張淳奕(中海油信息科技有限公司天津分公司，天津 300452)

0 引言

隨著科技的進(jìn)步，人工智能(artificial intelligence，AI)的發(fā)展取得了很大的進(jìn)步，其在海洋油氣開發(fā)領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)光明。人工智能指的是通過(guò)研究和探索，利用模仿的手段結(jié)合人類的智能理論，使用工具實(shí)現(xiàn)以及實(shí)踐應(yīng)用的新生科學(xué)。目前實(shí)現(xiàn)人工智能的方式有兩種，第一種是利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行編程，使得傳統(tǒng)的系統(tǒng)變得更加智能的計(jì)算機(jī)工程學(xué)，這種方式的AI 技術(shù)在很多領(lǐng)域都有許多研究成果，例如文字識(shí)別技術(shù)和語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)等。第二種是使用科學(xué)技術(shù)模擬人類或者生物機(jī)體的行為能力，在其自身的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)智能化，例如人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和遺傳算法，通過(guò)對(duì)人或者其他生物的遺傳、進(jìn)化等機(jī)理模擬的方法，也被稱為遺傳算法，模擬人或者其他生物的腦神經(jīng)的方法被稱為人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。一般情況下，第一種方法都是應(yīng)用在簡(jiǎn)單邏輯的工作上，也就是對(duì)產(chǎn)品升級(jí)需求不高的領(lǐng)域，第二種方法主要應(yīng)用于解決邏輯復(fù)雜的問(wèn)題，應(yīng)用在更新迭代快的領(lǐng)域有著良好的發(fā)展前景。機(jī)器人作為AI 技術(shù)研究的一個(gè)分支，主要專注于機(jī)器的運(yùn)動(dòng)和控制，因此機(jī)器人也可以被稱為可編程機(jī)器人，這些機(jī)器人可以自動(dòng)或半自動(dòng)的執(zhí)行相關(guān)的控制指令，傳統(tǒng)的機(jī)器人智能重復(fù)進(jìn)行相關(guān)的動(dòng)作，不具備擬人化的學(xué)習(xí)能力，現(xiàn)如今的智能機(jī)器人已經(jīng)具備一定的智力，人工智能機(jī)器人是機(jī)器人和人工智能完美融合的產(chǎn)物。其主要有加速企業(yè)的創(chuàng)新能力，提升客戶的滿意程度，降低運(yùn)行成本，提高生產(chǎn)效率等特點(diǎn)，人工智能機(jī)器人可以在環(huán)境惡劣的環(huán)境下進(jìn)入到工作人員無(wú)法去到的地方進(jìn)行工作。

1 水下工作機(jī)器人

水下機(jī)器人指的是一種智能化的水下潛水器，可以根據(jù)行業(yè)所需調(diào)整水下機(jī)器人的智能化程度，從而滿足各行各業(yè)的需求?？梢愿鶕?jù)用途的不同，簡(jiǎn)單的將水下機(jī)器人分為四類：遙控式水下機(jī)器人、智能式水下機(jī)器人、拖曳式水下機(jī)器人、載人式水下機(jī)器人，其中遙控式和拖曳式需要使用纜線進(jìn)行連接，由工作人員在工作船上進(jìn)行控制。智能化的水下機(jī)器人不需要纜線連接，擁有一定的自主航行和控制能力，載人水下機(jī)器人又被叫做載人潛水器，通過(guò)工作人員在水下進(jìn)行控制，正是這些現(xiàn)代化的海洋觀測(cè)探索設(shè)備，構(gòu)成了探索海洋發(fā)展的一部分?，F(xiàn)如今，國(guó)際上已經(jīng)研究出了適合不同用途的AI 機(jī)器人，這些AI 機(jī)器人根據(jù)結(jié)構(gòu)大致分為：水下控制機(jī)器人和水上控制機(jī)器人兩種類型，主要圍繞水下導(dǎo)航技術(shù)、水下定位技術(shù)、水下動(dòng)力技術(shù)、水下探物技術(shù)、水下識(shí)別技術(shù)、水下控制技術(shù)以及水下通訊技術(shù)等幾個(gè)方面分別進(jìn)行研究，并促進(jìn)AI 機(jī)器人的發(fā)展，為海洋油氣領(lǐng)域的快速發(fā)展提供了有效保障。

2 國(guó)際領(lǐng)先的人工智能機(jī)器人

2.1 水下機(jī)器魚

目前，根據(jù)相關(guān)報(bào)道表明，位于美國(guó)密歇根州東蘭辛市的密歇根州立大學(xué)，已經(jīng)有研究人員進(jìn)行了機(jī)器魚的相關(guān)研究工作，目前最新的研究成果就是提升了水下機(jī)器魚的續(xù)航能力，增加了機(jī)器魚的滑翔功能。仿生技術(shù)可以讓機(jī)器魚像魚一樣拍打尾巴進(jìn)行游動(dòng)，進(jìn)一步提升了探測(cè)的范圍和距離。同時(shí)，水下機(jī)器魚的身體上被研究人員安裝了各種水下測(cè)量的傳感器，主要用來(lái)探測(cè)水下的各種情況和資源，除此之外，機(jī)器魚體內(nèi)安裝的有無(wú)線通信技術(shù)和GPS 定位裝置，可以精準(zhǔn)定位機(jī)器魚在水中的位置，通過(guò)攝像技術(shù)實(shí)時(shí)傳回機(jī)器魚探測(cè)到的畫面。在水下機(jī)器魚的研究過(guò)程中，有一條名叫GRACE 的機(jī)器魚，“墨西哥灣漏油”事件就是GRACE 機(jī)器魚進(jìn)行處理的，由于在機(jī)器魚的身體上安裝了石油傳感器，因此將大量的機(jī)器魚放到海灣漏油嚴(yán)重的區(qū)域，可以對(duì)石油泄漏的情況進(jìn)行實(shí)時(shí)的跟蹤監(jiān)測(cè)。這款設(shè)計(jì)好的機(jī)器魚可以在環(huán)境險(xiǎn)惡的海水當(dāng)中正常工作，可以繞開海底復(fù)雜的情況，同時(shí)實(shí)時(shí)保持網(wǎng)絡(luò)的連接監(jiān)控。

2.2 海底鉆井機(jī)器人

目前，位于挪威的機(jī)器人鉆井公司經(jīng)過(guò)不斷的研發(fā)，已經(jīng)在海面上修建了全自動(dòng)石油鉆井平臺(tái)，這款全自動(dòng)鉆井平臺(tái)是依據(jù)火星探測(cè)漫游者的原理進(jìn)行發(fā)明的，可以通過(guò)傳感器持續(xù)獲取周圍的各種數(shù)據(jù)，再通過(guò)特定的人工智能程序算法，用來(lái)表達(dá)判別機(jī)器人的不同反應(yīng)。全自動(dòng)石油鉆井平臺(tái)可以通過(guò)衛(wèi)星定位來(lái)設(shè)置作業(yè)的精準(zhǔn)坐標(biāo)，等到移動(dòng)到作業(yè)地點(diǎn)位置后，鉆井平臺(tái)可以自動(dòng)展開立起相當(dāng)于十四層樓高度的井架，穩(wěn)定加固后可以自動(dòng)開始進(jìn)行鉆井工作，不需要人員操作，鉆井平臺(tái)會(huì)根據(jù)相關(guān)程序自動(dòng)完成石油開采的相關(guān)工作，等到石油開采完成后鉆井平臺(tái)可以依靠衛(wèi)星指引，自動(dòng)移動(dòng)到下一個(gè)工作地點(diǎn)繼續(xù)進(jìn)行工作。目前，越來(lái)越多的自動(dòng)化設(shè)備開始應(yīng)用到石油石化行業(yè)，許多的科技工作者都開始加強(qiáng)對(duì)自動(dòng)化設(shè)備的研究工作。除了專業(yè)的全自動(dòng)新型技術(shù)研究公司在進(jìn)行自動(dòng)化方面的研究之外，許多的石油能源公司都開始了人工智能機(jī)器人的探索研究工作，力爭(zhēng)將人工智能投入到石油行業(yè)的危險(xiǎn)區(qū)域。根據(jù)科技行業(yè)的預(yù)測(cè)，隨著人工智能機(jī)器人研究水平的不斷進(jìn)步，整個(gè)海上石油開采行業(yè)對(duì)人力資源的依賴越來(lái)少，將會(huì)有許多人會(huì)因此失去工作，石油平臺(tái)的開采效率可以提升百分之二十五，從而帶動(dòng)整個(gè)石油行業(yè)的發(fā)展。

2.3 海洋勘探機(jī)器人

廣闊的海洋之中蘊(yùn)藏著許多的石油礦藏，是未來(lái)海洋油氣領(lǐng)域發(fā)展的基礎(chǔ)，和陸地石油開采作業(yè)相比，海洋油氣的勘探需要在惡劣的水下進(jìn)行，增加了油氣開采的難度，增大了開采作業(yè)的風(fēng)險(xiǎn)性，為了降低油氣的開采難度，弱化海洋石油開采的風(fēng)險(xiǎn)，因此離不開數(shù)字化、智能化、無(wú)人化的開采技術(shù)。目前全世界已經(jīng)擁有數(shù)千臺(tái)海洋機(jī)器人，這些機(jī)器人在海洋石油開采行業(yè)的使用越來(lái)越廣泛，其中海洋天然氣、石油等資源領(lǐng)域的應(yīng)用最多。

3 智能機(jī)器人所面對(duì)的風(fēng)險(xiǎn)挑戰(zhàn)與思考

3.1 打破思維禁錮

要在全球能源領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位，就必須打破傳統(tǒng)的固有思維模式和市場(chǎng)秩序，重塑市場(chǎng)規(guī)律，推進(jìn)清潔化、高效化、低碳化的能源轉(zhuǎn)型。受到再生能源、交通、智能化等諸多原因的影響，行業(yè)油氣開采企業(yè)所面臨的挑戰(zhàn)越來(lái)越嚴(yán)峻，以人工智能為例，新型技術(shù)給傳統(tǒng)能源企業(yè)帶來(lái)的不僅僅是機(jī)遇，同時(shí)還面臨著巨大的挑戰(zhàn)。信息化技術(shù)將會(huì)給諸多行業(yè)提供便利、帶來(lái)更大的機(jī)遇，可以更縝密地規(guī)劃未來(lái)能源市場(chǎng)的分布圖。面對(duì)新型技術(shù)帶來(lái)的挑戰(zhàn)，必須要打破傳統(tǒng)的思維模式，在進(jìn)行能源開采的同時(shí)，必須要做好環(huán)境保護(hù)工作。為了加快企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型，必須清楚企業(yè)自身的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和技術(shù)能力，做好能源行業(yè)變革的準(zhǔn)備工作。人工智能和機(jī)器人的結(jié)合可以徹底改變能源行業(yè)的發(fā)展，以海洋機(jī)器人為例，全自動(dòng)的石油鉆井平臺(tái)可以最大程度上降低石油開采的成本，提高海洋石油的開采效率。

3.2 攻克高精尖技術(shù)

國(guó)際上的一些先進(jìn)科技公司已經(jīng)在機(jī)器人的研發(fā)生產(chǎn)領(lǐng)域積攢了豐富的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)。由于我國(guó)AI 機(jī)器人的研究起步相對(duì)較晚，因此國(guó)內(nèi)的機(jī)器人只能占據(jù)中低端市場(chǎng)，高精尖技術(shù)有待突破。海洋石油勘探機(jī)器人不但要適應(yīng)海洋油氣領(lǐng)域開采環(huán)境的復(fù)雜性惡劣性，打破低溫伺服電機(jī)的嚴(yán)格束縛。同時(shí)，高新技術(shù)的發(fā)展離不開高科技材料的支持，只有將新型材料投入使用，才可以打破技術(shù)瓶頸的限制。隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，AI 領(lǐng)域取得的成就也是越來(lái)越高，使用AI 技術(shù)可以將機(jī)器人制作成可以升級(jí)的智能產(chǎn)物，雖然我國(guó)海洋油氣領(lǐng)域已經(jīng)開始嘗試使用機(jī)器人，但是這些機(jī)器人還不具備類腦的智能化思考能力，只能按照預(yù)先編譯設(shè)定好的程序代碼進(jìn)行工作，只具備基礎(chǔ)的工作模式。因此必須要突破機(jī)器人自主學(xué)習(xí)的關(guān)鍵技術(shù)，研發(fā)出擁有更高智慧的智能機(jī)器人。AI 的關(guān)鍵核心在于數(shù)據(jù)、算法、算力，AI 的基礎(chǔ)是數(shù)據(jù)，只有海量的數(shù)據(jù)資源，才可以挖掘人工智能的潛在價(jià)值，AI 的引擎是算法，只有不斷學(xué)習(xí)算法不斷更新?lián)Q代，才可以提高AI 的算法。至于算力就是AI 系統(tǒng)的保障，只有全面發(fā)揮出人工智能的能力，才可以突破量子計(jì)算技術(shù)，給AI 帶來(lái)革命性的發(fā)展。目前的人工智能技術(shù)幾乎出自大數(shù)據(jù)衍生，具備自主學(xué)習(xí)能力和自主決策能力。只是在分析多維度復(fù)雜數(shù)據(jù)的計(jì)算過(guò)程中，如果不能得到很好的利用，就會(huì)降低數(shù)據(jù)使之不足以代表大數(shù)據(jù)。

4 人工智能發(fā)展的保障措施

為推動(dòng)我國(guó)人工智能制造業(yè)快速發(fā)展，妥善應(yīng)對(duì)人工智能潛在的機(jī)遇與挑戰(zhàn)，形成適應(yīng)人工智能發(fā)展的制度安排，構(gòu)建打造新時(shí)代下開放包容的國(guó)際化環(huán)境，夯實(shí)人工數(shù)字智能的社會(huì)基礎(chǔ)。國(guó)家頒布《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》六大保障措施，建立人工智能技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和知識(shí)產(chǎn)權(quán)體系、安全監(jiān)管和評(píng)估體系、加強(qiáng)AI 相關(guān)法律、倫理道德和社會(huì)問(wèn)題研究。通過(guò)完善落實(shí)數(shù)據(jù)開放與保護(hù)相關(guān)政策，達(dá)到支持AI 技術(shù)發(fā)展目的。

此外，國(guó)家始終堅(jiān)持對(duì)隱私和知識(shí)產(chǎn)權(quán)的保護(hù)，開展確認(rèn)AI 應(yīng)用相關(guān)的民事與刑事責(zé)任、信息安全利用等法律問(wèn)題研究，建立追溯問(wèn)責(zé)制，明確人工智能法律主體以及相關(guān)權(quán)利、義務(wù)和責(zé)任。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，為了滿足人工智能機(jī)器人在行業(yè)油氣領(lǐng)域的發(fā)展和使用，必須要突破性研究水下機(jī)器人技術(shù)，使用智能機(jī)器人，去到危險(xiǎn)級(jí)別較高的區(qū)域進(jìn)行作業(yè)，保證了工作人員的人身安全。采油平臺(tái)可以將石油的開采效率提升四分之一，促進(jìn)了整個(gè)石油開采行業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展，使之擁有更加廣闊的發(fā)展前景。人工智能機(jī)器人在深海行水當(dāng)中實(shí)驗(yàn)，可以取代工作人員進(jìn)行的危險(xiǎn)性的工作內(nèi)容，有利于石油開采行業(yè)未來(lái)的發(fā)展。