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全國首個！哈爾濱工程大學海洋機器人集群全自主作業 集群智能協同項目完成海試凱旋
2021-02-25 15:47:00
哈爾濱工程大學
beplay2网页登录 訊 海麵上，多個海洋機器人列隊出征，他們通過組網通訊共享信息，隨著作業局勢的不斷改變，快速變換著獨特的隊形，在線執行的觀察、調整、決策、行動等動作一氣嗬成，最終完成協同探測、作業等任務，這些長著“大腦”和“眼睛”的機器人們可以完全自主作業，不需要人的幹預。
2021年2月初，由哈爾濱工程大學水下機器人技術國家級重點實驗室牽頭的海洋機器人集群智能協同技術項目群成功讓海洋機器人學會了團隊協作，流暢的典型任務演示順利通過了海試驗收，這也標誌我國海洋機器人集群智能協同技術取得實質性突破並達到了國際先進水平，在國內首次實現了海洋機器人集群智能協同架構模式從集中式（有中心）/混合式發展為分布式（無中心），係統協同智能化水平從半自主升級為全自主，適應任務場景及環境從確定結構化拓展為未知非結構化。
哈工程領銜組建“國家隊” 讓海洋機器人學會團隊協作
海洋機器人集群智能協同屬於“人工智能+海洋無人係統”深度融合發展的一項基礎性、創新性技術，作為引領未來裝備發展、作業模式變革的一項前沿顛覆性技術領域而備受各國關注及傾力投入，也是 “十三五”期間一項具有標誌性意義的科研項目。海洋機器人集群智能協同技術項目群包含4個項目，係統龐大、涉及關鍵技術眾多、複雜性高，為此，哈工程水下機器人技術國家級重點實驗室聯合多家業內優勢單位組建了一支國內一流的科研攻關團隊。
就像自然界中魚群、狼群、蜂群一樣，海洋機器人也“長著”耳眼、大腦和手腳，具備環境感知、自主決策和執行任務能力，海洋機器人集群係統實現了這些智能機器人互聯互通、態勢共享、群策群力，從而在未知的海洋環境中全自主地完成協同探測、作業等任務。
“2個或多個機器人協同作業，不是簡單的功能疊加，而會出現1+1>2的群體智能效應，湧現出全新的協同行為模態，從而完成更加複雜的協同任務。”集成項目負責人哈工程船舶工程學院教師廖煜雷介紹,“我們的集群協同技術能支持至少50個機器人共同作業，機器人可以隨時加入或退出集群，集群係統自主快速重構並重新分配任務，從而改變作業規模或效率；同時，機器人集群協同技術可實現機器人全自主操作，也可根據需求實現人機相互協作。”
站在巨人的肩膀上 平均年齡26歲的“群智團隊”不負重托
受2020年疫情的影響，項目群研製時間被大大縮短，本就困難重重的係統研發、海試工作難度係數再次升級。群智團隊共20餘人，平均年齡隻有26歲，但這群年輕人為了科研不怕吃苦的拚勁讓老師們十分感動。
“團隊中很多研究生從2020年6月一直到海試結束的200餘天，僅僅休息過幾天，有的研究生為了完成任務幾次將手術延期。” 受任務複雜性、環境不確定性影響，試驗中集群係統遇到了很多突發事件，但為了順利完成科研任務，團隊克服烈日暴曬、海況惡劣、水土不服等困難，始終堅守在科研一線和試驗現場，不負重托順利完成了科研任務。
經過近兩年的攻堅克難，他們突破了信息共享、協同感知、敏捷編隊、協同決策、人機協同、作業策略、係統集成等核心關鍵技術，成功研製出具備多協同任務模式、多智能模態、彈性可重構的海洋機器人集群智能協同技術演示係統，有力推動了海洋機器人集群智能協同的理論創新及技術發展。
“我們是站在巨人的肩膀上前行。” 據決策項目負責人哈工程船舶工程學院副院長李曄介紹，“我國第一代智能水下機器人名叫‘智水’，是水下機器人的奠基人徐玉如院士帶領團隊嘔心瀝血澆灌而來。所以我們給新一代海洋機器人集群智能協同技術演示係統取名為‘群智演示係統’，寓意著傳承和群體智慧，從‘八五’到‘十三五’，一代代哈工程人傳承著前人為國效力、矢誌不渝的拚搏精神，推動我國智能海洋機器人技術研究達到國際先進水平。”
分布式全自主型海洋機器人集群智能協同技術演示係統（2020.12）
未知非結構化環境中典型任務的海上演示（2021.2）
項目群主要負責人（左起為高揚、廖煜雷、王博、劉海波、史長亭）
部分哈工程研發及海試人員合影
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