Διερεύνηση Αλγορίθμων και Εφαρμογών Τεχνητής Νοημοσύνης και η Συμβολή τους στη Λήψη Αποφάσεων της Σύγχρονης Ναυτιλίας

Abstract

Η ναυτιλία προσφέροντας το χαμηλότερο κόστος και περιβαλλοντικό αποτύπωμα στις μεταφορές και συνδυαστικά με τη συχνότητα και την αξία των συναλλαγών καθορίζει την παγκόσμια οικονομία σε μεγάλο βαθμό. Ταυτόχρονα, η τέταρτη τεχνολογική επανάσταση επιφέρει αλματώδεις αναβαθμίσεις σε κάθε τομέα. Ωστόσο, η ναυτιλιακή βιομηχανία φαίνεται διστακτική στην υιοθέτηση καινοτόμων τεχνολογιών λόγω της παραδοσιακής και πολύπλοκης δομής της, της δυσκολίας εξόρυξής τεράστιου όγκου δεδομένων, καθώς και της ασταθούς και απρόβλεπτης φύσης της αγοράς. Παρά τους περιορισμούς αυτούς, η Τεχνητή Νοημοσύνη αναμένεται να υποστηρίξει τις λειτουργίες της ναυτιλίας και να δημιουργήσει προστιθέμενη αξία. Σκοπό της εργασίας αποτελεί η διερεύνηση μοντέλων τεχνητής νοημοσύνης με εφαρμογή στη ναυτιλία, όπως η αναγνώριση αντικειμένου στη θάλασσα, η αποφυγή εμποδίων, η εξομοίωση συστημάτων πλοίου, η βελτιστοποίηση διαδρομής και ενεργειακής κατανάλωσης. Παρουσιάζονται συγκεντρωτικά έρευνες που προτείνουν λύσεις αλγορίθμων παλινδρόμησης, ταξινόμησης, ενδυνάμωσης μηχανικής μάθησης και επιτηρούμενης, μη επιτηρούμενης και ενισχυτικής βαθιάς μάθησης εμβαθύνοντας στα τεχνητά νευρωνικά δίκτυα (ANN, CNN, RNN, GAN, Autoencoders, DQN, AAC, DDPG). Προκειμένου να μετρηθεί ο πραγματικός αντίκτυπος της Τεχνητής Νοημοσύνης, μελετάται η αξιοποίησή της μέσω των εμπορικών εφαρμογών λογισμικού που συμβάλλουν στη λήψη αποφάσεων, όπως, η παρακολούθηση της αγοράς, ο σχεδιασμός ταξιδιού, η οργάνωση κυκλοφορίας στους λιμένες, η τεχνική ασφάλεια και συντήρηση των συστημάτων, καθώς και η διαχείριση και εκπαίδευση του πληρώματος. Η Τεχνητή Νοημοσύνη είναι άρρηκτα συνδεδεμένη με την Ανάλυση Δεδομένων Μεγάλης Κλίμακας, τη Διασύνδεση Πραγμάτων, τη Ρομποτική, την Εικονική Πραγματικότητα καθώς και την Ψηφιακή Ασφάλεια. Με βάση την ανάλυση των επικρατέστερων εφαρμογών λογισμικού - ανά τεχνολογία και ανά ναυτιλιακό τομέα - προκύπτουν συμπεράσματα για το επίπεδο ωριμότητας (νέα, ανερχόμενη, ώριμη και γηράσκουσα) κάθε λύσης και τη δυνατότητα ανταπόκρισης της τεχνολογίας στις σύγχρονες απαιτήσεις. Τα συμπεράσματα της διερεύνησης συμπληρώνονται από ανάλυση SWOT και προτάσεις για την εισαγωγή της Τεχνητής Νοημοσύνης στη ναυτιλία.