Die intelligente unbemannte Wasserfahrzeug, in die Li Zexiang und Alibaba investiert haben, hat die größte Einzelfinanzierung für autonome Navigation auf Wasser erhalten und hat einen Schätzwert von fast 2 Milliarden Yuan. | Die versteckten Unicorns

Autor | Huang Nan

Redakteur | Yuan Silai

Ausßerhalb der AI-Hardware-Welle wächst langsam ein stiller Markt.

In den letzten zwölf Monaten gab es zahlreiche Finanzierungen für Projekte im Bereich intelligenter Wasserfahrzeuge. In diesem blauen Gebiet, das 71 % der Erdoberfläche ausmacht, gibt es immer noch viele unerschlossene Märkte.

Nach Daten der China Shipowners Association gibt es in China über 120.000 registrierte motorisierte Schiffe. Zusammen mit verschiedenen nicht-motorisierten Booten, Parkschiffen und Arbeitsbooten beläuft sich die Gesamtzahl auf über 500.000. Weniger als 1 % dieser Schiffe verfügen über Fähigkeiten für autonome Navigation, und nur wenige haben die Fähigkeiten für die L4-Klasse der autonomen Navigation.

Auch bei Wasserarbeitsaufgaben besteht ein deutlicher Personalengpass: Das durchschnittliche Alter der Flußreinigungsarbeiter in ganz China liegt über 55 Jahren, und es gibt einen starken Verlust an junger Arbeitskraft. Die Personalkosten für Schiffsführer in Tourismusgebieten sind in fünf Jahren um über 40 % gestiegen. Bei Meerespatrouillen und hydrologischen Messungen herrscht seit langem die Situation, dass es schwierig ist, Personal zu rekrutieren und zu halten.

Dies ist ein vernachlässigter Blauozeanmarkt mit einem großen Bestandsvolumen, einem dringenden Bedarf an Personalersatz und einer geringen Technologiedurchdringung. Gleichzeitig ist es ein äußerst schwieriger Markt. Die physikalische Trägheit von Schiffen, die nicht-standardisierten Eigenschaften der Lieferkette und andere Faktoren erfordern, dass jedes Problem einzeln gelöst werden muss.

Ouca Intelligent Vessel ist einer der Pioniere in diesem Bereich. Als nationales Spezialisiertes und Neuester Unternehmen („Little Giant“) im Bereich unbemannter Boote fehlt es Ouca Intelligent Vessel nie an Kapitalinteresse. Hard Krueger hat erfahren, dass Ouca Intelligent Vessel kürzlich eine B+-Runde von fast 200 Millionen Yuan abgeschlossen hat. Diese Runde wurde von Houxue Capital und Yuanhe Zhongyuan gemeinsam geleitet, und Nanshan Zhanxin Investment, Xizhou International und Yangtze River Collaborative Innovation Technology Research Institute haben mitinvestiert.

Dies ist die bisher größte Einzelrundenfinanzierung im Bereich der autonomen Wasserfahrt. Zuvor hatte Ouca Intelligent Vessel einen Schätzwert von fast 2 Milliarden Yuan.

Dies ist eine typische Geschichte eines akademischen Gründers. Im Jahr 2017 gründete Zhu Jiannan, der damals noch Doktorand an der Northwestern Polytechnical University war, zusammen mit seinen beiden Geschäftspartnern Cheng Yuwei und Chi Yuhao Ouca Intelligent Vessel. Sie waren eine der ersten globalen Teams, die sich der Forschung und Entwicklung der Technologie für autonome Wasserfahrzeuge widmeten.

Seit der kommerziellen Einführung im Jahr 2019 hat das Unternehmen mehrere Finanzierungsrunden von Institutionen wie dem XbotPark und dem HKX-Fonds von Professor Li Zexiang, Brizan Ventures von Professor Gao Bingqiang, Turing Venture Capital von Akademiker Yao Qizhi, Alibaba Entrepreneurs Fund und CITIC Construction Investment erhalten.

Ouca Intelligent Vessel hat sich für ein Zwei-Spur-Modell entschieden: die eigenständige Entwicklung eines intelligenten Fahrsystems und die Herstellung ganzer Schiffe. Mit der Technologie für intelligente Wasserfahrt als Kern haben sie ein intelligentes Schiffssystem in Schiffe eingebaut und daraus robotspezifische Lösungen für verschiedene Anwendungsfälle entwickelt. Ihre unbemannten Boote sind in 12 Ländern weltweit mit fast tausend Exemplaren erfolgreich eingeführt worden, was die höchste Absatzmenge in der Branche ist. Ihre intelligenten Tourismusboote werden von über 30 Tourismusgebieten in ganz China genutzt.

Intelligentes unbemanntes Boot von Ouca Intelligent Vessel (Bildquelle/Unternehmen)

Zhu Jiannan, Gründer und CEO von Ouca Intelligent Vessel, hat Hard Krueger diesen Weg erklärt. In seiner Erzählung taucht das Wort „unbemanntes Boot“ selten auf. Innerhalb des Unternehmens nennen sie es „Wasserroboter“. Außerhalb des Unternehmens verwenden sie das Wort „unbemanntes Boot“, um es für Benutzer und Kunden leichter verständlich zu machen. Diese bewusste Unterscheidung in der Wortwahl spiegeln die Ambitionen von Ouca Intelligent Vessel wider: Sie richten ihren Blick nicht nur auf den Schiffsbau, sondern auf einen breiteren Markt.

Die Grundlagenumgestaltung der intelligenten Wasserfahrt

Von niedrigen Geschwindigkeiten zu hohen, von lokalen zu globalen Anwendungen, von Innenräumen nach draußen – dies ist der Entwicklungspfad der intelligenten Landfahrt. Die intelligente Wasserfahrt folgt in gewissem Maße diesem Muster. Sie begann mit langsamen Reinigungsbooten in bestimmten Gebieten wie Flüssen und Seen und hat sich allmählich auf schnelle Yachten auf dem Meer ausgeweitet.

Aber es geht noch weiter. Die Schwierigkeiten bei der Automatisierung der Wasserfahrt hängen nicht nur von der Übertragung von Anwendungsfällen ab, sondern erfordern auch die Umgestaltung der Grundlagenlogik.

Der offensichtlichste Unterschied liegt auf der physikalischen Ebene. Die intelligente Landfahrt findet auf ebener Straße statt, und die Reibung ist vorhersehbar. Im Gegensatz dazu müssen Schiffe den zufälligen Störungen durch unkontrollierbare äußere Kräfte wie Wind, Wellen und Strömungen standhalten.

Zum Beispiel hat ein Schiff eine große Trägheit und eine verzögerte Reaktion. Da es ein unteraktuierter System ist, kann die Querbewegung nur indirekt durch Lenkung erreicht werden. Deshalb muss bei jeder Kurve 50 Meter im Voraus geplant werden. Bei starken Wellen muss diese Vorhersageentfernung noch weiter verlängert werden.

Diese physikalischen Unterschiede spiegeln sich auch in der oberen Technologiestufe wider. Auf dem Wasser gibt es Nebel, Spiegelungen und Reflexionen. Die direkte Übertragung von fahrzeugtauglichen Sensoren kann zu Fehlurteilen führen. Beispielsweise kann ein Baum in einer Spiegelung fälschlicherweise als Hindernis erkannt werden.

Außerdem können Wellen auf dem Wasser nicht vermieden werden. Dies bedeutet, dass ein Schiff auch in komplexen hydrologischen Umgebungen mit Wellenhöhen von über 1,5 Metern eine hohe Steuerungsgenauigkeit von 0,05 Metern aufrechterhalten muss.

Das Wasser ist ein offenes und unstrukturiertes Umfeld. Die Hindernisse umfassen Kajaks, Fischerboote und andere Wasserfahrzeuge. Die Größe und Art dieser Objekte variieren stark, und ein einzelnes Regelmuster kann nicht alle Navigationsentscheidungen abdecken.

Basierend auf einem tiefen Verständnis der Wasserbedingungen hat Ouca Intelligent Vessel ein eigenes intelligentes Schiffssystem namens ORCA-APAS entwickelt.

Um die Herausforderungen bei der Umweltwahrnehmung auf dem Wasser zu bewältigen, verwendet Ouca Intelligent Vessel ein Kopplungskonzept aus Sicht und Millimeterwellenradar. Durch einen multimodalen Fusionsalgorithmus werden kontinuierliche Bildfolgen und Radar-Punktwolken gegeneinander verifiziert.

Wenn der Algorithmus erkennt, dass ein Baumschatten im Wasser liegt und die Wurzeln am Ufer sind, kann er das Schiff so steuern, dass es „sieht, aber nicht anhält“, wodurch die Fehlalarmrate des Systems verringert wird. Bei Nebel und Wasserspiegelungen kann das selbst entwickelte Millimeterwellenradar der Mannschaft bis zu einer Entfernung von einem Kilometer erfassen, um dem fahrenden Schiff genügend Reaktionszeit zu geben.

Ganzheitlich selbstentwickelter Domänencontroller, 4D-Millimeterwellenradar, Anzeige- und Interaktionsterminal (Bildquelle/Unternehmen)

Bei der Schiffskontrolle hat Ouca Intelligent Vessel einen adaptiven Dynamikvorhersagealgorithmus entwickelt. Das System kann die Störungen durch Wind, Wellen und Strömungen in Echtzeit schätzen und die Ruderstellung und die Leistung vorab korrigieren. Selbst bei starken Schaukelbewegungen kann es eine geradlinige Fahrt mit Zentimetergenauigkeit aufrechterhalten.

Der Kern dieses Algorithmus besteht darin, das Schiffsdynamikmodell von einer „passiven Reaktion“ zu einer „aktiven Vorhersage“ zu entwickeln. Er kann die Stärke und den Zeitpunkt der nächsten Welle genau berechnen und vorab reagieren.

Im Entscheidungsbereich hat Ouca Intelligent Vessel ein dreistufiges Entscheidungsbaum-Modell erstellt, das die internationalen Seeverkehrsregeln und die Erfahrungen von Kapitänen kombiniert.

Die unterste Stufe basiert auf logischen Regeln und behandelt die üblichen Entscheidungen wie „Weggeben“ und „Geradeausfahren“. Die zweite Stufe ist ein Verhaltensvorhersagemodell. Durch die Beobachtung der historischen Bahnen und Typen von Zielen, wie z. B. dass Kajaks gerne Kurven fahren und Frachtschiffe geradlinig fahren, kann es die Bewegungsabsichten von Schiffen in den nächsten drei Sekunden vorhersagen. Die oberste Stufe ist ein Spieltheoriennetzwerk. Wenn beide Schiffe die Pflicht haben, einander auszuweichen, gibt der Algorithmus mehrere Kandidatenwege aus und trifft eine Entscheidung nach der Bewertung von Risiko und Effizienz.

Einfach ausgedrückt, wenn ein unbemanntes Boot von Ouca Intelligent Vessel auf Kajaks oder kleine Fischerboote mit unvorhersehbaren Bahnen trifft, wählt das Schiffssystem ORCA-APAS einen weiten Umweg. Bei Frachtschiffen mit festgelegten Routen und hohen Ausweichkosten fährt es dagegen entlang der Seite und überholt schnell.

„Es ist nicht einfach, eine einzige Regel anzuwenden, sondern der Algorithmus lernt wirklich, Entscheidungen zu treffen, wann man ausweichen und wann man vorwärts fahren sollte.“ sagte Zhu Jiannan.

Der Schlüsselwert dieses Systems liegt in seiner modularen Fähigkeit. Hard Krueger hat erfahren, dass das Schiffssystem ORCA-APAS die gesamte Bandbreite von L2-Hilfsfahrfunktionen bis zur L4-autonomen Navigation abdeckt und von einer Schiffsregisterstelle zertifiziert wurde. Dies ist derzeit die einzige L4-Zertifizierung im Bereich kleiner und mittlerer unbemannter Boote. Es ist kompatibel mit verschiedenen Schiffstypen, von kleinen unbemannten Booten bis hin zu 10.000-Tonnen-Frachtschiffen. Es kann unabhängig geliefert werden und auf andere Schiffe von Schiffswerften montiert werden.

Anwendungsfälle des Schiffssystems ORCA-APAS (Bildquelle/Unternehmen)

Dies ist ein Markt mit großer Vorstellungskraft. Daten des Verkehrsministeriums von 2023 zeigen, dass es in China über 120.000 registrierte Handelsschiffe gibt. Wenn man annimmt, dass der Preis eines intelligenten Fahrsystems zwischen 200.000 und 500.000 Yuan liegt, beläuft sich der Marktvolumen für autonome Wasserfahrt bereits auf über 3 Milliarden Yuan.

Ouca Intelligent Vessel hat bereits Kooperationen mit großen Unternehmen wie COSCO Shipping, China State Shipbuilding Corporation, China National Petroleum Corporation, Zhejiang Erqing Group und China Merchants Smart Technology etabliert und Hilfsfahrfunktionen für 10.000-Tonnen-Frachtschiffe entwickelt. Auf dieser Grundlage hat das Unternehmen auch drei Standardlösungen für Hilfsfahrfunktionen, fortgeschrittene Hilfsfahrfunktionen und autonome Navigation entwickelt. Diese Lösungen werden derzeit in verschiedenen Ländern getestet und in Bereichen wie Schifffahrt, Sicherheitsüberwachung und öffentlicher Sicherheit eingesetzt.

Das nächste Wachstumspotenzial

Von intelligenten Fahrfunktionen zu kompletten Schiffen – der Weg von Ouca Intelligent Vessel ist klar: Mit einem modularen intelligenten System und einer standardisierten Schiffshülle bietet es wiederverwendbare Lösungen für Wasserroboter.

Im Bereich der Wasserreinigung, dem Kernmarkt von Ouca Intelligent Vessel, gibt es vier Standardmodelle für Reinigungsboote, die nach Größe und Funktion klassifiziert sind: Klein, Mittel, Groß und Meerespatrouille.

Für den chinesischen Markt für Wasserfreizeitaktivitäten hat Ouca Intelligent Vessel drei Standardmodelle von Yachten entwickelt. Die Funktionsmodule sind austauschbar. Beispielsweise kann das Reinigungsmodul gegen ein Rasenmähermodul ausgetauscht werden. Für Familienausflüge kann ein Wasserschlauch hinzugefügt werden, und für geschäftliche Zwecke kann ein KTV-Entertainmentmodul installiert werden. So können verschiedene Anwendungsfälle abgedeckt werden.

Produktpalette von Ouca Intelligent Vessel (Bildquelle/Unternehmen)

Hinter dieser scheinbar einfachen Standardisierung verbirgt sich eine Umgestaltung der gesamten Lieferkette.

In der Automobilindustrie hat sich nach hundert Jahren Entwicklung ein klarer Plattformansatz für Fahrwerke etabliert, z. B. C-Klasse, B-Klasse, SUV. Die Lieferkette ist gut organisiert. Es gibt spezialisierte Zulieferer für elektronische Fahrwerke und Sensoren. Automobilhersteller müssen nur die Komponenten integrieren und definieren.

Die Situation in der Schiffbauindustrie ist völlig anders. Fischerboote, Reinigungsboote, Tourismusboote und Patrouillenboote haben unterschiedliche Formen, Antriebskonfigurationen und Arbeitsanforderungen. Reinigungsboote für Flüsse benötigen eine flache Tiefgang und eine schmale Bauform, um entlang der Ufer zu arbeiten. Patrouillenboote für das Meer müssen wellenfest sein und haben daher ein tiefes V-Profil oder eine harte RIB-Hülle. Tourismusyachten erfordern viel Platz und Komfort und haben daher eine runde, strömungsgünstige Form.

Diese nicht-standardisierten Eigenschaften haben dazu geführt, dass die Lieferkette für intelligente Wasserfahrzeuge lange Zeit auf hohem Maße individualisiert war und die Effizienz äußerst gering war.

Nehmen wir als Beispiel die IP67-Schutzklasse von Industrierobotern. Landroboter müssen normalerweise nur in einem Labor getestet werden und müssen 30 Minuten lang mit Wasser besprüht werden, um die Norm zu