实验室里“学霸”大海里完成“作业”遇挑战

海面浮桥上吊装机器人。本报记者吕文正

海面浮桥上吊装机器人。本报记者吕文正 摄

    本报讯(记者谢小芳)8月23日下午,2019“水下机器人目标抓取大赛”预赛在金石滩结束,全部35支队伍中,目标抓取组别的队伍25支,18支队伍晋级抓取组决赛,8月24日、25日将在长海县獐子岛海域进行最后决赛。决赛场地由去年的近岸海域网箱内升级到开放海域,在技术挑战性上更接近真实海域水下复杂情况,比赛环境更接近实际作业场景。

    虽然已经在实验室中试验过很多次,也做了各种突发的预案,但是真实海域的水下环境,还是超出了参赛者的想象。水草、水流、海浪……常常给水下机器人带来不小麻烦,增加了对于精准操控、精准识别、精准抓取的难度,对机器人的技术要求提出了更高的挑战,考验着参赛者的应变能力,同时也给他们未来的科学研究提供了最实用的研究方向。

    这两日金石滩近岸,风浪不小。记者在现场直播的屏幕中看到,水下光线微弱,海浪卷起了海底的泥沙,还有海草,能见度不高,安置在水底的监视器只能不太清楚地拍摄到机器人的身影,至于海产品,几乎看不清。机器人下水后,要在15分钟内尽可能快地完成相应的任务,并抓取尽可能多的海产品。沈阳大学代表队虽然未能在规定时间内完成目标抓取,成绩不尽如人意,但对参赛团队来说,这次参赛的经验也十分珍贵。

    北航—中科院自动化所联队是第三年来参赛了,他们此次参加4项比赛,在抓取组比赛成功晋级,团队队长、来自北京航空航天大学的研究生刘嘉琦告诉记者,他们是唯一一支采用软体抓持器的队伍。3年来,他们一直采用软体操作臂和软体操作手,“软体柔顺、安全,对目标物没有伤害。我们在软体抓持器、生物无损快速抓取、软体材料等方面有良好的技术积累和优势。”刘嘉琦说,“我们第一次来参赛时就因为没有考虑好真实海域的因素,所以成绩不理想。现在我们针对真实海域进行设计,水下机器人已可以适应不同地形了。这次我们最想攻克的目标就是实现自主抓取。”

    大连理工大学MMCL队今年是第三次参赛,他们的水下机器人有一个好听的名字“阿尔文”,具备在水深四五十米作业的能力。团队成员、大连理工大学博士生王洋洋说,之前,他们已在大海进行过很多次实验,但每次海浪环境都不一样。预赛的现场,因为风浪大,未能识别到规定目标“六面体”。但海下抓取能力的成绩还算不错,15分钟抓取了2只扇贝。

    在人工智能改变生活、改变世界的时代,举办水下机器人目标抓取大赛主要是实现水下精准捕捞、保护海洋生态和保护潜水员健康的需要,更重要的是通过比赛平台,增强学术思想碰撞和学术交流,进一步发现新挑战、凝练新的科学问题,也有助于促进“产学研用”协同科学发展。

    深圳鹏城实验室副研究员杨仁友在现场观看了整个赛事过程。他表示,此次来连主要想看看目前水下机器人最新的技术发展和技术瓶颈。目前,国内水下机器人还是人机协作模式,以人的判断为主。希望通过研究者的努力,能让水下机器人达到可以模仿人的操作过程,可以在水下像鱼一样自由、敏捷地游走、作业。目前来看,水下作业最大的难题是弱通信、弱感知,而这又是水下客观存在的环境。这些都需要去攻克。完成这些,不仅需要一定的学科支撑,也需要国内这些代表水下机器人顶级水平高校的联手协作。

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