Garantire la Sicurezza delle Rotte Marittime attraverso l’Uso dell’Intelligenza Artificiale (IA)

L’Intelligenza Artificiale, o IA, continua a conquistare il mondo. Tuttavia, il suo impatto non si limita solo alle conversazioni tramite chatbot e assistenti virtuali. Viene invece utilizzata in vari settori per ridurre i costi e le probabilità di errore umano, migliorare l’efficienza, aumentare la sostenibilità e introdurre migliori misure di sicurezza.

Il settore marittimo è uno di questi, dove l’IA sta dimostrando un enorme potenziale e sta rivoluzionando il suo funzionamento, il che è di grande importanza poiché l’industria marittima è responsabile del trasporto di oltre il 90% del commercio mondiale.

Considerata l’importanza del settore marittimo nel commercio globale e le aziende che cercano di rimanere competitive, l’utilizzo di algoritmi di apprendimento automatico nelle operazioni di spedizione è cruciale. Con l’economia globale che rappresenta un ambiente complesso e sfidante, anche piccoli miglioramenti possono portare benefici sostanziali.

Clicca qui per scoprire tutto sull’investimento nell’intelligenza artificiale.

L’Ambito dell’IA nell’Industria Marittima

Come sappiamo, le rotte di navigazione hanno un’importanza enorme per l’economia globale, poiché sono economiche e rispettose dell’ambiente. Questo richiede mezzi di trasporto sicuri ed efficienti per spostare merci tra i paesi di tutto il mondo. Pertanto, diventa fondamentale utilizzare l’IA per proteggere queste rotte.

In questo contesto, le tecnologie avanzate vengono sfruttate per raccogliere, analizzare, monitorare e rispondere alle varie sfide che le linee di navigazione affrontano. Ad esempio, i sistemi basati su IA forniscono dati in tempo reale per le rotte delle navi e migliorano la navigazione, mentre la sorveglianza costante tramite sensori previene le minacce alla sicurezza. Inoltre, gli algoritmi di IA analizzano i dati per prevedere le necessità di manutenzione, riducendo così i tempi di inattività e garantendo che le navi operino al massimo delle prestazioni.

Come ha stimato NauticExpo qualche anno fa, il fatturato del trasporto marittimo globale di merci potrebbe superare i 200 miliardi di dollari entro il 2023, ma perché ciò avvenga, l’industria “dovrà aggiungere l’IA al suo arsenale di tecnologie digitali”.

Nell’industria marittima, l’IA può aiutare le compagnie di spedizione ad automatizzare le attività, migliorare la pianificazione, ottimizzare le operazioni, prendere decisioni migliori e aumentare la sicurezza. Inoltre, contribuisce alla pianificazione della distribuzione, alla semplificazione delle operazioni di carico e scarico, alla programmazione intelligente e all’adattamento alle mutevoli realtà di mercato e alla domanda. Inoltre, l’uso dell’IA può essere di grande aiuto nei controlli di navigazione, nella protezione dei sistemi di comunicazione e nel miglioramento della risposta alle emergenze, contribuendo alla sicurezza complessiva della navigazione.

Un’indagine condotta da Navis ha rilevato che un gran numero di partecipanti concorda sul fatto che l’IA potrebbe essere coinvolta nell’automazione dei processi, soprattutto per l’assegnazione delle attrezzature di movimentazione dei container e dei sistemi di ponte. Altri partecipanti vedono l’uso dell’IA nelle azioni consigliate e nella previsione dei volumi di ingresso ai cancelli, nonché nello stoccaggio delle navi. Tuttavia, la mancanza di tecnologia e competenze è la sfida più grande per l’IA, il che è comprensibile dato che la tecnologia è ancora nuova.

Per affrontare questo, le aziende hanno già iniziato a prendere provvedimenti. Ad esempio, la Orient Overseas Container Line (OOCL) ha collaborato con il braccio di ricerca asiatico di Microsoft per migliorare le operazioni della rete di spedizione tramite IA. Nell’ambito della partnership, l’idea è stata quella di formare sviluppatori di IA attraverso l’apprendimento automatico e sessioni di formazione intensive.

Utilizzare i Dati per la Sicurezza

È importante notare che un’IA efficace dipende dai dati: tutto, dall’apprendimento alla previsione, l’IA necessita di set di dati diversificati e massivi per funzionare bene. Quindi, man mano che l’industria marittima migliora nella gestione di set di dati complessi e di grandi dimensioni, può creare nuovi sistemi di IA per aiutare gli esseri umani a operare le imbarcazioni in modo molto più efficiente e sicuro.

Recentemente, scienziati dell’Università di Victoria e dell’Istituto Niels Bohr dell’Università di Copenaghen hanno utilizzato l’IA per prevedere il verificarsi di grandi onde anomale che danneggiano non solo le navi ma anche le piattaforme petrolifere. I ricercatori hanno sfruttato enormi quantità di big data, pari a 700 anni di dati, sui movimenti oceanici per scoprire un modello matematico in grado di prevedere la probabilità di tali onde.

“Nello studio, abbiamo mappato le variabili causali che creano onde anomale e abbiamo utilizzato l’intelligenza artificiale per raccoglierle in un modello,” ha detto Dion Häfner, ex dottorando presso l’Istituto Niels Bohr e autore dello studio scientifico, “che può calcolare la probabilità di formazione di un’onda anomala”.

Per questo, i dati sono stati raccolti da boe in oltre 150 diverse località lungo le coste degli Stati Uniti e nei territori d’oltremare, 24 ore al giorno. Lo studio ha registrato 100.000 onde come onde anomale. Utilizzando l’apprendimento automatico, i ricercatori hanno trasformato tutto in un algoritmo. Lo studio ha scoperto che questa onda anomala si verifica a causa del fattore noto come “sovrapposizione lineare”, qualcosa presente da 300 anni ma ora supportato dai dati.

Ciò significa per l’industria marittima che le compagnie di navi cargo possono utilizzare questo algoritmo per prevedere quando si verifica il rischio di un’onda pericolosa e pianificare in anticipo le loro rotte.

Inoltre, organizzazioni come la Singapore Management University (SMU), Fujitsu e l’Istituto di Calcolo ad Alte Prestazioni (IHPC) di A*STAR lavorano da tempo allo sviluppo di tecnologie di big data e IA per la gestione del traffico delle imbarcazioni nel porto di Singapore e nelle rotte marittime più trafficate al mondo, lo Stretto di Singapore e lo Stretto di Malacca.

Queste organizzazioni hanno sviluppato tecnologie che utilizzano dati reali per migliorare le previsioni di congestione e identificare potenziali collisioni. L’idea è di avere una tecnologia di coordinamento del traffico marittimo di nuova generazione, simile al controllo del traffico aereo.

Con questo avanzamento delle navi autonome, secondo il Professor Lau Hoong Chuin, Direttore del Laboratorio SMU e Investigatore Capo del Urban Computing and Engineering Centre of Excellence (UCE CoE):

“La tecnologia può potenzialmente rivoluzionare la gestione del traffico delle imbarcazioni per ridurre gli errori umani e migliorare la sicurezza della navigazione.”

Nel frattempo, il porto di Tuas a Singapore punta a diventare il più grande porto completamente automatizzato al mondo entro il 2040, utilizzando il Sistema di Gestione del Traffico delle Imbarcazioni di Nuova Generazione (NGVTMS) sviluppato dall’Autorità Portuale Marittima di Singapore.

Automatizzare l’Industria Marittima

Sono passati più di dieci anni da quando l’apprendimento automatico e l’IA hanno iniziato a plasmare il panorama marittimo, e continuano a crescere. Uno dei settori in cui lo sviluppo è avvenuto è la navigazione senza equipaggio per determinate attività, come navi autonome che attraversano rotte di navigazione affollate in sicurezza o navigano attraverso canali di trasporto complessi.

Secondo un rapporto congiunto del 2023 di Lloyd’s Register e Thetius, una società di consulenza per l’innovazione marittima, i mercati dell’autonomia delle imbarcazioni e i sistemi basati su IA varranno complessivamente 5 miliardi di dollari entro cinque anni.

Con l’aumento del numero e delle dimensioni delle navi, è cresciuta la possibilità di collisioni. Secondo l’Agenzia Europea per la Sicurezza Marittima, sono stati segnalati 4000 collisioni e incidenti annualmente tra il 2014 e il 2019, con la stragrande maggioranza (fino al 96%) attribuita all’errore umano.

Di conseguenza, navi autonome e a controllo remoto stanno venendo testate con sensori grazie all’ausilio di radar, LIDAR (Light Detection and Ranging), sonar, GPS e AIS, che forniscono dati per aiutare nella navigazione.

Nel 2018, Sea Machines Robotics e la danese A.P. Moller-Maersk hanno collaborato per testare un sistema basato su IA su una nave portacontainer, la prima volta che l’industria marittima ha visto l’installazione di visione artificiale insieme a LiDAR e software di percezione a bordo per migliorare e aggiornare le operazioni di transito.

Per questo, Sea Machines ha adottato una soluzione basata su IA, simile ai sistemi di assistenza guidati dai dati presenti nelle auto, per migliorare la consapevolezza situazionale in mare insieme all’identificazione e al tracciamento degli oggetti. La soluzione utilizza sensori avanzati per raccogliere un flusso continuo di informazioni dall’ambiente circostante della nave, che viene utilizzato per identificare e tracciare potenziali conflitti e poi visualizzato in modo efficiente per facilitare operazioni marittime più sicure ed efficienti.

L’automazione dell’industria marittima sta guadagnando notevole trazione. La compagnia navale giapponese Mitsui OSK Lines (MOL) e la società tecnologica cinese SenseTime, nota per la collaborazione con Honda su auto a guida autonoma, stanno ora conducendo ricerche per sfruttare l’IA nei sistemi di riconoscimento delle immagini delle navi.

In questo contesto, il sistema di SenseTime utilizza telecamere ultra‑alta risoluzione e una GPU per identificare automaticamente le imbarcazioni nell’area circostante, al fine di aiutare a evitare collisioni tra grandi navi e quelle più piccole e migliorare la sicurezza.

Questa tecnologia di riconoscimento delle immagini, sviluppata combinando l’IA deep‑learning con l’ampia esperienza marittima di MOL, può anche essere utilizzata per monitorare le rotte di navigazione.

Recentemente, a novembre, Michigan Central, l’unità di innovazione della mobilità di Ford e il hub tecnologico Newlab, hanno lanciato un progetto pilota per automatizzare l’industria marittima. Durante questo progetto di otto settimane, i partner hanno testato una nave autonoma di Mythos AI che mappa digitalmente il paesaggio sottomarino nel porto di Monroe, Detroit, e nella rete d’acqua dei Grandi Laghi circostanti.

Creando un gemello digitale dell’area, la nave mira a fornire alle navi cargo maggiori informazioni per migliorare i loro processi. I dati raccolti saranno utilizzati per creare rotte di navigazione completamente autonome, addestrare navi autonome in futuro e introdurre imbarcazioni a basse emissioni autonome. Geoff Douglass, CEO di Mythos AI, ha dichiarato:

“La tecnologia delle navi autonome rimodellerà la logistica marittima. Scalare questa innovazione ad altri porti trasformerà sistemi antiquati, ridurrà le emissioni e stimolerà la crescita economica su scala globale.”

Aziende che Sfruttano l’IA per Garantire la Sicurezza delle Rotte Marittime

Un’indagine globale sull’IA del 2019 di McKinsey ha rilevato un aumento quasi del 25% anno su anno (YoY) nell’uso dell’IA nei processi aziendali standard in diversi settori. La logistica, in particolare, è un settore guidato dall’IA grazie al grande potenziale della tecnologia di migliorare l’industria marittima eliminando le attività regolari.

Ma non è tutto. Lo studio trasversale di McKinsey sull’adozione dell’IA ha scoperto che gli early adopter con una strategia proattiva nel settore della logistica hanno ottenuto margini di profitto superiori al 5%.

L’IA può chiaramente offrire notevoli vantaggi alle operazioni di spedizione, e chi agisce e inizia a incorporare l’IA nel proprio business può costruire reti più efficienti, avere un vantaggio sulla concorrenza e essere meglio preparato per il futuro.

Oggi, diverse aziende stanno esplorando e implementando l’IA per rotte di navigazione sicure.

1. Rolls Royce

Rolls‑Royce è una di queste aziende che ha lavorato sulla navigazione autonoma e utilizza l’IA per migliorare la navigazione e la sicurezza nelle operazioni marittime. Negli ultimi anni, l’azienda ha presentato diverse soluzioni per mitigare i rischi di sicurezza, tra cui il sistema Intelligent Awareness (IA) e navi commerciali completamente autonome. Per i suoi sforzi, Rolls‑Royce ha collaborato con Intel (INTC ) e Google.

Nel 2022, Rolls‑Royce ha registrato un notevole rialzo finanziario, con un fatturato salito a £12,691 miliardi, un aumento sostanziale rispetto ai £10,947 miliardi dell’anno precedente. L’azienda ha anche segnalato un significativo aumento dell’utile operativo di base, raggiungendo £652 milioni, con un miglioramento di £238 milioni rispetto all’anno precedente.

2. Wärtsilä

La società tecnologica Wärtsilä è un’altra realtà impegnata nello sviluppo di tecnologie di spedizione intelligenti, inclusi l’uso dell’IA per la navigazione e la sicurezza. L’azienda ha realizzato soluzioni portuali intelligenti, comunicazioni dati sicure tra nave e terra, e interoperabilità nella e‑navigation.

L’azienda ha riportato un incremento del 6% negli ordini, raggiungendo 6.074 miliardi di euro, rispetto ai 5.735 miliardi di euro dell’anno precedente. Ha inoltre registrato un notevole aumento del 22% delle vendite nette, pari a 5.842 miliardi di euro, rispetto ai 4.778 miliardi di euro del 2021, con il 48% di queste vendite attribuite ai servizi.

3. Nippon Yusen Kabushiki Kaisha

Nippon Yusen Kabushiki Kaisha (NYK), una importante compagnia di navigazione giapponese, ha mostrato il suo sistema di evitamento delle collisioni nel 2021. Orca AI, che utilizza sensori visivi e telecamere termiche oltre ad algoritmi basati su IA, è progettato per fornire alle imbarcazioni un nuovo sistema di supporto di avvistamento che offre una visibilità migliorata, soprattutto in condizioni difficili, prevenendo così gli errori umani.

Nell’esercizio 2022, Nippon Yusen Kabushiki Kaisha (NYK) ha avuto una notevole liquidità con contanti e depositi per circa 1,9 miliardi di dollari. Ha inoltre riportato un considerevole ammontare di crediti, inclusi crediti commerciali e contrattuali, pari a quasi 2,9 miliardi di dollari, con le attività di inventario intorno a 466 milioni di dollari.

Notable Players

A.P. Moller‑Maersk, una delle più grandi compagnie di navigazione al mondo, utilizza attivamente tecnologie digitali e IA per ottimizzare le operazioni di spedizione e migliorare la sicurezza.

Nel frattempo, Sea Machines Robotics è una società con sede a Boston che sviluppa sistemi di controllo per imbarcazioni autonome che incorporano IA per aumentare la sicurezza e l’efficienza nelle operazioni marittime. L’azienda è accreditata per aver introdotto il primo sistema di controllo di livello industriale progettato per consentire l’operatività autonoma e a distanza di navi commerciali, inclusi i lavori marittimi. Sta inoltre sviluppando tecnologie di percezione avanzata per diversi tipi di imbarcazioni insieme a tecnologie di assistenza alla navigazione.

Poi c’è il colosso della spedizione MSC, che ha lanciato il prelievo di container basato su ID, una prima assoluta nel settore. Invece di utilizzare un codice PIN per rilasciare i container e trasportarli, la tecnologia utilizza essenzialmente ID e dati biometrici, rendendo il processo più efficiente e sicuro.

Il gruppo norvegese Kongsberg Gruppen è stato coinvolto nello sviluppo di soluzioni autonome e guidate dall’IA per il settore, con altri partecipanti quali Bedrock Ocean Exploration, Ladar, Soshianest, i4 Insight, Buffalo Automation, Arinto Maritime GmbH, Vake e Massterly.

Conclusione

Come abbiamo visto, l’IA ha trovato una vasta applicazione e offre numerosi vantaggi nell’industria marittima in termini di programmazione predittiva e manutenzione, navi autonome, previsione delle rotte, organizzazione del posizionamento dei container, ottimizzazione del consumo di carburante, riduzione delle emissioni, semplificazione delle operazioni di back‑office, previsioni della domanda e prezzi dinamici.

Naturalmente, l’IA non è priva di problemi; gli ostacoli principali alla sua adozione diffusa sono la carenza di competenze specifiche, la scarsa qualità dei dati, l’assenza di una strategia chiara e le questioni di fiducia. Per non parlare del fatto che la stragrande maggioranza delle grandi navi non dispone di una adeguata capacità di comunicazione. Inoltre, esistono barriere normative all’adozione su larga scala dell’IA.

Nonostante tutto, il potenziale dell’IA è semplicemente difficile da ignorare, con la sua implementazione che sta guadagnando sempre più supporto. Col tempo, man mano che la tecnologia avanza e l’uso dell’IA cresce nel settore, assisteremo a una grande trasformazione nell’industria marittima.

Clicca qui per saperne di più sull’intelligenza artificiale generale.