大连高校积极推进水下机器人研究协同创新

    本报记者谢小芳

    大连高校及科研机构紧紧抓住近年来国家自然科学基金委大力推动水下机器人领域发展的契机,借助在大连举行的人工智能与水下机器人高峰论坛和水下机器人目标抓取大赛平台,积极构建“官、产、学、研”结合新模式,围绕水下机器人等海洋装备自动化领域关键共性技术问题开展协同创新。

    大连理工大学水下机器人研究开始于2017年。2017年4月,大连理工大学与獐子岛集团合作成立水下机器人联合实验室,围绕水下机器人等海洋装备自动化领域关键共性技术问题开展协同创新,并就企业技术需求、技术难题、产品研发等方面开展联合攻关。实验室的机器人还参与2017年、2018年的“大雪”冬捕节活动。大连理工大学水下智能机器人实验室副主任朱明表示,学校主要在机器人的本体结构和人工智能两个方面开展研究。机器人的本体结构方面,主要研究如何让机器人在水底敏捷地作业。同时,在工作中,不能对海底的环境造成损坏。人工智能方面,要研究如何用机器人辅助人、替代人。比如辅助识别海产品的类别,并标记其生长年龄。另一方面,通过机器学习的方式,让机器人能够学习人工的操作方式,在海底更灵活地工作。

    大连海事大学CAI团队已经自主开发了5代水下机器人,在各大水下机器人大赛中获得了多项佳绩,并已获批多项专利。大连海事大学付先平教授介绍,团队在水下图像增强、水下目标识别等方向进行了较深入的研究,旨在提高水下机器人对水下目标的感知能力,精准的判断水下目标的位置。针对水下图像动态浑浊、模糊的问题,团队提出了一种水下图像细节增强方法。利用超分辨率神经网络完成特征提取,多尺度映射和图像重构,并通过有监督的学习训练,实现水下图像细节的清晰化。该方法明显提高了水下图像的清晰度,提高了水下机器人的视觉感知能力。

    大连海洋大学的团队在2016年前后开始研究水下机器人的应用。大连海洋大学林远山副教授介绍说,最初主要是结构和外设相关方面的研究,目前主要在管道巡检,水中目标识别,抓取等方面开展工作,在自主巡管和目标识别方面取得一定成绩。“水下机器人自主知识产权方面还有很大增长空间,产业需求旺盛,不仅在水下目标识别、海珍品采捕、管道巡检方面有应用,在观测水文环境、救助、侦查、工程作业等等,可以说应用领域广泛,相信将来一定有水中的‘大疆‘出现,融入人民群众的生活中。”

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