日本能否靠水下無人機東山再起?

2023/05/29


  久保田啟介:為了實現以無人方式在海中航行的「水下無人機」的産業化,日本政府將於2023年度內制定相關戰略。除安全保障外,預計海上風力發電站管理和海底資源勘探等領域的市場也將迅速擴大,有可能引發Mobility(運輸和移動工具)革命。雖然日本在空中無人機領域起步較晚,但在水下無人機方面擁有很高的技術實力。日本能否以「海洋國家」之名東山再起,匯聚人才將起到關鍵作用。

  

  成立政府和企業的協商組織

  

  4月底,日本內閣會議通過的新海洋基本計劃明確寫道,「鑒於我國海洋産業擁有的技術優勢,將制定自主式水下無人機(AUV)戰略,並切實執行」。該計劃是日本海洋政策的中期方針,提出為特定技術制定戰略實屬罕見。

  圖片由日本海洋研究開發機構提供
 

  水下無人機可以自行判斷情況並航行,包括遠端遙控潛水器(ROV)在內,也被統稱為「水下無人機」。其長度在幾米~10米之間。高性能水下無人機的續航距離達到數百公里,可潛至水下數千米。

     

  日本內閣府的綜合海洋政策推進事務局524日成立政府和企業的磋商組織,開始制定明確提出技術開發和産業化路徑的戰略。

   

  水下無人機的需求在全球範圍內迅速擴大。在猛增的海上風力發電站和輸電線的維護管理、二氧化碳捕集與儲存(CCS)設施地點的選擇等方面備受關注。此外,通過多架無人機協同工作來高效勘探海底資源的研究也在推進之中。而且有望在養殖場管理、向離島等運送物資方面大顯身手。有民間預測數據顯示,到2030年代初,水下無人機的市場規模將超過1萬億日元。

  

  

  另一方面,在主要國家中,雖然美國海軍提出了建造大型水下無人機的構想,但包括民用領域在內並沒有出現大型項目。日本內閣府的一位幹部充滿信心地表示,「政府和企業將進行合作,共同提出戰略,希望由日本掌握主導權」。

    

  日本具備頂級技術實力

     

  僅從技術實力來看,日本確實取得了世界領先的成果。東京大學等從上世紀80年代開始研究,日本海洋研究開發機構和三菱重工業開發的10米長的大型水下無人機「浦島」號于2005年創下了連續航行超過300公里的世界紀錄(當時)。

  


  

  在2018年舉行的國際競賽中,日本國八家機構使用的「AUV-NEXT」獲得亞軍。將多臺水下無人機排成隊列進行控制來勘探資源的技術,日本也處於領先地位。

 日本在水下無人機領域取得了世界領先的成果(水下無人機「浦島」號,圖片由海洋研究開發機構提供)
 

  但是,由於未能實現産業化,在民用領域海外産品佔據大半。水下無人機的主要用途是海底油田的勘探和管理,日本沒有這樣的市場,僅將其用於水下結構物的檢查等用途。相關人士表示:「因為沒有市場,日本國內製造商無法成長。因此無法擺脫認知度低的‘負面三角’」。

   

  情況出現轉機的原因是,隨著中國軍力加強和俄羅斯進攻烏克蘭,海上安全保障,特別是經濟安全保障成為日本亟待解決的課題。

     

  新海洋基本計劃也認為日本的領海和專屬經濟區(EEZ)正直面威脅,為了強化海洋調查和資訊收集體制,提出利用水下無人機。

   

  日本的專屬經濟區有對高科技産品不可缺少的稀土類、鈷及錳等資源。海上風力發電是脫碳社會不可或缺的要素。為了穩定確保工業産品、能源及水産資源,日本把水下無人機定位為「有利於經濟安全保障的重要技術」。

 

  面臨的課題是培養人才

   

  在水下無人機的産業化方面,日本面臨的課題堆積如山。首先是如何吸引並培養人才。水下無人機涉及保護機器承受高水壓的耐壓殼、無人航行的控制技術、通信技術等高科技技術。但現在日本的機構和大學裏,專業的研究人員被認為還不到20人,包括企業等的技術人員在內也不足100人。

  在國際競爭中排名第2的探測器「AUV-NEXT」(日本海洋研究開發機構提供)

     

  另一方面,在水下無人機今後的開發中越來越重要的機器人工學以及控制技術還與空中無人機及自動駕駛汽車等形成競爭,各方爭奪人才。日本需要打造新機制,讓數量不多的人才發揮出潛力,並增加人才數量。

    

  此時浮現出的是組織專業技術人員等並提供各種服務的「服務供應商」構想。不採用廠商開發、用戶使用這種分工體制,而是專家團隊負責從開發到運用,根據用戶需求提供服務並共用數據。

           

  海洋研究開發機構以海底資源探測為例進行了估算,結果發現按照技術發展情況,採用約40個探測器,花費2000億日元左右,可以調查日本整個專屬經濟區。該機構的理事長大和裕幸表示:「之前需要龐大數量的探測器和預算,認為無法實現,但通過戰略性舉措,已完全可以實現」。

    

  不過,能否確保預算和建立開發環境仍不明朗。日本內閣府的海洋事務局是跟文部科學省、國土交通省、經濟産業省等混在一起的,沒有獨立的預算許可權。各省廳的海洋相關預算如果除去防衛費,總額大約在5400億日元(2023年度),並不富裕。確保實驗場地、制定標準、統一批准手續等完善環境也需要克服省廳的各自為政。

    

  考驗日本「海洋政策的指揮塔」

   

  或許這是趁機考慮日本海洋政策指揮塔的存在方式的時機。日本自負為「海洋國家」,但在海上風力發電商業化上比歐洲晚了20多年,海底礦物資源的商業化也遲遲沒有進展。由首相擔任本部長的綜合海洋政策本部2007年就成立了,但港灣歸國土交通省、水産歸農林水産省、資源開發歸經濟産業省等各自為政,依然存在障礙。

   

  從全世界來看,除了安全保障問題,海洋塑膠問題、海洋生態系統保護也是重要的政策課題。美國、英國等都在重組與海洋相關的法律和組織。日本如何建立海洋政策的指揮塔和實施體制?制定水下無人機戰略是一個良機。

    

  本文作者為日本經濟新聞(中文版:日經中文網)編輯委員 久保田啟介

    

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