人工智能技术在石油石化行业中的发展趋势

张淳奕(中海油信息科技有限公司天津分公司，天津 300452)

0 引言

随着科技的进步，人工智能(artificial intelligence，AI)的发展取得了很大的进步，其在海洋油气开发领域的发展趋势光明。人工智能指的是通过研究和探索，利用模仿的手段结合人类的智能理论，使用工具实现以及实践应用的新生科学。目前实现人工智能的方式有两种，第一种是利用计算机系统进行编程，使得传统的系统变得更加智能的计算机工程学，这种方式的AI 技术在很多领域都有许多研究成果，例如文字识别技术和语音识别技术等。第二种是使用科学技术模拟人类或者生物机体的行为能力，在其自身的基础上实现智能化，例如人工神经网络和遗传算法，通过对人或者其他生物的遗传、进化等机理模拟的方法，也被称为遗传算法，模拟人或者其他生物的脑神经的方法被称为人工神经网络。一般情况下，第一种方法都是应用在简单逻辑的工作上，也就是对产品升级需求不高的领域，第二种方法主要应用于解决逻辑复杂的问题，应用在更新迭代快的领域有着良好的发展前景。机器人作为AI 技术研究的一个分支，主要专注于机器的运动和控制，因此机器人也可以被称为可编程机器人，这些机器人可以自动或半自动的执行相关的控制指令，传统的机器人智能重复进行相关的动作，不具备拟人化的学习能力，现如今的智能机器人已经具备一定的智力，人工智能机器人是机器人和人工智能完美融合的产物。其主要有加速企业的创新能力，提升客户的满意程度，降低运行成本，提高生产效率等特点，人工智能机器人可以在环境恶劣的环境下进入到工作人员无法去到的地方进行工作。

1 水下工作机器人

水下机器人指的是一种智能化的水下潜水器，可以根据行业所需调整水下机器人的智能化程度，从而满足各行各业的需求。可以根据用途的不同，简单的将水下机器人分为四类：遥控式水下机器人、智能式水下机器人、拖曳式水下机器人、载人式水下机器人，其中遥控式和拖曳式需要使用缆线进行连接，由工作人员在工作船上进行控制。智能化的水下机器人不需要缆线连接，拥有一定的自主航行和控制能力，载人水下机器人又被叫做载人潜水器，通过工作人员在水下进行控制，正是这些现代化的海洋观测探索设备，构成了探索海洋发展的一部分。现如今，国际上已经研究出了适合不同用途的AI 机器人，这些AI 机器人根据结构大致分为：水下控制机器人和水上控制机器人两种类型，主要围绕水下导航技术、水下定位技术、水下动力技术、水下探物技术、水下识别技术、水下控制技术以及水下通讯技术等几个方面分别进行研究，并促进AI 机器人的发展，为海洋油气领域的快速发展提供了有效保障。

2 国际领先的人工智能机器人

2.1 水下机器鱼

目前，根据相关报道表明，位于美国密歇根州东兰辛市的密歇根州立大学，已经有研究人员进行了机器鱼的相关研究工作，目前最新的研究成果就是提升了水下机器鱼的续航能力，增加了机器鱼的滑翔功能。仿生技术可以让机器鱼像鱼一样拍打尾巴进行游动，进一步提升了探测的范围和距离。同时，水下机器鱼的身体上被研究人员安装了各种水下测量的传感器，主要用来探测水下的各种情况和资源，除此之外，机器鱼体内安装的有无线通信技术和GPS 定位装置，可以精准定位机器鱼在水中的位置，通过摄像技术实时传回机器鱼探测到的画面。在水下机器鱼的研究过程中，有一条名叫GRACE 的机器鱼，“墨西哥湾漏油”事件就是GRACE 机器鱼进行处理的，由于在机器鱼的身体上安装了石油传感器，因此将大量的机器鱼放到海湾漏油严重的区域，可以对石油泄漏的情况进行实时的跟踪监测。这款设计好的机器鱼可以在环境险恶的海水当中正常工作，可以绕开海底复杂的情况，同时实时保持网络的连接监控。

2.2 海底钻井机器人

目前，位于挪威的机器人钻井公司经过不断的研发，已经在海面上修建了全自动石油钻井平台，这款全自动钻井平台是依据火星探测漫游者的原理进行发明的，可以通过传感器持续获取周围的各种数据，再通过特定的人工智能程序算法，用来表达判别机器人的不同反应。全自动石油钻井平台可以通过卫星定位来设置作业的精准坐标，等到移动到作业地点位置后，钻井平台可以自动展开立起相当于十四层楼高度的井架，稳定加固后可以自动开始进行钻井工作，不需要人员操作，钻井平台会根据相关程序自动完成石油开采的相关工作，等到石油开采完成后钻井平台可以依靠卫星指引，自动移动到下一个工作地点继续进行工作。目前，越来越多的自动化设备开始应用到石油石化行业，许多的科技工作者都开始加强对自动化设备的研究工作。除了专业的全自动新型技术研究公司在进行自动化方面的研究之外，许多的石油能源公司都开始了人工智能机器人的探索研究工作，力争将人工智能投入到石油行业的危险区域。根据科技行业的预测，随着人工智能机器人研究水平的不断进步，整个海上石油开采行业对人力资源的依赖越来少，将会有许多人会因此失去工作，石油平台的开采效率可以提升百分之二十五，从而带动整个石油行业的发展。

2.3 海洋勘探机器人

广阔的海洋之中蕴藏着许多的石油矿藏，是未来海洋油气领域发展的基础，和陆地石油开采作业相比，海洋油气的勘探需要在恶劣的水下进行，增加了油气开采的难度，增大了开采作业的风险性，为了降低油气的开采难度，弱化海洋石油开采的风险，因此离不开数字化、智能化、无人化的开采技术。目前全世界已经拥有数千台海洋机器人，这些机器人在海洋石油开采行业的使用越来越广泛，其中海洋天然气、石油等资源领域的应用最多。

3 智能机器人所面对的风险挑战与思考

3.1 打破思维禁锢

要在全球能源领域占据主导地位，就必须打破传统的固有思维模式和市场秩序，重塑市场规律，推进清洁化、高效化、低碳化的能源转型。受到再生能源、交通、智能化等诸多原因的影响，行业油气开采企业所面临的挑战越来越严峻，以人工智能为例，新型技术给传统能源企业带来的不仅仅是机遇，同时还面临着巨大的挑战。信息化技术将会给诸多行业提供便利、带来更大的机遇，可以更缜密地规划未来能源市场的分布图。面对新型技术带来的挑战，必须要打破传统的思维模式，在进行能源开采的同时，必须要做好环境保护工作。为了加快企业数字化转型，必须清楚企业自身的产业结构和技术能力，做好能源行业变革的准备工作。人工智能和机器人的结合可以彻底改变能源行业的发展，以海洋机器人为例，全自动的石油钻井平台可以最大程度上降低石油开采的成本，提高海洋石油的开采效率。

3.2 攻克高精尖技术

国际上的一些先进科技公司已经在机器人的研发生产领域积攒了丰富的经验和技术。由于我国AI 机器人的研究起步相对较晚，因此国内的机器人只能占据中低端市场，高精尖技术有待突破。海洋石油勘探机器人不但要适应海洋油气领域开采环境的复杂性恶劣性，打破低温伺服电机的严格束缚。同时，高新技术的发展离不开高科技材料的支持，只有将新型材料投入使用，才可以打破技术瓶颈的限制。随着人工智能技术的不断发展，AI 领域取得的成就也是越来越高，使用AI 技术可以将机器人制作成可以升级的智能产物，虽然我国海洋油气领域已经开始尝试使用机器人，但是这些机器人还不具备类脑的智能化思考能力，只能按照预先编译设定好的程序代码进行工作，只具备基础的工作模式。因此必须要突破机器人自主学习的关键技术，研发出拥有更高智慧的智能机器人。AI 的关键核心在于数据、算法、算力，AI 的基础是数据，只有海量的数据资源，才可以挖掘人工智能的潜在价值，AI 的引擎是算法，只有不断学习算法不断更新换代，才可以提高AI 的算法。至于算力就是AI 系统的保障，只有全面发挥出人工智能的能力，才可以突破量子计算技术，给AI 带来革命性的发展。目前的人工智能技术几乎出自大数据衍生，具备自主学习能力和自主决策能力。只是在分析多维度复杂数据的计算过程中，如果不能得到很好的利用，就会降低数据使之不足以代表大数据。

4 人工智能发展的保障措施

为推动我国人工智能制造业快速发展，妥善应对人工智能潜在的机遇与挑战，形成适应人工智能发展的制度安排，构建打造新时代下开放包容的国际化环境，夯实人工数字智能的社会基础。国家颁布《新一代人工智能发展规划》六大保障措施，建立人工智能技术标准和知识产权体系、安全监管和评估体系、加强AI 相关法律、伦理道德和社会问题研究。通过完善落实数据开放与保护相关政策，达到支持AI 技术发展目的。

此外，国家始终坚持对隐私和知识产权的保护，开展确认AI 应用相关的民事与刑事责任、信息安全利用等法律问题研究，建立追溯问责制，明确人工智能法律主体以及相关权利、义务和责任。

5 结语

综上所述，为了满足人工智能机器人在行业油气领域的发展和使用，必须要突破性研究水下机器人技术，使用智能机器人，去到危险级别较高的区域进行作业，保证了工作人员的人身安全。采油平台可以将石油的开采效率提升四分之一，促进了整个石油开采行业的稳定发展，使之拥有更加广阔的发展前景。人工智能机器人在深海行水当中实验，可以取代工作人员进行的危险性的工作内容，有利于石油开采行业未来的发展。