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”信仰的力量“系列讲座——海洋智能装备,心为祖国蓝海澎湃
发布时间:2019-10-30        浏览次数:116

海洋智能装备,心为祖国蓝海澎湃

    20191023日晚,海洋智能无人系统装备教育部工程研究中心常务副主任、上海市智能无人艇系统工程技术研究中心副主任、上海大学无人艇工程研究院彭艳院长为同学们带来了“信仰的力量”系列讲座第四十四讲——《海洋智能装备,心为祖国蓝海澎湃》。彭艳老师曾主持项目三十余项,发表学术论文60余篇,授权国家发明专利40余项。获奖包括国家技术发明二等奖、上海市科技进步一等奖、中国航海学会科学技术一等奖、15届中国国际工业博览会创新金奖、上海市技术发明二等奖在内的10余项。80后的女博导得到如此诸多头衔与奖项令同学们惊叹不已。彭艳老师优雅地走上讲台,展现了“新时代工科女博士”的魅力,给同学们留下了深刻印象。

彭艳老师毕业于中科院沈阳自动化研究所。选择研究方向时,她想,无人机、无人车已经有很多人做了,但当时我国在无人艇方面做的人很少,那就做无人艇吧。从此,她一脚踏进海洋智能装备的研究,心无旁骛, 至今已经十五年了。

让她更坚定地做海洋智能装备的研究的原因,来自于一艘沉船的打捞和揭秘。一百二十五年前,中日甲午海战失利,大大加深了半殖民地化程度,带来空前严重的民族危机。打捞上的“致远”舰残骸显示,本该装有弹药的大炮中装的却是沙石,舰外层的铁皮也未经妥善保养,完全无法与日本的坚船利炮相比,装备的落后直接导致了海战的失利。讲到这里,彭老师的声音有些激动,怒于清政府的轻视,哀于仁人志士殉难。也让同学们更深刻地意识到,装备强则国强。

想要制造出精良的海洋装备,首先要了解海洋。想要将海洋作为保护屏障和进攻通道,就必须了解尺度涡和海洋跃层。尺度涡导致声道场受到极大干扰,使得声道场的变化随深度变化产生较大差别。掌握尺度涡的存在规律,一方面可以为我方潜艇找到极佳隐藏位置,另一方面可以准确探测到敌方位置。但目前我国对尺度涡的了解还不够全面。而海洋跃层引发的海洋内波,会导致浮力变化,使得潜艇突然掉深,由于海中环境复杂,这种不受控制的突然下落极易导致遇险。探测这些海洋情况的任务被交给了彭老师的项目组。他们采用无人艇携带无人机与机器人工作,一天便可探测完使用传统方法五天才能探测完的海域,大大节省了经费,并且提高了效率。

无人艇的核心关键技术是动力系统。每艘艇的发动机磨损程度不同、型号不同,产生的噪音也不同,通过监测噪音便知道出航的舰艇。为保证隐秘性,必须发明减震装置。而彭老师的团队研制出的装置在世界范围内受到了各方的认可,名列亚洲第一。

无人艇感知和决策面临的挑战来源于人工智能与人的差别,即对于不确定、不完整信息的处理和对信息的选择性处理。在彭老师看来,人工智能的第三次兴起,最重要的不是算法而是数据,即必须经历足够多的场景。进行高精度记忆时,由于机器人比人类的储存和运算工具要强大很多,因而比人脑更擅长。如何建立逼真场景模拟复杂的海洋环境、如何构建知识体系是亟待解决的问题。

无人艇的研究最终要服务于国家需求。随着南海方面的局势愈发严峻,对南海岛礁的探测势在必行。使用卫星探测的精度不够,由于环境极度复杂,不可能使用船只探测,因而只能使用无人艇进行探测。2013年,南海联合巡航中对南海永暑礁等二十多个岛礁环礁进行测量,维护了国家领海权益。作为我国第一艘在南极罗斯海进行海图测绘的无人艇,精海2号为雪龙号找到了锚地,解决了漂航的问题,既节省了燃料,又提高了物资转运效率。开始于上世纪八十年代的海洋考古也需要无人艇的辅助。海洋浅滩中有载有大量物资的沉船,是一座座文化宝库。在无人艇数据的帮助下打捞上的宝船成为年度重要考古发现。无人艇还被应用于应急事故处理,如桑吉号重大撞船溢油事件。由于事发地点深度极浅,出事船只直插入海底,严重干扰通航。且现场溢油具有挥发性与爆炸性,极度危险。最终在无人艇和三位队员的努力下,在爆炸前一天安全取得了污染水样。

彭艳老师所在的“精海”团队除两位院士外平均年龄只有22岁。他们年轻,他们“不怕冷风吹,不怕海水泡,忍得住晕船,耐得住寂寞”,从最开始借了两百九十万做科研到现在取得如此成就,按彭老师的说法是“找到了牵引着自己向前走的光”。她希望同学们将学习的过程当作积累能量、成长与蜕变的过程,在其中找到自己的那一束光,作为自己坚持向前的力量。

当被问到如何平衡事业与家庭的关系时,彭老师衷心地对同学们说,两个人走到一起是为了在相互鼓励中成就各自的事业。彭老师经常加班到很晚,因而在家能陪孩子的时间很少,她会带着孩子出差,尽可能多的抽空陪伴。而若有时间陪伴,则必是全心全意的。

正如“精海”团队中的女科学家们在三八妇女节晚会上所唱的《铿锵玫瑰》一样,彭艳老师和她的团队不畏自然条件的艰险、生活条件的艰苦、科研道路上的种种困难,始终坚守在广阔的海面上,制造改进着一代又一代“精海”系列无人艇。这次的讲座不仅让同学们了解海洋装备的发展与成就,更如彭老师所说的那样,让同学们看到科研与实业对国家安全与发展的重要作用,激励同学们在自己擅长的领域勇往直前,实现自己的价值。