家學者難以解釋清楚的“良好的船藝”。
綜上，人工智能技術的發展，是橫亙在海上自主水面船發展道路上的第一個技術壁壘。未來，海上自主水面船的能否發展成功，將很大程度上取決於強人工智能技術能否取得突破。
動力裝置穩定性
如果說把強人工智能機器人當作海上自主水面船的大腦，動力裝置則可視為其心臟。海上自主水面船的發展，除了需要解決大腦問題外，還需要解決心臟問題。傳統的船舶上，由於有專門的輪機部技術人員，除了可以通過日常巡檢解決發現小的機械故障，還可以通過吊缸、封缸等措施解決重大機械故障。與之相比，在海上自主水面船時代，船上由於幾乎或者沒有配備船員，機器設備的維修保養將是個難題。動力裝置的穩定性，是海上自主水面船發展路上的又一技術壁壘。
船舶智能機艙相關技術涉及眾多學科，如傳感器技術、人工智能技術、計算機軟件技術等。根據中國船級社發佈的《船舶智能機艙檢驗指南》，智能機艙由機械設備狀態監測與健康評估系統、輔助決策系統和視情維護系統組成。未來海上自主面船，機艙智能化是個必然選擇。智能機艙，利用大數據分析技術、智能診斷技術，做到儘早發現、及時處理潛在故障，保證船舶在航行過程中的安全可靠以“大智”號為例，該船採用了WINGD的全球首臺W5X52型機。該型機是首臺滿足中國船級社CCS 智能機艙入級符號要求的智能應用機，能根據不同氣候、不同品質燃油進行自動優化，自動平衡各缸壓力和輸出功率，延長維修間隔。
純電池推進技術：機艙系統的冗餘，是導致船舶機械事故的重要原因。除了加裝各種傳感器和控制系統外，通過改變傳統動力裝置的形式也是一種提高安全性的方法。
遠程操縱可靠性
海上自主水面船，不同的系統集成了不同數量的先進傳感器，大量傳感器的使用會產生大量的數據。雖然，不重要的數據可通過滾動記憶的方式定期擦除，以解決數據冗餘問題。但是，如圖所示，跟船舶航行安全、動力裝置監控、應急救生、自動避碰、遠程監控、遠程控制、安全通信和遠程維修等有關的數據，需要通過海事衛星進行通訊交互。
圖 未來海上自主水面船數據產生及交互示意圖
在海上自主水面船的初級階段，現階段的海事通訊衛星系統或許能滿足信道和帶寬需求。但是，在未來大規模的海上自主水面船時代，海事衛星通訊的數據堵塞的問題將不可避免。數據的堵塞，將會降低海上自主水面船的遠程操縱的可靠性。如何突破海事衛星系統的帶寬限制問題，是需要解決的另外一個技術問題。
信息傳輸安全性
未來海上自主航行船會產生大量數據，其中關鍵數據會通過海事通訊衛星傳輸到岸上控制中心，岸上控制中心再通過海事衛星迴傳至船舶端。黑客可能選擇在通訊期通訊環節中的任何一環對船舶或者岸基控制中心進行多種形式的網絡攻擊。為確保未來海上自主水面船的安全，網絡安全問題必須得到解決。
為有效的解決網絡安全問題，遵循傳統對抗黑客的技術的思路，對船載設備、岸基控制設備進行網路安全認證，對日常運行操作進行風險評估和管理，是航運界正在開展的工作。中國船級社（CCS）等各大船級社，相繼頒佈了各自的網絡安全規則和信息技術安全控制規範。以中國船級社為例，其頒佈的《船舶網絡系統要求及安全評估指南》已於2017年7月20日開始生效。該指南針對船舶網絡建設、船舶網絡系統產品安全評估過程的提出相關要求。
在IMO層面，2017年7月份召開的海上安全委員會（MSC）第98次會議以技術通函的形式通過了《海事網路安全管理導則》（MSC-FAL.1/Circ.3），導則鼓勵各國政府確保不遲於2021年1月1日之後的首次年度符合證明審核時，在安全管理系統應反映網絡風險管理相關內容。
傳統的對抗網絡黑客攻擊的方法，是目前比較行之有效的。但會陷入一種困境，黑客技術與反黑客技術交互超越。為解決這一困境，量子衛星通訊技術可以為海上自主水面船信息傳輸安全提供一種新方案。
人工智能可靠性、動力裝置穩定性、遠程操作可靠性和信息傳輸安全性是橫亙在海上自主水面船前的四大技術壁壘。在這些技術壁壘未能安全破除前，真正意義上的海上自主水面船時代無從談起。
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