自律船には、その機能が何であれ、目的に合わせた設計になるという利点があります。つまり、船は水上ホテルではなく機械として設計されます。「船舶から人の要素を取り除くことで、設計の全面的な見直しが可能になります」とPhaneuf氏は言います。「船の構造や機能だけに集中できるようになるのです」

しかし実際には、Phaneuf氏とProMareは、人間が舵をとらない自律航行船を海上に出す鍵となるのは、船内のインテリジェンスを強化できるコンピューティング技術であることを知っていました。ProMareは、MASがビジョンから船舶へと飛躍できるよう、AI、エッジコンピューティング、科学研究における深い専門知識に加え、世界の海運業界と仕事をした経験を持つテクノロジー・パートナーを必要としていました。

2016年末、ProMareの造船技師がスイスのコンファレンスでMASのコンセプトを発表し、聴衆として参加していたIBMの数名は、Phaneuf氏のビジョンに興味をそそられました。

Phaneuf氏は語ります。「メイフラワー号プロジェクトの初期に、私はCTOに "Captain Watson"を作ってもらうために協力してほしいと言いました。IBM Watsonの開発チームがかつてない強力なAIを作るのを、幼い頃からこの目で見てきたからです。それこそが、私たちの船が海を渡るために必要なものなのです。IBMの人たちは信じられないほど寛大で、優れた能力を持ち、喜んで支援してくれて、私たちは幸運でした」

地球の表面の71％を覆う海洋は、世界の酸素の半分以上を生成し、地球の気候を調節し、地球温暖化の影響を軽減するヒートシンクの役割を果たしています。しかし、巨大な海洋といえども、人間の活動の影響を受けないわけではありません。今日、海はかつてないほど汚染され、温暖になり、酸性に傾き、頻繁に嵐が発生しています。

衰えていく海洋を回復させるため、国連は2021年から2030年を持続可能な開発のための海洋科学の10年とすることを宣言しました。この世界的な取り組みは、海洋への理解を深めることで海を保護し、より持続可能な方法で管理しようとするものです。そして、海洋への理解を深めるための鍵は、より多くのより優れたデータです。

それにもかかわらず、海洋ほど広大で複雑なシステムに関するデータを収集するには、莫大な費用がかかります。また、海洋のような過酷な環境で調査を実施すると、船や乗組員も高いリスクにさらされます。このコストとリスクのために、実際のところ、海洋表面の広大な領域が依然として未調査のままとなっています。気候変動、プラスチック汚染、生息地の劣化、海洋生物の保護、その他の重要なテーマに関して、その知識は未だに不均衡です。

「私たちが持っている海洋データのほとんどは、商業航路が存在する場所に偏っています」とPhaneu氏は言います。「残りの部分を探索するために、社会として、5,000万ドルから1億ドルもする巨大な調査船を建造し続ける余裕はありません。仮に建造できたとしても、いくらあっても足らないでしょう。しかし同時に、海洋研究に対するニーズの高まりを無視する余裕もないのです」

MASのような自律調査船は、他の陸上、船舶、衛星ネットワークと統合し、現在の比較的小規模な有人調査船団では不可能な規模と費用対効果で、海洋に関するデータを収集することができます。「だからこそ、私は海洋探査にロボティクスと自律性を利用することに興味を持ちました。海のうち、人間にはどうしてもアクセスできない部分を切り開くのです」とPhaneuf氏は言います。

ProMareとMASプロジェクトが構想しているように、将来の海洋調査では、乗組員の有無、サイズ、自律性のレベルがさまざまな船や装置がハイブリッドに混ざり合い、データの量と質を高めるために連携するでしょう。

最近まで、船員や科学者を増員してコストのかかる危険な航海に送り出すことなく、より多くの海洋データを蓄積するという目標は、達成不可能だと思われていました。AI、エッジコンピューティング、関連テクノロジーは十分に堅牢で、真の自律性を実現する準備ができているのか。この質問に対する答えにすべてがかかっていました。

Phaneuf氏はこう言います。「歴史を通して、船舶は技術開発の絶対的な最先端にありました。商業や人々の移動に必要とされていたためです。MASによって最先端技術が船に応用されるのも驚くべきことではありません。船舶は常に、最前線に立ってきました」

スタートレックを彷彿とさせる流麗な形状をもつMASの非常に安定したトリマラン船体は、太陽光発電を利用したハイブリッド電気推進システムによって駆動され、10ノット超で波に乗って進むことができます。MASには、高精度慣性航法装置、衛星測位システム（GNSS）、レーダー・センサー、衛星通信装置、気象計器も備わっています。

ProMareが提示した仕様に従ってポーランドで建造された、5トン、長さ15メートルのこの船には、造船術における先進的な機能が多数組み込まれており、そのすべてが長期航海によってかかる負荷に耐えるように設計されています。しかし、このメイフラワー号には船長や乗組員のための寝台も調理室もありません。代わりに、この新しい種類の船を操縦し、平衡を保たせているのは、他の業界ですでに実証されている、IBMのコグニティブ・コンピューティング・テクノロジーです。

ProMareの関連会社であるSubmergence Groupのエンジニアリング・ディレクター、Don Scott氏はこう言っています。「私たちは、無人船における既存のテクノロジーを超えて、単に遠隔操作されるだけでも、環境に対応するだけでもなく、独自に学習し適応する船を作る必要がありました。4年前、この船の着想当時は、このようなシステムを船に搭載できるかどうかわかりませんでした。しかし、エッジコンピューティングを筆頭とする最近の進歩によって実現につながりました」

MASに完全な自律性、つまり人間の介入なしで動作する能力を与える船上の「頭脳」は、チームによって「AI Captain」と呼ばれています。人間の船長が船を任される前に何年もの訓練を必要とするのと同じように、MASのAI Captainも、航海のイロハを身につけるために何年もの訓練を受けました。

IBM Visual Insightsコンピューター・ビジョン・テクノロジーから生成された推論アルゴリズムとモデルのもと、AI Captainは、船、瓦礫、橋、小さな島々、その他の危険要素を認識できるよう、100万枚以上の航海画像を用いて訓練されました。AI Captainのトレーニングに必要とされる重要な機械学習処理の需要を満たすため、IBM Power Systemsサーバーが使用されました。意思決定をサポートする補助的な数理モデリングは、 IBM CPLEX Optimizerによって提供されました。

AI Captainは、船上のカメラ、レーダー、ソナー、AIS、その他の装置から要件を満たしたデータを受け取るとすぐに、IBM Operational Decision Manager（ODM）と呼ばれる自動ルール管理システムを利用して、国際海上衝突予防規則（COLREG）やその他の航海に関する協定に従います。ODMは、ローンの承認や顧客向けオファーのパーソナライズのために金融サービス業界全体で広く使用されており、意思決定プロセスの透明性の高い記録を提供することで、特定の意思決定が行われた理由が明確でない「ブラックボックス」シナリオを回避します。

陸上のコンピュータに接続することなく、環境を感知し、独立して賢明な意思決定を行うために、MASは15台のエッジコンピューティング・デバイスを搭載し、船上でデータを処理できるようにしています。ODMソフトウェアに基づく意思決定ロジックも、船舶上のエッジ・ワークロードとして実行されます。

すべてのエッジ・デバイスは、船の端部に配置されたセンサーにまでソフトウェアを適用するIBM Edge Application Managerによって安全に調整されます。IBM Maximo Application Suiteにより、インテリジェントな資産管理とメンテナンスが可能になります。「私はMASを究極のエッジ・デバイスと呼んできました」と Scott氏は言います。「すべてのカメラはインテリジェントなエッジ・デバイスです。バッテリー管理システムさえも、インテリジェントなエッジ・デバイスです。」

航行が始まると、MASのAI Captainは、ODMの推奨事項、ならびにIBMのグループ企業であるThe Weather Companyからの最新情報と予測に基づいて継続的に選択肢の評価を行い、危険を回避し、航行に関する決断を下し、目の前の調査任務を遂行します。

すべてのデータとアプリケーションのシームレスな統合、安全性、MASネットワークのあらゆるエッジからの接続を維持するIBM CloudとIBM Cloud Object Storageは、どんな場所でも、たとえ大洋の真ん中であっても、ミッション・クリティカルなワークロードをサポートするように設計されています。

Red Hat Enterprise Linux®（外部リンク）で実行される安全管理機能も、AI Captainの決定を支援し、MASと近くの船舶の安全確保に貢献しています。

AI Captainが訓練を重ね、海上での合計自律走行時間を伸ばしつつある中、ProMareはすでに、MASプロジェクトを超えたこのテクノロジーの将来に目を向けています。「私たちがAI Captainのために開発しているソフトウェアのいいところは、有人船にも導入できることです」とPhaneuf氏は語ります。「タスクの実行能力を強化し、人間の創造的な部分を解放することで、より優れた人間に、この場合はより安全性の高い人間になることができます」

海洋調査と探査を促進するために2001年に設立されたProMare（ibm.comの外部サイトにリンクします）は、コネチカット州チェスターに拠点を置く非営利法人で、501(c)(3)団体として登録されています。経験豊富な考古学者と海洋専門家によるProMareのチームは、海洋関連の歴史と科学の知識を向上させるために、独自に、また学術機関、企業、公共団体、政府機関と協力して研究プロジェクトを実行しています。