1898年,尼古拉斯·特斯拉在纽约中央公园进行了首次遥控无人船的试验,一个多世纪以来,无人船的相关技术不断发展,其应用领域也不断拓展,但目前尚未有人从无人船的诞生伊始对其发展阶段进行时序研究,划分其发展阶段。本文将无人船的发展历史分为四个阶段:萌芽阶段、初级发展阶段、成长阶段和高速发展阶段。
萌芽阶段(1898年-1940年)
无人船发展的萌芽阶段主要表现为其基础技术已经诞生,核心设备的雏形已现,但成型产品屈指可数,且无实际应用。在文本领域,专利开始出现。
世界首艘无人船出现在1898年,发明者是美国的机电工程师尼古拉斯·特斯拉[1]。在发明无人船之前,特斯拉已经发明了无线电和感应电机,而这两项技术也是诞生无人船的重要基础。除此之外,特斯拉还在1900年提出电磁波的反射可用于检测移动的金属物体,这是雷达诞生的理论基础,而雷达是无人船实现自主避障的重要设备。
但由于没有找到合适的应用方向以及技术成熟度的限制,无人船的发展昙花一现,在随后的近半个世纪里面,其发展出现了停滞。这段时期是无人船发展的萌芽阶段。
图1 世界首艘遥控无人船(1898年)
初级发展阶段(1941年-1990年)
无人船的初级发展阶段主要表现为其技术体系已经初步形成,相关设备已经陆续出现,无人船产品在军事领域开始崭露头角,出现了各种应用。在文本领域,专利保持个位数增长。入级规范、船舶标准和海事公约等相继出现,但并未将无人船考虑在内。
二战期间,以军事应用为突破口,无人船逐渐找到了应用领域,并在冷战期间得到进一步发展。在这段时期,涌现出了一批用于执行扫雷(图2)、打靶训练、反潜等军事任务的无人船。在这段时期,无人船技术逐渐完善,应用逐渐成熟,但主要集中在军事领域。主要的国家有美国、英国、苏联。
图2 美国扫雷无人艇(1960s)
成长阶段(1990年-2006年)
无人船的成长阶段主要表现为其技术体系已经基本形成,相关设备大量涌现,无人船产品在军民两个领域均出现大量应用。在文本领域,专利逐渐步入两位数增长期。入级规范、船舶标准和海事公约等不断完善,依然未将无人船考虑在内。
冷战结束后,无人船的应用领域开始逐步从军用领域扩展到民用领域。技术进一步成熟,出现了安防巡逻无人船、气象观测无人船等民用产品(图3)。这个时期属于无人船的成长阶段。
图3 民用无人船
高速发展阶段(2006-至今)
无人船的高速发展阶段主要表现为其技术体系已经相当成熟,相关设备已经相当完备,无人船产品成为大众化产品。在文本领域,专利步入几何级增长期,入级规范、船舶标准和海事公约等开始将无人船纳入考虑范畴,同时文献大量涌现。
进入21世纪,特别是在2006年,Geoffrey Hinton等人提出深度学习的概念之后,无人船迎来了高速发展期。在这一时期,无人船的应用领域迅速扩展,从水质监测到科技文旅,从安防巡逻到商船护卫,从海洋调查到物流运输……几乎涵盖了所有的水上应用领域(图4)。2010年,东方和西方出现了两家有世界影响力无人船公司,分别是中国的云洲智能科技股份有限公司和英国的ASV公司(2018年被美国的L3收购)。与此同时,传统船舶设备商巨头也纷纷进入这个新的领域,例如英国的Rolls-Royce、挪威的Kongsberg、瑞典的ABB、芬兰的Wartsila等等。
2020年成立的中国“无人船新势力”东莞小豚智能在成立之初就采取了促进无人船行业繁荣,共建行业生态的模式:聚焦水面无人驾驶行业解决方案开发,将行业应用交给行业玩家,实现了从To C到To B的转型。可以预见,无人船应用领域百花齐放的局面即将开启。
图4 无人船的多种应用领域
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