Добивки:
- Способност да се дефинираат нивоата на автономни и далечински надгледувани бродови (MASS) и улогата на системите за поддршка на одлуки
- Способност за конфигурирање на логиката за избегнување судир (COLREG) која комбинира AIS, радар и ECDIS податоци со AI
- Способноста да се потврди дека крајната одговорност за навигациските одлуки со вештачка интелигенција останува кај капетанот и правилата на COLREG
Средбата на два брода на море е деликатен танц управуван од вековни правила. Еден погрешен маневар значи конфликт, загуба на животи и голема еколошка катастрофа. Бродови денес; Опремен е со системи за поддршка на одлуки кои комбинираат радар, AIS (Систем за автоматска идентификација; системот каде бродовите го емитуваат нивниот идентитет, локација и информации за рутата), ECDIS (електронска карта) и податоци од камерата; На дневен ред се автономни и далечински управувани бродови (MASS; Maritime Autonomous Surface Ships). Вештачката интелигенција (AI) го напојува овој сензор за спојување, проценка на ситуацијата и препораки за маневрирање. Но, навигацијата на море е сè уште област каде што безбедноста на животот е најакутна.
Апсолутна граница: Ниту еден маневар предложен од вештачката интелигенција нема да се врши без потврда во рамките на правилата за избегнување судир (COLREG; Меѓународни регулативи за спречување судир на море) и со проценка на офицерот/господарот задолжен за пловидбата. Без оглед на нивото на автономија, одговорноста за усогласеноста со COLREG, добрата поморска практика и крајната безбедност лежат неповратно на човечката страна (или во границите на целосно автономен, сертифициран и одобрен од класата систем).
Концепти: COLREG: Меѓународни правила кои одредуваат како бродовите маневрираат едни на други. CPA/TCPA: Растојанието на најблиското приближување и преостанатото време (Најблиска точка на пристап / Време до CPA). Фузија на сензори: Комбинирање на различни извори како радар, AIS, камера во една слика од ситуацијата. МАСА: Автономно/далечински управувано поморско возило. Добро морнарство: Безбедно однесување засновано на искуство, надвор од правила.
Спојување на сензорот и проценка на статусот
Првиот чекор кон безбедноста на навигацијата е да се воспостави точна слика за околниот сообраќај. Секој сензор има свои слабости: радарот е под влијание на дожд и морски бранови, AIS може да е исклучен или да емитува лажни/манипулирани информации, камерата е слаба ноќе и во магла. Со комбинирање на овие извори, вештачката интелигенција пресметува локација, рута, брзина и CPA/TCPA за секоја дестинација. Но, квалитетот на фузијата е ограничен од квалитетот на влезовите: мал рибарски брод со исклучен AIS или цел во радарската сенка може да недостасува на сликата на системот. Затоа, само затоа што вештачката интелигенција вели „околината е чиста“ не ја елиминира нејзината улога на набљудувач.
Вториот чекор е да се процени ризикот: која цел го носи ризикот од конфликт, која геометрија на средбата е таму (средна средба, вкрстување, фаќање). За секоја геометрија, COLREG дефинира кој е „отстапник“ и кој е брод „стојна“ и како да се маневрира. ВИ ја прави оваа класификација брза; но COLREG не бара само геометрија, туку и „добра морнарска практика“: ран, изразен и голем маневар, јасна намера видлива на радарот. Вештачката интелигенција може да ги предложи овие, но службеникот го толкува духот на правилото и локалната состојба.
Внимание: Иако податоците на AIS може да изгледаат како доверлив извор на идентитет, тие може да се исклучат, погрешно конфигурирани или намерно измислени. Опасно е маневарот да се базира само на AIS; Радарот, визуелното набљудување и добрата поморска практика се користат заедно.
Нивоа на усогласеност и автономија на COLREG
Автономијата не е една работа; Тоа е скала од поддршка на одлуки (човечкото одлучува, системот препорачува) до далечинскиот управувач и целосната автономија. Одговорноста и верификацијата се различни на секој чекор, но заедничката нишка е следново: системот мора да биде во согласност со COLREG, а предложениот маневар мора да биде во согласност и со словото и со духот на правилото. Ако маневар предложен од вештачката интелигенција сугерира нелегална кратенка, како на пример наместо да се сврти кон десно како брод што попушта, предлогот ќе биде отфрлен. Згора на тоа, раната и значајна акција што ја бараат правилата кога два брода „се гледаат“ се разликува од логиката „мала корекција во последен момент“.
Критично безбедносно прашање: автономните системи или системи со помош на одлуки може да се однесуваат неочекувано надвор од сценаријата во кои биле обучени или тестирани (на пр. необичен тип на брод, необичен сообраќај, дефект на сензорот). За овие „ограничени случаи“, човечкиот надзор и способноста за преземање е од клучно значење.
средба
COLREG улога
Очекуван маневар
Границата на вештачката интелигенција
средба од самиот почеток
Двете страни попуштаат
И двете до десната страна
Службеникот коментира ако геометријата е нејасна
надворешно транзиција
Оној што го гледа другиот на неговиот транспарент попушта
Рано, значително враќање
Приоритетното толкување е кај луѓето
израмни
Тој што расте попушта
отворена пропусница
Фаќање или дивергенција, гранична ситуација
Тесен канал/сообраќај одвојување
Локални правила
Не ја следите лентата
Локалното знаење може да недостасува во вештачката интелигенција
Мини футроли
Случај 1 - Незаконски „ефикасен“ маневар. Системот за поддршка на одлуките го советува бродот во попустлива позиција да направи мал пресврт кон пристаништето бидејќи тоа е „ефикасно“ во однос на гориво/време. Сепак, COLREG очекува јасен и изразен маневар од десната страна во оваа геометрија; Свртувањето на пристаништето ги прикрива намерите на противничкиот брод и го зголемува ризикот од конфликт. Службеникот го отфрла предлогот и, по правило, рано и јасно се свртува кон десно. Поука: маневрот мора прво да биде усогласен со COLREG; ефикасноста е секундарна.
Случај 2 - Цел со исклучен AIS. Системот вели „нема цели AIS во близина, навигацијата е јасна“. На радарот и преку двоглед, видиковецот забележува мал рибарски брод со исклучен AIS. Можеше да се случи опасен пристап ако се потпираше само на AIS. Лекција: фузијата на сензорите работи со нецелосни податоци; Набљудувањето и радарското набљудување се неопходни.
Случај 3 - Преземање на границата. За време на автономното пробно возење, се среќава чамец кој изведува необичен маневар што системот досега не го видел. Системот произведува колеблива и доцна препорака. Чуварот на мостот рано ја забележува ситуацијата, ја презема и рачно го изведува безбедниот маневар. Поука: човечкиот надзор и способноста за брзо преземање се од суштинско значење за однесувањето на граничната состојба на автономните системи.
Шаблони за промпти што може да се копираат
Шаблон 1 — Евалуација на средба (рамка COLREG):
Улога: Вие сте консултант за поддршка на одлуки за безбедност на навигацијата. Контекст (претставник, за целите на обуката): курс за мојот сопствен брод [x], брзина [y]; целен курс [a], брзина [b], лежиште за лежиште [c]. Задача:1) Одредете го типот на средба (глава/надвор/престигнување).2) Кој попушта, кој следи, според COLREG. анализа; Вистинската одлука за маневрирање ја носи офицерот задолжен за навигацијата, COLREG и доброто морепловство. Не потпирајте се само на AIS; Нагласете го и радарското/визуелното набљудување.
Шаблон 2 — Анализа на јазот на фузија на сензорот:
Оценете слика од навигациската ситуација (претставник): резиме на податоци за радар, AIS и камера [...].1) Кои цели се гледаат само со еден сензор (ризик)?2) Како треба да се справам со можноста за исклучување/сомнителни цели AIS?3) Наведете ситуации каде што оваа слика може да ја нема (радарска сенка, магла, мал брод). Потребно е набљудување.
Шаблон 3 — Сценарио за преземање на автономија:
Направете нацрт-план за преземање за автономен/систем за навигација со помош на одлучување:1) Во кои ситуации човекот треба да преземе (ограничени случаи, дефект на сензорот, невообичаен сообраќај)?2) Предупредување и време потребно за преземање.3) Кое е безбедно стандардно однесување кога системот е несигурен? Ограничување: Нагласете дека крајната одговорност за безбедноста на човекот останува на системот.
Шаблон 4 — Проверка на препораки за маневрирање:
Проверете го следниов предлог за маневар за COLREG:[предложен маневар и геометрија].1) Дали овој маневар ја следи словото на правилото?2) Дали е ран, изразен и голем (добро морнарство)?3) Дали намерата е јасна за противничкиот брод?4) Дали отстапува од правилото заради тоа што се нелегални или незаконски точки?
Слаб промпт / Силен промпт
Слаба навестување:
Овие два брода се приближуваат, што да правам? Кажи ми најкраткиот пат.
Моќен потсетник:
Улога: Вие сте консултант за обука за безбедност на навигацијата. Контекст (претставување): геометрија на средбата на мојот сопствен брод и цел[опис]; Во прилог е радар+AIS+резиме на визуелни податоци. Задача:1) Одредете го типот на средбата и улогите на COLREG.2) Препорачај легален, ран и очигледен маневар.3) Како да проверам дали AIS недостасува/сомнително?Ограничување: препорачајте го маневарот соодветен на COLREG и добрите морски тестови, а не на патеката "; Наведете дека конечната одлука ја носи службеникот за навигација.
Слабиот промпт бара само „најкраток пат“ и го игнорира правилото; Моќниот брз COLREG се фокусира на улогите, автентикацијата и човечкиот авторитет.
Вообичаени грешки
- Ставајќи ја ефикасноста пред COLREG. Маневрот мора прво да се усогласи со правилата и доброто морепловство; гориво/време е секундарно.
- Потпирајќи се исклучиво на AIS. AIS може да е неисправна, неисправна или измислена; Радарот и визуелното набљудување се од суштинско значење.
- Извесен е исходот да се претпостави дека „околината е чиста“. Сензорската фузија работи со нецелосни податоци; Изгледот е незаменлив.
- Игнорирање на гранични ситуации. Автономниот систем може да биде несигурен во сценариото што не го гледа; Потребен е план за преземање.
- Изработка на маневрот доцна и мала. COLREG бара рано, значајно и големо маневрирање; Корекцијата на последниот момент ја крие намерата.
Сумирано
Безбедноста на навигацијата и избегнувањето судир е областа каде што вештачката интелигенција е поддржана со спојување на сензори и проценка на ситуацијата, но безбедноста на животот е најостра. Секоја препорака за маневрирање мора да биде во согласност со словото и духот на COLREG, AIS не треба да се потпира само на AIS, излезот „околината е јасна“ не треба да го елиминира вниманието и треба да се зачува способноста за преземање на автономни системи од страна на човекот. Крајната одговорност за безбедност е кај офицерот за навигација и капетанот.
Задача за апликација
Создадете репрезентативно сценарио за средба (вашиот брод и цел, геометрија и податоци од сензорот). Нека вештачката интелигенција го примени шаблонот „проценка на средба“ и наведете го типот на средба и улогите на COLREG. Тестирајте го предложениот маневар за усогласеност со шаблонот „проверка на препораки за маневрирање“. Додадете ја можноста за цел покриена со AIS и разговарајте за празнините на спојувањето на сензорите. Запишете кој ја има конечната одлука и условите за преземање.
листа за проверка
- [ ] Прво го оценив маневрот врз основа на COLREG и доброто морепловство.
- [ ] Не го сметав AIS за единствен извор; Вклучив радар и визуелно набљудување.
- [ ] Направив резервна копија на излезот „Околината е чиста“ барајќи го.
- [ ] Размислував за исчезнатите случаи на податоци за фузија на сензори (мал брод, магла).
- [ ] Ги дефинирав условите за преземање за автономниот/системот поддржан од одлуки.
- [ ] Конечната одлука за навигација/маневар ја оставив на одговорниот офицер и капетанот.