基人工智能的小型水下機器人探測與識別技術
一、項目簡介 水下潛水器是海洋立體監測系統的重要移動平臺,在深海工程檢測、地質勘探、科學考察、環境監測與軍事應用等方面有重大需求與發展前景。《國家“十二五”海洋科學和技術發展規劃綱要》明確了“開發水下自航行剖面測量技術,形成近海實時、快速觀測能力”的重點任務。目前國內外水下潛水器普遍采用細長或開架結構和螺旋槳驅動,具有推進效率低,轉彎半徑大和輻射噪聲大的弱點,急需在減阻和探測能力上取得突破。本項目圍繞水下小型機器人高精度探測與識別重要需求,研究基于人工智能的水下探測與識別技術,在水聲仿生智能探測、目標特征提取和分類識別上開展技術攻關,并研制樣機。海圖公司開發多款水下機器人產品,618展示得到重要認可。基于人工智能的小型水下機器人可廣泛應用于海洋與內陸,有顯著產業化前景。 二、前期研究基礎 科研依托廈門大學海洋與地球學院、水聲通信與海洋信息技術教育部重點實驗室,具備開展水聲實驗的良好設施:嘉庚號科考船、一艘海洋二號實驗船、兩處岸邊實驗站、一個大型水聲水池、水聲換能器、測量放大器、丹麥B&K公司的聲學測量儀器譜分析儀等。已研制多款水下仿生機器人并在水池完成測試。研究團隊憑借跨學科優勢,把仿生聲學探測與水下機器人技術相結合,取得創新成果。本項目實施所需要的實驗方法與技術已經具備,并已在以往研究中得到成功應用,從而具備扎實的科研基礎。 三、應用技術成果 在仿生探測方面,研究基于人工智能的水下探測與識別技術。仿生最優能量傳輸與波束控制、仿生目標探測與人工智能識別可以提高水聲探測指向性、抑制混響并具備定向水聲通信能力,能夠突破現有水下機器人水聲探測和通信限制。在基于人工智能的海洋仿生機器人研發方面,利用生物醫學成像測量鯨豚流線體形、結構和組織特性,設計仿生機器人具有仿生形態和柔性特性,突破現有水下機器人結構和材料設計理念。研究水聲仿生智能探測、目標特征提取和分類識別提升仿生機器人水下工作能力。在仿生水下機器人樣機研制、傳感和模式識別等取得應用成果。 四、合作企業 海圖志(廈門)智能科技有限公司由福建省海洋與漁業廳批準的雙創干部蘇芃牽頭成立,組織了西北工業大學、華南理工大學、廈門大學、福州大學、福建師范大學等院校博士專家40余人組成,2015年開始,經過了2-3年的基礎理論研究,已經申報和取得相關的專利軟著20項。開發過相關的水下裝備設備包括水下光學成像攝像機、水下光學鏡頭、水聲定位設備、水下潛器等等,具備一定的開發研究的基礎。得到省委于偉國書記、中國工程院院長周濟、國家海洋局林山青副局長等等領導的認可。相關的產品取得福建省618青年海洋創新創意成果獎第一名,第六屆全國海洋航行器設計與制作大賽一等獎,19屆中國國際高新技術成果交易會優秀產品獎、中國創新創業大賽福州市三等獎。海圖志(廈門)智能科技有限公司取得廈門海峽科創基金的以5000萬估值的投資,在廈門設立海洋機器人創業基地。 海圖志(廈門)智能科技有限公司小型水下產品在2016年深圳高交會上引起了科技部、云南省科技廳、廣西省海洋局等其他省市領導的重視,2017年福建618項目成果交易會上得到中國工程院院長、福建省省長(現任省委書記)、國家海洋局副局長、福建省副省長、省發改委主任等專家領導的肯定。
廈門大學
2021-04-11