Asegurar rutas marítimas mediante el uso de inteligencia artificial (IA)

La inteligencia artificial, o IA, sigue conquistando el mundo. Sin embargo, su impacto no se limita a las conversaciones mediante chatbots y asistentes virtuales. Se utiliza en diversas industrias para reducir costos y la probabilidad de errores humanos, así como para mejorar la eficiencia, lograr mayor sostenibilidad e implementar mejores medidas de seguridad.

El sector marítimo es una de esas industrias en las que la IA está mostrando un potencial inmenso y revolucionando la forma en que opera, lo que tiene gran importancia debido a que la industria marítima es responsable del transporte de más del 90% del comercio mundial.

Dada la importancia del sector marítimo en el comercio global y el esfuerzo de las empresas por mantenerse competitivas, el uso de algoritmos de aprendizaje automático en las operaciones de transporte marítimo es crucial. Dado que la economía global es un entorno complejo y desafiante, incluso pequeñas mejoras pueden generar beneficios sustanciales.

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El alcance de la IA en la industria naviera

Como sabemos, las rutas marítimas tienen una inmensa importancia en la economía global por ser económicas y respetuosas con el medio ambiente. Esto exige la necesidad de contar con medios de transporte seguros y eficientes para mover mercancías entre países de todo el mundo. Por lo tanto, resulta vital utilizar la IA para proteger estos carriles.

En este contexto, se aprovechan las tecnologías avanzadas para recopilar, analizar, monitorear y responder a los diversos desafíos que enfrentan las líneas navieras. Por ejemplo, los sistemas impulsados ​​por IA proporcionan datos en tiempo real sobre las rutas de los barcos y mejoran la navegación, mientras que la vigilancia constante a través de sensores previene amenazas a la seguridad. Además, los algoritmos de IA analizan datos para predecir las necesidades de mantenimiento, reduciendo así el tiempo de inactividad y garantizando que los barcos operen al máximo rendimiento.

Como estimó NauticExpo hace unos años, los ingresos del transporte marítimo mundial de carga pueden superar los 200 mil millones de dólares para 2023, pero para que eso suceda, la industria “necesitará agregar IA a su arsenal de tecnologías digitales”.

En la industria naviera, la IA puede ayudar a las empresas navieras a automatizar tareas, mejorar la planificación, optimizar las operaciones, tomar mejores decisiones y aumentar la seguridad. Además, ayuda en la planificación de la distribución, la racionalización de las operaciones de carga y descarga, la programación inteligente y el ajuste a las cambiantes realidades y demandas del mercado. Además, el uso de la IA puede ser de gran ayuda en los controles de navegación, proteger los sistemas de comunicación y mejorar la respuesta a emergencias, contribuyendo a la seguridad general del transporte marítimo.

Una encuesta de Navis reveló que un gran número de participantes coincide en que la IA podría participar en la automatización de procesos, especialmente en la asignación de equipos de manipulación de contenedores y los sistemas de cubierta. Otros participantes también consideran el uso de la IA en la recomendación de acciones y la predicción de volúmenes en las puertas, así como en la estiba de los buques. Sin embargo, la falta de tecnología y experiencia es el mayor desafío de la IA, lo cual es comprensible dado que la tecnología aún es nueva.

Para contribuir a esto, las empresas ya han comenzado a tomar medidas. Por ejemplo, Orient Overseas Container Line (OOCL) colaboró ​​con la división de investigación de Microsoft en Asia para mejorar las operaciones de la red de transporte marítimo mediante IA. Como parte de la colaboración, la idea ha sido capacitar a desarrolladores de IA mediante aprendizaje automático y sesiones intensivas de capacitación.

Hacer uso de los datos para la seguridad

Es importante señalar que la IA eficaz depende de los datos: todo, desde el aprendizaje hasta la predicción, la IA necesita conjuntos de datos diversos y masivos para funcionar bien. Entonces, a medida que la industria naviera mejora en su trabajo con grandes conjuntos de datos complejos, puede construir nuevos sistemas de inteligencia artificial para ayudar a los humanos a operar embarcaciones de una manera mucho más eficiente y segura.

Recientemente, científicos de la Universidad de Victoria y del Instituto Niels Bohr de la Universidad de Copenhague utilizaron IA para predecir la aparición de grandes olas gigantes que dañan no solo a barcos, sino también a plataformas petrolíferas. Los investigadores emplearon enormes cantidades de big data, de 700 años de antigüedad, sobre los movimientos oceánicos para descubrir un modelo matemático que puede predecir la probabilidad de dichas olas.

"En el estudio, mapeamos las variables causales que crean ondas rebeldes y utilizamos inteligencia artificial para reunirlas en un modelo", dijo Dion Häfner, ex doctor. estudiante del Instituto Niels Bohr y autor del estudio científico, “que puede calcular la probabilidad de formación de ondas rebeldes”.

Para ello, los datos se recopilaron de boyas en más de 150 lugares diferentes alrededor de las costas de EE. UU. y territorios de ultramar las 24 horas del día. El estudio registró 100,000 olas como olas rebeldes. Utilizando el aprendizaje automático, los investigadores convirtieron todo en un algoritmo. El estudio encontró que esta ola rebelde se debe al factor conocido como “superposición lineal”, algo que existe desde hace 300 años pero que ahora está respaldado por datos.

Lo que significa para la industria naviera es que las compañías de buques de carga pueden utilizar este algoritmo para predecir cuándo ocurre el riesgo de una ola tan peligrosa y luego planificar sus rutas con anticipación.

Además, organizaciones como la Universidad de Gestión de Singapur (SMU), Fujitsu y el Instituto de Computación de Alto Rendimiento (IHPC) de A*STAR también han estado trabajando durante algún tiempo en el desarrollo de tecnologías de big data e inteligencia artificial para la gestión del tráfico de buques en el puerto de Singapur, así como en las rutas marítimas más transitadas del mundo, los estrechos de Singapur y Malaca.

Estas organizaciones han estado desarrollando tecnologías que utilizan datos del mundo real para mejorar el pronóstico de la congestión e identificar posibles colisiones. La idea ha sido contar con tecnología de coordinación del tráfico marítimo de próxima generación, muy similar a la del control del tráfico aéreo.

Con este avance de los barcos autónomos, según el profesor Lau Hoong Chuin, director de laboratorio de la SMU e investigador principal del Centro de Excelencia en Computación e Ingeniería Urbana (UCE CoE):

"La tecnología puede potencialmente alterar la gestión del tráfico marítimo para reducir los errores humanos y mejorar la seguridad de la navegación".

Mientras tanto, el Puerto Tuas de Singapur aspira a ser el puerto totalmente automatizado más grande del mundo para 2040 mediante el uso del Sistema de Gestión de Tráfico de Buques de Próxima Generación (NGVTMS) desarrollado por la Autoridad Portuaria Marítima de Singapur.

Automatización de la industria naviera

Hace más de una década que el aprendizaje automático y la IA han moldeado el panorama marítimo, y este sigue creciendo. Una de las áreas donde se ha producido este desarrollo es la navegación no tripulada para ciertas tareas, como la navegación segura de buques autónomos en rutas marítimas concurridas o la navegación por canales de transporte complejos.

De acuerdo a una Informe conjunto de 2023 de Lloyd's Register y Thetius, una consultora de innovación marítima, los mercados de autonomía de buques y los sistemas impulsados ​​por IA tendrán un valor combinado de 5 mil millones de dólares en cinco años.

Dado que los barcos crecen en número y tamaño, ha habido un aumento de posibles colisiones. Según la Agencia Europea de Seguridad Marítima, 4000 colisiones e incidentes se informaron anualmente entre 2014 y 2019, y la gran mayoría de ellos (hasta el 96%) se atribuyeron a errores humanos.

Como resultado, se están probando barcos autónomos y controlados a distancia con sensores mediante la ayuda de radar, LIDAR (detección y alcance de luz), sonar, GPS y AIS, que proporcionan datos para ayudar en la navegación.

En 2018, Sea Machines Robotics y AP Moller-Maersk, con sede en Dinamarca, trabajaron juntos para probar un sistema impulsado por inteligencia artificial en un buque portacontenedores, que fue la primera vez que la industria marítima vio la instalación de visión por computadora junto con LiDAR y software de percepción a bordo. para mejorar y modernizar las operaciones de tránsito.

Para ello, Sea Machines adoptó una solución basada en IA, similar a los sistemas de asistencia basados ​​en datos de los automóviles, para mejorar el conocimiento de la situación en el mar, así como la identificación y el seguimiento de objetos. La solución utiliza sensores avanzados para recopilar un flujo continuo de información del entorno del buque, que se utiliza para identificar y rastrear posibles conflictos y, posteriormente, se muestra de forma eficiente para facilitar operaciones marítimas más seguras y eficientes.

La automatización de la industria naviera está ganando terreno. La empresa naviera japonesa Mitsui OSK Lines (MOL) y la empresa tecnológica china SenseTime, conocida por su colaboración con Honda en vehículos autónomos, están realizando investigaciones para aprovechar la IA en los sistemas de reconocimiento de imágenes de barcos.

Bajo este modelo, el sistema de SenseTime utiliza cámaras de ultra alta resolución y una GPU para identificar automáticamente los barcos en el área circundante con el fin de ayudar a evitar que los barcos grandes colisionen con los más pequeños y mejorar la seguridad.

Esta tecnología de reconocimiento de imágenes, desarrollada mediante la combinación de tecnología de aprendizaje profundo de IA con la amplia experiencia marítima de MOL, también se puede utilizar para monitorear rutas de navegación.

Recientemente, en noviembre, Michigan Central, la división de innovación en movilidad de Ford, y el centro tecnológico Newlab, lanzaron un proyecto piloto para automatizar el sector naviero. Durante ocho semanas, los socios probaron una embarcación autónoma de Mythos AI que cartografia digitalmente el paisaje submarino del Puerto de Monroe en Detroit y la vía fluvial circundante de los Grandes Lagos.

Al crear un gemelo digital del área, el buque tiene como objetivo proporcionar a los buques de carga mayores conocimientos para mejorar sus procesos. Los datos recopilados se utilizarán para crear rutas marítimas totalmente autónomas, entrenar embarcaciones autónomas en el futuro y desplegar embarcaciones autónomas y de bajas emisiones. Geoff Douglass, director ejecutivo de Mythos AI:

“La tecnología de los buques autónomos remodelará la logística marítima. Llevar esta innovación a otros puertos transformará los sistemas anticuados, reducirá las emisiones e impulsará el crecimiento económico a escala global”.

Empresas que aprovechan la IA para proteger las rutas marítimas

Una encuesta global de IA de McKinsey de 2019 encontró un aumento interanual (interanual) de casi el 25 % en el uso de AI En procesos empresariales estándar en múltiples áreas de la empresa. La logística, en particular, es una industria impulsada por la IA gracias al gran potencial de la tecnología para mejorar la industria marítima al eliminar tareas habituales.

Pero esto no es todo. Estudio intersectorial independiente de McKinsey sobre la adopción de la IA descubrió que los primeros usuarios con una estrategia proactiva en el sector de la logística disfrutaron de márgenes de beneficio de más del 5%.

Claramente, la IA puede ofrecer beneficios considerables a las operaciones de transporte marítimo, y aquellos que realmente tomen medidas y comiencen a incorporar la IA en sus negocios pueden construir redes más eficientes, tener una ventaja sobre la competencia y estar mejor preparados para el futuro.

Hoy en día, hay varias empresas que están explorando e implementando IA para rutas marítimas seguras.

1. Rolls-Royce

Rolls-Royce es una de esas empresas que ha estado trabajando en el transporte marítimo autónomo y utilizando la inteligencia artificial para mejorar la navegación y la seguridad en las operaciones marítimas. En los últimos años, la compañía ha presentado varias soluciones para mitigar los riesgos de seguridad, incluido el sistema Intelligent Awareness (IA) y embarcaciones comerciales totalmente autónomas. Para sus esfuerzos, Rolls-Royce se ha asociado con Intel y Google.

En 2022, Rolls-Royce experimentó una notable recuperación financiera, con ingresos que ascendieron a 12.691 millones de libras, un aumento sustancial con respecto a los 10.947 millones de libras del año anterior. La compañía también reportó un aumento significativo en su beneficio operativo subyacente, que alcanzó los 652 millones de libras, lo que representa una mejora de 238 millones de libras con respecto al año anterior.

2. Wärtsilä

La empresa de tecnología Wärtsilä es otra involucrada en el desarrollo de tecnologías de envío inteligentes, incluido el uso de IA para la navegación y la seguridad. La empresa ha estado desarrollando soluciones portuarias inteligentes, comunicaciones de datos seguras entre barcos y costas e interoperabilidad en navegación electrónica.

La empresa informó un Aumento del 6% en contratación, alcanzando los 6,074 millones de euros, frente a los 5,735 millones de euros del año anterior. También experimentó un importante aumento del 22% en las ventas netas, por un total de 5,842 millones de euros, en comparación con los 4,778 millones de euros en 2021, con el 48% de estas ventas atribuidas a servicios.

3. Nippon Yusen Kabushiki Kaisha

Nippon Yusen Kabushiki Kaisha (NYK), una importante compañía naviera japonesa, demostró su sistema para evitar colisiones en 2021. Orca AI, que utiliza sensores de visión y cámaras térmicas además de algoritmos impulsados ​​por IA, está diseñada para que los buques tengan un nuevo sistema de soporte de vigilancia. que les proporciona una mayor visibilidad, especialmente en condiciones difíciles, evitando así errores humanos.

En el año fiscal 2022, Nippon Yusen Kabushiki Kaisha (NYK) tenía una liquidez sustancial con efectivo y depósitos de aproximadamente 1.9 millones de dólares. También informó de una suma considerable de cuentas por cobrar, incluidos activos comerciales y contractuales, de casi 2.9 millones de dólares, y sus activos de inventario rondaban los 466 millones de dólares.

Jugadores notables

AP Moller-Maersk, una de las compañías navieras más grandes del mundo, ha estado utilizando activamente tecnologías digitales e inteligencia artificial para optimizar las operaciones de envío y mejorar la seguridad.

Mientras tanto, Sea Machines Robotics es una empresa con sede en Boston que desarrolla sistemas autónomos de control de embarcaciones que incorporan inteligencia artificial para aumentar la seguridad y la eficiencia en las operaciones marítimas. A la empresa se le atribuye ser pionera en el primer sistema de control de grado industrial diseñado para permitir la operación autónoma y remota de embarcaciones marítimas comerciales, incluidos los barcos de trabajo. También está desarrollando tecnología de percepción avanzada para diferentes tipos de embarcaciones junto con tecnología de asistencia a la navegación.

Luego, está el gigante naviero MSC, que se jacta de haber lanzado la recogida de contenedores basada en identificación, una novedad en la industria. En lugar de utilizar un código PIN para liberar contenedores y transportarlos, la tecnología básicamente utiliza datos de identificación y biométricos, lo que hace que el proceso sea más eficiente y seguro.

Kongsberg Gruppen, con sede en Noruega, también ha participado en el desarrollo de soluciones autónomas e impulsadas por inteligencia artificial para la industria, junto con otros participantes como Bedrock Ocean Exploration, Ladar, Soshianest, i4 Insight, Buffalo Automation, Arinto Maritime GmbH, Vake y Massterly.

Conclusión

Como vimos, la IA ha experimentado una gran implementación y beneficios en la industria del transporte marítimo en términos de programación y mantenimiento predictivo, barcos autónomos, pronóstico de rutas, organización del posicionamiento de contenedores, optimización del consumo de combustible, reducción de emisiones, optimización de las operaciones administrativas, predicciones de la demanda y Precio dinamico.

Por supuesto, la IA no está exenta de problemas, siendo los principales obstáculos para su adopción generalizada la escasez de habilidades específicas, la mala calidad de los datos, la falta de una estrategia clara y los problemas de confianza. Además, la gran mayoría de los grandes buques carecen de la capacidad de comunicación adecuada. Además, existen barreras regulatorias que impiden su adopción generalizada.

A pesar de todo esto, el potencial de la IA es simplemente difícil de ignorar, y su implementación cuenta con un apoyo cada vez mayor. Con el tiempo, a medida que la tecnología avance y el uso de la IA crezca en el sector, seguramente veremos una gran transformación en la industria del transporte marítimo.

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