THE SHIPS THAT COULD CHANGE THE SEAS FOREVER

By Chris Baraniuk

BBC Future

13 tháng 10 2017

Tàu thông minh hơn trong tương lai sẽ cho phép các chủ tàu

kiểm soát hiệu quả hơn sự di chuyển? Photo: WÄRTSILÄ Image

Việc vận chuyển hàng hoá qua các đại dương là rất quan trọng trong nền kinh tế toàn cầu, nhưng tàu biển làm bẩn hành tinh đã sẵn bị ô nhiễm. Một số giải pháp thiết kế để sửa chữa có vẻ như được lấy trực tiếp từ khoa học viễn tưởng.

Transporting cargo across the oceans is vital in a global economy - yet ships sully our already polluted planet. Some of the design solutions to fix that sound straight from science fiction.

Tháng trước tại San Diego, California, một kỹ sư ngồi trước máy tính và cầm một cần điều khiển ở trên bàn phía trước. Ông không chơi video game, ông đang lái một tàu hàng đồ sộ cách bờ biển Scotland hàng ngàn Km.

Last month in San Diego, California, an engineer sat down at his computer and gripped a joystick on the desk in front of him. He wasn’t playing a video game – he was piloting a massive cargo ship thousands of miles away off the coast of Scotland.

Cần điều khiển này được kết nối trực tiếp với chiếc tàu đó, thông qua vệ tinh, cho phép ông kiểm soát động tác của nó một cách chính xác, hoàn toàn điều khiển từ xa bằng tay. Ông quan sát cẩn thận vị trí đang thay đổi của con tàu ảo được đánh dấu trên màn hình. Trong khi đó, trên boong của chính tàu này, những công nhân khác giám sát việc thử nghiệm này quan sát các thiết bị và cảm thấy con tàu bập bềnh dưới chân mình. Trong 4 giờ thử nghiệm (do hãng năng lượng và công nghệ Wärtsilä của Phần Lan tiến hành) con tàu được người đồng nghiệp của họ điều khiển cách đó nửa vòng trái đất.

The engineer’s joystick was directly linked to that vessel, via satellite, allowing him to control its movements precisely – entirely by manual remote control. He watched carefully as a virtual ship’s changing position was plotted on his screen. Meanwhile, on board the ship itself, other workers overseeing the test eyed their equipment and felt the craft bob and pitch under their feet. Over the course of a four-hour experiment – carried out by Finnish energy and technology firm Wärtsilä – it was manipulated by their colleague half-way round the world.

Hãng Wärtsilä tin rằng các tàu thông minh hơn trong tương lai sẽ cho phép các chủ tàu kiểm soát hiệu quả hơn sự di chuyển của tàu, giảm được tiêu thụ nhiên liệu và chất thải. Đó là một ý tưởng đầy tham vọng để giải quyết một thách thức lớn của thế kỷ 21, trong đó chúng ta cùng nhau liên kết chặt chẽ hơn trong thương mại toàn cầu, nhưng cũng phải đối mặt với biến đổi khí hậu mà nó có thể làm thay đổi mô hình thời tiết, mực nước biển và ảnh hưởng nghiêm trọng đến hành trình của hàng hóa di chuyển từ A tới B.

Wärtsilä believes that smarter ships of the future will allow ship owners to more efficiently control the movements of their vessels, reduce fuel consumption and lower emissions. It’s an ambitious idea to tackle a grand challenge of the 21st Century, in which we are simultaneously more inextricably interlinked in global trade, but also face climate change that could change weather patterns, sea levels and seriously affect the journey of goods moving from A to B.

Các tàu chở hàng của tương lai có thể đi khắp các đại dương

mà không có người, và thay vào đó chúng được điều khiển từ xa,

cách 5.000 dặm, giống như một trò chơi video. Photo: WÄRTSILÄ

The cargo ships of the future could travel across the oceans

devoid of humans - and instead be remote controlled like

a video game 5,000 miles away (Credit: Wärtsilä)

Hơn thế nữa những tàu này có thể không có trưởng tàu, và đến một ngày nào đó có thể được điều khiển từ xa nhiều dặm không phải bởi con người, mà bởi máy tính.

What’s more? Those ships could be captain-free, and could one day be controlled from many miles away not by humans, but by computers.

Vận chuyển là một ngành công nghiệp khổng lồ, nhưng nó không được coi là có công nghệ cao nhất. Nhiều tàu chạy như mắc cửi trên các đại dương ngày nay là kềnh càng, là các gã khổng lồ ngốn săng dầu mạnh và đã không có thay đổi gì về cơ bản trong nhiều năm.

Shipping is a gigantic industry, but it is not known for being the most hi-tech. Many vessels criss-crossing the world’s oceans today are bulky, diesel-guzzling giants that haven’t fundamentally changed in many years.

Liệu thiết kế tàu sẽ thay đổi nhiều trong tương lai sắp tới không? Và tự động hóa, mà chúng ta đã thấy nhiều trong các phương tiện giao thông đường bộ, cũng sẽ tới ngành đường thủy hay không?

Will ship designs change much in the near future? And is automation, which we are already seeing more of in road vehicles, about to hit the waves as well?

Một động lực lớn để cải tiến các tàu trên thế giới là cuộc chiến chống ô nhiễm. Trên thực tế, chỉ 15 trong số các tàu lớn nhất là đủ sinh sản ra lượng khí thải bằng với của tất cả các ô tô trên hành tinh cộng lại. Nhưng tất nhiên các công ty lớn cũng đang tìm cách tối đa hóa lợi nhuận của họ.

A big driver for updating the world’s ships is the war on pollution. In fact, just 15 of the largest vessels produce the same amount of sulphur emissions as all the planet’s cars put together. But large companies are also, of course, looking for ways of maximising their profits.

Đây là những gì giống như một con tàu chở hàng được điều khiển

từ xa bởi con người cách nửa vòng trái đất. Một mức độ nhất định

về tự động hóa có thể cắt giảm chi phí đội ngũ thủy thủ. Photo: WÄRTSILÄ

Here's what a cargo ship remote-controlled by a human half

a world away could look like. A certain degree of automation

could cut costs spent on crew. (Credit: Wärtsilä)

Thử nghiệm của hãng Wärtsilä còn cần phải một thời gian nữa để trở thành một thực tế hàng ngày trong vận tải biển, người đứng đầu kỹ thuật số Andrea Morgante thừa nhận. Nhưng bởi vì các chủ tàu có thể cắt giảm chi phí một cách đáng kể bằng cách loại bỏ đội ngũ thuyền nhân trên tàu nên ông tin rằng điều nói trên là có tiềm năng.

Wärtsilä’s experiment is still some way from becoming an everyday reality in shipping, admits head of digital Andrea Morgante. But because ship owners could cut significant costs by removing human crews from their vessels, he’s convinced it has potential.

"Bạn có thể tưởng tượng những hình thức mới của tàu kéo được điều khiển từ xa, để hỗ trợ các tàu thuyền trong bến cảng," ông nói. Một lựa chọn khác sẽ là các tàu vận chuyển hàng hoá quanh các cảng hoặc dọc theo bờ biển.

“You could imagine new forms of tugs that are remote-controlled, to support vessels in the harbour,” he says. Another option would be ships that transport cargo around ports or along coastlines.

Trên thực tế, một hãng đã kết hợp với những hãng khác để thử nghiệm và triển khai các tàu hoàn toàn tự hành mà không cần người hoa tiêu là hãng Kongsberg của Na Uy.

In fact, one firm already working with others to test and deploy fully autonomous vessels that do this sort of thing without human pilots is Kongsberg, of Norway.

Tàu Yara Birkeland, dự kiến sẽ hoàn thành vào năm tới, được

tuyên bố là tàu vận tải tự hành đầu tiên trên thế giới. Photo: WÄRTSILÄ Image

The Yara Birkeland, set to be completed next year, is claimed to be the first

autonomous shipping vessel in the world (Credit: Yara International)

Hãng đang chế tạo hai tàu, Hrönn và YARA Birkeland. Birkeland, một tàu container dài 80 mét cũng sẽ chạy hoàn toàn bằng điện và dự kiến sẽ hoạt động vào nửa cuối của năm 2018.

It has two ships in development, the Hrönn and the YARA Birkeland. The Birkeland, an 80-metre long (264ft) container transporter will also be fully electric and is planned to enter service in the second half of 2018.

Peter Due, giám đốc về tự hành của hãng Kongsberg, ca ngợi sự chính xác của các cảm biến trên con tàu thử nghiệm của hãng.

Peter Due, director of autonomy at Kongsberg, extols the accuracy of the sensors on board its test vehicles.

"Một hệ thống có thể nhìn thấy một lon bia, bạn có thể không biết đó là bia Heineken hay Carlsberg nhưng bạn có thể thấy một lon đang trôi tới, ông giải thích. Việc học của máy tập luyện cho hệ thống biết loại vật thể nào là quan trọng để tránh, ông nói thêm.

“One system can see a beer can – you can’t tell if it’s Heineken or Carlsberg but you can see a beer can coming up close [on the water],” he explains. Machine learning trains the system to know what sort of objects are important to avoid, he adds.

"Một con hải âu thì không đáng phải lo nhưng nếu là một người đang bơi thì nó sẽ nhận ra và sẽ có hành động thích ứng."

“A seagull is not something to be [wary] of but if you have a swimmer it will recognise that and act accordingly.”

Một báo cáo gần đây của đại học Southampton cho thấy tàu tự hành sẽ ra đời nhanh hơn dự kiến, vì chi phí kỹ thuật bị giảm và phải giải quyết vấn đề thiếu lao động trong một số khu vực của vận tải biển.

A recent report by the University of Southampton suggested autonomous ships will arrive faster than expected, because of falling technological costs and a demand to solve a labour shortage in some areas of shipping.

Tuy nhiên, như Due đã nói, các cơ quan như Tổ Chức Hàng Hải Quốc Tế (IMO) có lẽ sẽ phải mất vài năm để lập ra các quy định cho phép các tàu tự hành hoạt động trên vùng biển quốc tế. Tuy nhiên, trong vùng biển quốc gia, luật địa phương có thể cho phép áp dụng nhanh hơn các hệ thống này, ông nói thêm.

But as Due points out, bodies like the International Maritime Organisation (IMO) will probably take several years to design regulations that allow autonomous vessels to operate in international waters. Within a country’s national waters, however, local laws may allow for quicker adoption of such systems, he adds.

Bất kể ai hoặc cái gì đang lái những con tàu tương lai (có thể là con người hoặc robot?) thì việc thiết kế các con tàu thương mại lớn và phát ra khí thải đã sẵn sàng thay đổi. Và đó là một cách khác mà các phương tiện giao thông quan trọng này có thể làm giảm tác động của chúng lên hành tinh.

Regardless of who or what is piloting future ships – might it be human or robot? - the design of massive, emission-spewing commercial vessels is set to change. And that’s another way that these vital modes of transport could lessen their impact on our planet.

Thí dụ có thể làm các tàu bằng vật liệu composite như sợi thủy tinh và nhựa, mà chúng có thể làm giảm đáng kể trọng lượng của một số tàu và do đó cải thiện việc tiêu hao nhiên liệu và tăng khả năng chở hàng.

It is possible, for example, to build ships out of composite materials, for example glass fibres and plastic, which could greatly reduce the weight of some vessels and thereby improve fuel consumption and increase cargo capacity.

Liên Minh Châu Âu gần đây đã đưa ra một dự án, Fibreship, để phát triển vỏ tàu bằng vật liệu composite cho tàu chở hàng dài hơn 50 mét.

The European Union recently launched a project – Fibreship – to develop composite material hulls for cargo ships more than 50 metres (165ft) in length.

Đối với một số tàu, kể cả tàu chở khách, điều này có thể sẽ có lợi, Volker Bertram, giáo sư thiết kế tàu và giám đốc dự án của công ty DNV GL, nói.

For some vessels, including passenger ships, this could be of benefit says Volker Bertram, a professor of ship design and a project manager at DNV GL, a classification society.

Nhưng ông nói thêm rằng đối với những tàu lớn hơn, đặc biệt là để chở hàng nặng, thì thép sẽ vẫn là vật liệu được lựa chọn.

But he adds that for larger craft, especially those moving heavy cargo, steel will probably remain the material of choice.

"Nếu bạn có một chiếc tàu chở dầu mà 90% trọng lượng tàu là dành cho hàng hóa, thì không cần phải chế tạo nó theo kiểu nhẹ." ông giải thích.

“If you have an oil tanker and 90% of the weight of the oil tanker is cargo, there is not much motivation to build it in a lightweight fashion,” he explains.

Hãng Eco Marine Power, có trụ sở ở Nhật, đang thiết kế cánh buồm cứng gắn các tấm pin mặt trời có thể lắp đặt cho tàu chở hàng.

Eco Marine Power, based in Japan, is working on rigid sails featuring solar panels that can be fitted to cargo ships.

"Khi chúng tôi bắt đầu, thì việc lắp tấm pin mặt trời lên thành buồm cứng là không khả thi, nhưng công nghệ luôn được cải tiến và chi phí sẽ giảm," Greg Atkinson, giám đốc và trưởng ban công nghệ, giải thích.

 “When we first started, it wasn’t that feasible to put solar [panels] on the rigid sails but the technology is always improving and the cost is coming down,” explains Greg Atkinson, director and chief technology officer.

Ông nói bất kỳ tàu nào sử dụng Aquarius vẫn sẽ cần một động cơ và nguồn nhiên liệu truyền thống, nhưng gió và năng lượng mặt trời có thể được sử dụng thêm vào để giảm tiêu thụ nhiên liệu hóa thạch.

He says any ships that use Aquarius will still need an engine and traditional fuel source, but wind and solar could additionally be used to reduce fossil fuel consumption.

Về phần năng lượng tái tạo, ông tin rằng khoảng 80% sẽ đến từ sức gió lên cánh buồm và thêm 20% từ các tấm pin mặt trời.

Of the renewable energy portion, he believes that about 80% will come from the action of the wind on the sails and a further 20% from the solar panels.

Hãng Eco Marine hy vọng sẽ thử nghiệm hệ thống này trên biển với một tàu chở hàng rời, một loại tàu thương mại lớn chở loại hàng như quặng sắt, than đá hay ngũ cốc.

Eco Marine hopes to trial its system at sea on a bulk carrier – a type of large commercial ship that moves bodies of cargo like iron ore, coal or grain.

Vào thế kỷ 21, đại dương đang bị tràn ngập bởi các tàu chở hàng

bằng nhiên liệu hóa thạch, làm trầm trọng thêm sự thay đổi khí hậu.

Nhưng các tàu tương lai có thể chạy bằng năng lượng mặt trời.

Photo: Eco Marine Power

In the 21st Century, oceans are overrun with fossil fuel-spewing

cargo ships, exacerbating climate change. But the ships of the

future could run on sun (Credit: Eco Marine Power)

"Đây là các tàu nhắm đúng mục tiêu cho công nghệ này," Atkinson giải thích. "Các tàu này sẽ đi khá chậm và đi ở một số vùng thuận lợi hơn về gió."

“They’re good target ships [for this technology],” explains Atkinson. “They’re going relatively slow and they’re sailing in some of the more favourable areas for wind.”

Cũng có những hệ thống khác ở những nơi khác trên thế giới, mà kế hoạch là phát triển một con tàu chở hàng có những cánh buồm cứng, lần này là một tàu chở xe ô tô có thể chở tới 2.000 xe.

There are other such systems elsewhere in the world, as well, which plan to develop a cargo ship with rigid sails, this time a car carrier that could hold up to 2,000 vehicles.

Nhưng có thêm các chi phí liên quan đến thiết kế kiểu này, và cả sự rủi ro. Những chiếc buồm cứng, dĩ nhiên, có thể là nguy hiểm khi có gió lớn, đặc biệt nếu chúng không thể gập lại hoặc gập xuống dưới sàn tàu.

But there are additional costs involved with designs like this – and indeed risks. Rigid sails, of course, can be dangerous in high winds, especially if they cannot easily be folded onto or beneath the deck.

"Cũng có chút lo ngại là rất nhiều ý tưởng được đưa ra, và thông qua rất nhiều ấn phẩm, nhưng chúng ta thấy tương đối ít việc lắp đặt," Bertram nhận xét. Ông chỉ ra rằng công nghệ kỹ thuật số đang trợ giúp các nhà thiết kế tàu và giúp họ mô phỏng chính xác hơn cách mà các con tàu sẽ phản ứng trong các điều kiện khác nhau trên biển. Ông tin rằng kết quả của công việc này có thể là tiết kiệm hiệu xuất năng lượng được một vài phần trăm.

“It’s a bit sobering to see that so many concepts have been pushed, and via lots of publications, and we see relatively few installations,” notes Bertram. He points out that digital technology is aiding ship designers and helping them to more accurately simulate how their vessels will perform in different conditions at sea. Energy efficiency savings of a few percent may result from this work, he believes.

Và các kỹ thuật như in 3D có lẽ sẽ thay đổi cách sản xuất một số thành phần của tàu. Một chân vịt in 3D nguyên mẫu đã được sản xuất gần đây bởi một tập đoàn các công ty vận tải ở Rotterdam, Hà Lan.

And techniques like 3D printing are probably going to change how some ship components are produced. A prototype 3D printed propeller was recently produced by a consortium of shipping companies in Rotterdam, Netherlands.

Tất nhiên, nếu một bộ phận bị hỏng khi đang đi trên biển và cần phải thay thế thì in 3D ngay trên tàu có thể là một triển vọng hấp dẫn đối với các người chủ của một số tàu lớn nhất thế giới.

Of course, if a part breaks at sea and requires replacing, 3D printing it on board might be an attractive prospect for owners of some of the world’s largest ships.

Những con tàu tương lai này, những tàu khổng lồ được điều khiển từ cách nửa vòng trái đất giống như một đồ chơi, được chế tạo từ các vật liệu của tương lai làm giảm lượng khí thải và có khả năng dùng năng lượng mặt trời, là những con quái vật to lớn của biển mà chúng có thể làm thay đổi mãi mãi bộ mặt của đại dương.

These ships of the future – monster vessels piloted half a world away like a toy, built from futuristic materials that cut emissions and potentially powered by the Sun – are behemoths of the sea that might just change the face of Earth’s oceans forever. 

*  *  *

Xem bài cùng chủ đề: click vào đây

Xem trang Kiến thức, tài liệu: click vào đây

Xem bài trên trang HQ VNCH: click vào đây
Xem bài trên trang HQ Thế Giới: click vào đây
Trở về trang chính: http://www.nuiansongtra.net