Asegurando las rutas marítimas mediante el uso de Inteligencia Artificial (IA)

La Inteligencia Artificial, o IA, sigue revolucionando el mundo. Sin embargo, su impacto no se limita solo a conversaciones a través de chatbots y asistentes virtuales. Más bien, se está utilizando en diversas industrias para reducir costos y la probabilidad de errores humanos, así como para mejorar la eficiencia, aportar mayor sostenibilidad e introducir mejores medidas de seguridad.

El sector marítimo es una de esas industrias donde la IA está mostrando un enorme potencial y revolucionando su forma de operar, lo cual es de gran importancia dado 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 la necesidad de que las empresas se mantengan competitivas, la utilización de algoritmos de aprendizaje automático en las operaciones de envío es crucial. Con la economía global siendo un entorno complejo y desafiante, incluso mejoras menores pueden generar beneficios sustanciales.

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Alcance de la IA en la industria naviera

Como sabemos, las rutas de envío son de gran importancia en la economía global por ser económicas y respetuosas con el medio ambiente. Esto requiere contar con medios de transporte seguros y eficientes para mover mercancías entre países de todo el mundo. Por lo tanto, es vital utilizar IA para asegurar estas rutas.

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

Según estimó NauticExpo hace algunos años, los ingresos del transporte marítimo de carga a nivel mundial podrían superar los 200 mil millones de dólares para 2023, pero para que eso ocurra, la industria “necesitará añadir IA a su arsenal de tecnologías digitales”.

En la industria naviera, la IA puede ayudar a las compañías de envío a automatizar tareas, mejorar la planificación, optimizar operaciones, tomar decisiones más acertadas 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 la adaptación a las cambiantes realidades y demandas del mercado. Asimismo, el uso de IA puede ser de gran ayuda en los controles de navegación, la seguridad de los sistemas de comunicación y la mejora de la respuesta ante emergencias, contribuyendo a la seguridad general del transporte marítimo.

Una encuesta realizada por Navis encontró que una gran cantidad de participantes están de acuerdo en que la IA podría involucrarse en la automatización de procesos, especialmente en la asignación de equipos de manipulación de contenedores y sistemas de cubierta. Otros participantes también ven el uso de la IA en acciones recomendadas y en la predicción de volúmenes de puertas, así como en la estiba de los buques. Sin embargo, la falta de tecnología y experiencia es el mayor desafío con la IA, lo cual es comprensible dado que la tecnología aún es nueva.

Para ayudar con esto, las empresas ya han comenzado a tomar medidas. Por ejemplo, Orient Overseas Container Line (OOCL) colaboró con la rama de investigación de Microsoft en Asia para mejorar las operaciones de la red de envío mediante IA. Como parte de la asociación, la idea ha sido capacitar a desarrolladores de IA a través de aprendizaje automático y sesiones intensivas de entrenamiento.

Uso de datos para la seguridad

Es importante señalar que una IA eficaz depende de los datos: todo, desde el aprendizaje hasta la predicción, la IA necesita conjuntos de datos diversos y masivos para rendir adecuadamente. Por lo tanto, a medida que la industria naviera mejore en el manejo de conjuntos de datos complejos y voluminosos, podrá crear nuevos sistemas de IA que ayuden a los humanos a operar embarcaciones de 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 monstruosas que dañan no solo barcos sino también plataformas petrolíferas. Los investigadores hicieron uso de enormes cantidades de datos, 700 años de información sobre movimientos oceánicos, para descubrir un modelo matemático que puede predecir la probabilidad de dichas olas.

“En el estudio, mapeamos las variables causales que crean olas monstruosas y utilizamos inteligencia artificial para incorporarlas en un modelo”, dijo Dion Häfner, exdoctorando del Instituto Niels Bohr y autor del estudio científico, “que puede calcular la probabilidad de formación de una ola monstruosa”.

Para ello, los datos se recopilaron de boyas en más de 150 ubicaciones diferentes alrededor de las costas de EE. UU. y territorios de ultramar, 24 horas al día. El estudio registró 100 000 olas como olas monstruosas. Mediante aprendizaje automático, los investigadores convirtieron todo en un algoritmo. El estudio encontró que esta ola monstruosa ocurre debido al factor conocido como “superposición lineal”, algo que ha existido durante 300 años pero que ahora está respaldado por datos.

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

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 IA para la gestión del tráfico de embarcaciones en el puerto de Singapur, así como en los corredores marítimos más transitados del mundo, los estrechos de Singapur y Malaca.

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

Con este avance de los barcos autónomos, según el profesor Lau Hoong Chuin, Director del Laboratorio de SMU y Investigador Principal del Centro de Excelencia en Computación Urbana e Ingeniería (UCE CoE):

“La tecnología puede potencialmente alterar la gestión del tráfico de embarcaciones para reducir errores humanos y mejorar la seguridad de la navegación.”

Por su parte, el puerto de Tuas en Singapur aspira a ser el puerto totalmente automatizado más grande del mundo para 2040, utilizando el Sistema de Gestión de Tráfico de Embarcaciones de Próxima Generación (NGVTMS) desarrollado por la Autoridad Portuaria Marítima de Singapur.

Automatizando la industria naviera

Ha pasado más de una década desde que el aprendizaje automático y la IA están moldeando el panorama marítimo, y sigue creciendo. Uno de los ámbitos donde se ha desarrollado es la navegación no tripulada para ciertas tareas, como barcos autónomos que cruzan rutas marítimas congestionadas de forma segura o navegan a través de canales de transporte complejos.

Según un 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 valdrán en conjunto 5 mil millones de dólares en cinco años.

Con el aumento en número y tamaño de los barcos, ha habido un incremento en posibles colisiones. Según la Agencia Europea de Seguridad Marítima, 4000 colisiones e incidentes se reportaron anualmente entre 2014 y 2019, y la gran mayoría de ellos (hasta un 96 %) se atribuye a error humano.

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

En 2018, Sea Machines Robotics y la empresa danesa A.P. Moller-Maersk colaboraron para probar un sistema impulsado por IA en un buque portacontenedores, siendo 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 actualizar las operaciones de tránsito.

Para ello, Sea Machines adoptó una solución basada en IA, similar a los sistemas de asistencia basados en datos que se encuentran en los automóviles, para mejorar la conciencia situacional en el mar junto con la identificación y seguimiento de objetos. La solución utiliza sensores avanzados para recopilar un flujo continuo de información del entorno ambiental del buque, que se usa para identificar y rastrear posibles conflictos y luego se muestra de manera eficiente para facilitar operaciones marítimas más seguras y eficientes.

La automatización de la industria naviera está ganando una tracción significativa. La empresa naviera japonesa Mitsui OSK Lines (MOL) y la compañía tecnológica china SenseTime, conocida por su colaboración con Honda en automóviles autónomos, están ahora realizando investigaciones para aprovechar la IA en sistemas de reconocimiento de imágenes de buques.

En este marco, el sistema de SenseTime utiliza cámaras de ultra alta resolución y una GPU para identificar automáticamente los buques en el área circundante, con el fin de ayudar a evitar colisiones entre buques grandes y pequeños y mejorar la seguridad.

Esta tecnología de reconocimiento de imágenes, desarrollada combinando IA de aprendizaje profundo con la amplia experiencia marítima de MOL, también puede usarse para monitorear las rutas de envío.

Recientemente, en noviembre, Michigan Central, la rama de innovación en movilidad de Ford y el hub tecnológico Newlab, lanzó un proyecto piloto para automatizar la industria naviera. Durante este proyecto de ocho semanas, los socios probaron una embarcación autónoma de Mythos AI que mapea digitalmente el paisaje submarino en el Puerto de Monroe en Detroit y la vía navegable de los Grandes Lagos circundantes.

Al crear un gemelo digital del área, la embarcación busca proporcionar a los buques de carga mayores conocimientos para mejorar sus procesos. Los datos recopilados se usarán para crear rutas de envío totalmente autónomas, entrenar embarcaciones autónomas en el futuro y desplegar barcos autónomos de bajas emisiones. Geoff Douglass, CEO de Mythos AI, dijo:

“La tecnología de embarcaciones autónomas remodelará la logística marítima. Escalar esta innovación a otros puertos transformará sistemas obsoletos, reducirá emisiones y impulsará el crecimiento económico a escala global.”

Empresas que aprovechan la IA para asegurar las rutas marítimas

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

Pero eso no es todo. El estudio transversal de McKinsey sobre la adopción de IA encontró que los adoptantes tempranos con una estrategia proactiva en el sector logístico disfrutaron de márgenes de beneficio superiores al 5 %.

La IA puede ofrecer claramente beneficios considerables a las operaciones de envío, y quienes realmente actúan e incorporan IA en su negocio pueden construir redes más eficientes, tener una ventaja sobre la competencia y estar mejor preparados para el futuro.

Hoy en día, varias empresas están explorando e implementando IA para rutas de envío seguras.

1. Rolls Royce

Rolls‑Royce es una de esas compañías que ha estado trabajando en el envío autónomo y utilizando IA para mejorar la navegación y la seguridad en las operaciones marítimas. Durante muchos años, la empresa ha presentado varias soluciones para mitigar riesgos de seguridad, incluyendo el sistema Intelligent Awareness (IA) y buques comerciales totalmente autónomos. Por sus esfuerzos, Rolls‑Royce se ha asociado con Intel y Google.

En 2022, Rolls‑Royce experimentó un notable repunte financiero, con sus ingresos ascendiendo a £12.691 mil millones, un aumento sustancial respecto a los £10.947 mil millones del año anterior. La compañía también reportó un aumento significativo en el beneficio operativo subyacente, alcanzando £652 millones, lo que representa una mejora de £238 millones comparado con el año previo.

2. Wärtsilä

La empresa tecnológica Wärtsilä es otra participante en el desarrollo de tecnologías de envío inteligente, incluido el uso de IA para la navegación y la seguridad. La compañía ha estado construyendo soluciones de puertos inteligentes, comunicaciones de datos seguras entre barco y costa, e interoperabilidad en e‑navigation.

La compañía reportó un incremento del 6 % en la captación de pedidos, alcanzando EUR 6.074 millones, frente a EUR 5.735 millones del año anterior. También observó un aumento significativo del 22 % en las ventas netas, totalizando EUR 5.842 millones, comparado con EUR 4.778 millones en 2021, con un 48 % de esas ventas atribuidas a servicios.

3. Nippon Yusen Kabushiki Kaisha

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

En el ejercicio fiscal 2022, Nippon Yusen Kabushiki Kaisha (NYK) contaba con una liquidez sustancial, con efectivo y depósitos de aproximadamente $1.9 mil millones. También reportó una suma considerable de cuentas por cobrar, incluidos activos comerciales y contractuales, de casi $2.9 mil millones, y sus activos de inventario ascendían a alrededor de $466 millones.

Notable Players

A.P. Moller‑Maersk, una de las mayores compañías navieras del mundo, ha estado utilizando activamente tecnologías digitales e IA 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 de control de embarcaciones autónomas que incorporan IA para aumentar la seguridad y la eficiencia en las operaciones marítimas. La compañía es reconocida por haber creado el primer sistema de control de grado industrial diseñado para permitir la operación autónoma y remota de buques marinos comerciales, incluidos barcos de trabajo. También está desarrollando tecnología de percepción avanzada para diferentes tipos de buques junto con tecnología de asistencia a la navegación.

Luego, el gigante del envío MSC se enorgullece de haber lanzado la recogida de contenedores basada en identificación (ID), una primera en la industria. En lugar de usar un código PIN para liberar contenedores y transportarlos, la tecnología utiliza básicamente la identificación y datos biométricos, haciendo el proceso más eficiente y seguro.

La noruega Kongsberg Gruppen también ha participado en el desarrollo de soluciones autónomas y basadas en IA para la industria, con otros participantes como Bedrock Ocean Exploration, Ladar, Soshianest, i4 Insight, Buffalo Automation, Arinto Maritime GmbH, Vake y Massterly.

Conclusión

Como hemos visto, la IA ha experimentado una amplia implementación y beneficios en la industria naviera en términos de programación y mantenimiento predictivo, barcos autónomos, pronóstico de rutas, organización de la posición de contenedores, optimización del consumo de combustible, reducción de emisiones, racionalización de operaciones de oficina, predicciones de demanda y precios dinámicos.

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

A pesar de todo, el potencial de la IA es simplemente difícil de ignorar, y su implementación está recibiendo un apoyo creciente. Con el tiempo, a medida que la tecnología avanza y el uso de la IA crece en el sector, veremos una gran transformación en la industria naviera.

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