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Sin tripulación y con Inteligencia Artificial: así es el barco autónomo de IBM que cruzará por primera vez el Atlántico

  • El barco espera navegar desde Plymouth hasta Massachusetts
  • Este trimarán no tendrá capitán humano ni tripulación a bordo
  • La computación perimetral es fundamental para la autonomía
Madrid

IBM y la organización de investigación marina Promare ha dado a conocer el proyecto Capitán AI, que permitirá que el Barco Autónomo Mayflower (MAS) haga un viaje transatlántico en septiembre de 2020. Antes de esa expedición, la nave realizará una serie de pruebas frente a la costa de Plymouth en el Reino Unido, para evaluar cómo el Capitán AI usa cámaras, la inteligencia artificial y los sistemas de computación de a bordo para navegar de manera segura alrededor de barcos, boyas y otros peligros oceánicos

La embarcación MAS trazará la famosa ruta del Mayflower, aquella que en 1620 transportó a emigrantes desde Inglaterra hasta lo que más tarde sería EEUU. Así, MAS espera navegar desde Plymouth, Reino Unido, hasta Plymouth, Massachusetts, sin capitán humano ni tripulación a bordo. Y si lo consigue se convertirá en uno de los primeros buques de gran tamaño y totalmente autónomo en cruzar el Atlántico. Esta misión pretende promover el desarrollo de barcos comerciales autónomos y ayudará a transformar el futuro de la investigación marina. Este proyecto espera que la demanda de envíos autónomos crezca hasta los 130.000 millones para los 2030.

"Al utilizar un conjunto integrado de tecnologías de inteligencia artificial, nuestro objetivo es darle al Mayflower la capacidad de operar de manera independiente en algunas de las circunstancias más desafiantes del planeta", explica Don Scott, CTO de la nave autónoma Mayflower. 

En los últimos dos años, el equipo de Mayflower ha estado entrenando los modelos de Inteligencia Aritificial del barco utilizando más de un millón de imágenes náuticas recolectadas de cámaras en Plymouth Sound, en el Reino Unido, así como bases de datos de código abierto. Para satisfacer las demandas de procesamiento del aprendizaje automático, el equipo utilizó un IBM Power AC922 alimentado por CPU IBM Power9 y GPU NVIDIA V100 Tensor Core, las mismas tecnologías detrás de las supercomputadoras de inteligencia artificial más inteligentes del mundo. Así, el Capitán AI de Mayflower debería ser capaz de detectar y clasificar independientemente barcos, boyas y otros peligros como tierra, rompeolas y escombros.

"La computación perimetral es fundamental para hacer posible un barco autónomo como el Mayflower. El Mayflower necesita detectar su entorno, tomar decisiones inteligentes sobre su situación y luego actuar sobre estas ideas en el mínimo tiempo posible, incluso en presencia de conectividad intermitente, y todo mientras mantiene los datos seguros de las amenazas cibernéticas ", dijo Rob High, vicepresidente y director de tecnología de Edge Computing, IBM. 

Un caso práctico 

Supongamos que el Mayflower está en el océano abierto, acercándose a un puerto y sin conectividad satelital actual. En su camino por delante hay un buque de carga que ha tenido una colisión con un barco pesquero y ha derramado parte de su carga. En este escenario hipotético, el Capitán AI de Mayflower utilizará las siguientes tecnologías y procesos para evaluar de forma independiente la situación y decidir qué medidas tomar:

A. Evaluación del entorno actual e identificación de peligros

1. El radar detecta múltiples peligros en el camino del MAS, 2.5 millas náuticas por delante

2. Las cámaras a bordo proporcionan información visual al sistema de visión por computadora que identifica los peligros como: un buque de carga, un barco pesquero y tres contenedores de envío parcialmente sumergidos que flotan en el agua

3. El sistema de identificación automática proporciona información específica sobre la clase, peso, velocidad, carga del buque de carga.

4. Sistema de navegación GPS: proporciona la ubicación, rumbo, velocidad y rumbo actuales de MAS

5. El servidor de cartas náuticas de MAS proporciona información geoespacial sobre la ruta elegida

6. Datos meteorológicos proporcionados por The Weather Company

7. Sensores de actitud: evalúa el estado del mar local 

8. Fathometer: proporciona mediciones de la profundidad del agua.

9. Sistema de gestión del vehículo: proporciona datos operativos como el nivel de carga de la batería de MAS, el consumo de energía, las comunicaciones, las cargas científicas, etc.

Fase de toma de decisión

1. IBM Operational Decision Manager (ODM) evalúa los COLREG con respecto a los otros buques cercanos y genera un mapa de riesgos que indica una situación "insegura" por delante

2. El Capitán de IA de MAS ingiere la recomendación ODM, la entrada de visión por computadora, el clima actual y pronosticado y evalúa varias opciones para evitar riesgos

3. Actúa (elige las mejores acciones e instruye a la embarcación)

4. AI Captain determina que la mejor acción para MAS, en este escenario hipotético, es dirigirse a estribor para evitar el peligro inesperado de navegación

5. El gerente de seguridad de MAS verifica la decisión como segura

6. AI Captain instruye al sistema de gestión de vehículos de MAS para cambiar el rumbo y la velocidad.

7. Como el océano es un entorno dinámico en constante cambio, el Capitán AI volverá a evaluar constantemente la situación y actualizará el curso del Mayflower a medida que las situaciones evolucionen.

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