厦门特区再取佳绩-厦门理工学院水下工程技术走在国际前列

厦门理工学院刘利钊教授团队和以色列特拉维夫大学、德国汉堡大学、莫斯科国立大学的科研人员合作,在极寒地区水下深潜探索和军民两用水下穿戴系统的算法与工程领域达到国际一流水平,其中基于微型低功耗智能硬件协同控制算法和定向深潜数字孪生算法走在国际前列。

国家发改委重大项目评审专家、工信部和科学技术部专家、国防科工专家、厦门理工学院刘利钊教授团队在2019年至2020年与中国工程院、中国科学院、中国科协三家国内科研领军单位协作推进水下潜航器、水下机器人、水下智能网络、水下物联和互联的研发与测试试验,取得了国内领先的一系列成果,并被认定为国家级军民两用应急类型重点项目,其中一种可变更通信模式的水下高灵活度作业平台控制体系及相应核心软硬件被列为定期进度跟踪项目。该团队2021年乘着中国一带一路倡议的东风,与一带一路相关共建国家的水下工程深潜探索科研领域的高水平国际团队携手攻关,进一步取得了国际同行认可的重难点解决方案和成果。

刘利钊表示,极地深潜科研探索比自然环境柔和的科研探索难度高出很多,需要科研设备在极地环境和气候中长期稳定工作、同时能够应对瞬时极恶劣自然突变条件,这就要求设备能够能在无人干预或极小人为干预的条件下进行长航时自动或半自动的自校正作业,能够在这种条件下作业的设备通常可以满足军民两用和应急场景需求,进而减配降标后有广泛民用市场开拓可能和空间。如本次与国际团队协作开发的极寒地区水下深潜探索系统中,通过多向智能体算法对多个深潜动作和对应反馈指令集进行数字孪生引擎化设计,通过数字孪生引擎直接生成可拓展的深潜算法库与可用功能模块库、硬件动作与综合效果库,再通过第二层引擎将通信与控制规则库、算法库、模块库进行内嵌式的多边节点调用从而形成有机运动和反馈整体,这就在以硬件表现和效果为前提、从算法层面开始进行了低功耗的垂直流水面作业,形成向上兼容的无差别算法执行总线,再以FPGA进行指定硬件接口的芯片级编程和信号定向输出,从而将现有的极地深潜平台的运动控制、调度、机载总成变为软硬件一体化和通用化的高可靠智能体。而该智能体的形变载体之一即可为科研和水下应急领域带来一套完整的高可靠型水下智能穿戴系统,解决目前科研人员在水下潜航时较难解放双手,对自身姿态和位置移动变换难度大、效率低的问题,能够通过水下工作人员简单操作和控制即可完成复杂的科考动作、水下维护动作、水下位置和姿态控制、辅助应急和救援动作等,同时该系统有望推出可面向游泳和潜水爱好者、水面和水下作业人员、游泳教学和学习人员的水中推进辅助系统,让人们比以往更加安全、便捷、愉快的享受水上和水下运动,同时为水环境中的救援和应急提供升级保障。