从“高度近视”到“闪电视觉” 这群大学生给机器人装上海底“透视眼”|蜜桃comaaa
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深圳特区报记者 焦子宇/文 叶雨楠/图
在幽深莫测的海底，一台机器人灵巧地穿梭于嶙峋礁石与摇曳珊瑚之间，精准避障、自主导航、执行任务，仿佛拥有一双洞穿浑浊海水的“透视眼”——这并非科幻场景，而是香港中文大学(深圳)吴均峰教授团队在这个暑假全力攻关的现实图景。实验室里，他们正用创新的“AI算法”为水下机器人打造感知系统，突破深海探测的“视力”极限。
“在水下1米，摄像头就像高度近视了一样，10米以上，电磁波失去传播能力。”如何让机器人在“视觉盲区”也能行动自如？暑假期间，团队里的学生尝试着为水下机器人打造一副“感官眼镜”。
在距离港中大(深圳)约10分钟车程的阿宝工业园区内，一处看似堆满杂物的普通厂房，推开门却别有洞天，这里居然藏着一个酷炫的实验室。实验室里，一个由方形试验池搭建而成的仿真测试平台还原了海底场景，池底铺着3D打印的海洋生物群落与礁石结构，复杂地形、珊瑚水草等细节应有尽有。该系统能模拟出不同浑浊度的水下环境，并实时输出高质量的深度图像和模拟声呐数据，为快速验证水下机器人的感知、定位、导航算法提供仿真基础。
试验池中，智能水下机器人正进行着实验。面对池底铺设着沙石珊瑚等海底常见特征物，机器人就像一位谨慎的“扫描师”，持续向目标发射高频声波信号，并敏锐地捕捉、分析反射回来的特征信息，以此构建对周围环境的“声学画像”。
当机器人沿螺旋轨迹绕行模拟礁石时，其搭载的相机凭借毫秒级超快响应，精准捕捉水下动态光场每一丝微妙变化，仿佛拥有“闪电视觉”。如果进入重点勘测区域，机器人还能启动独特的“十字模式”，沿相互垂直的轴线进行往复扫描。项目的学生负责人透露，单次这样的实验就能产生超过50GB的多源异构数据。这些数据被用于训练新一代多模态感知融合算法，目标是为深海机器人构建“声光联合感知”系统。
数据科学学院计算机科学专业大三学生徐鉴恒，是团队里的“小师弟”，在博士生赵洪旭等师兄的指导下学习如何标定水下传感器，比如调试整个水下平台的精度旋钮。“假期泡在实验室，值。因为解决真实问题带来的能力提升，远胜纸上谈兵。”徐鉴恒说。作为课题“老手”的赵洪旭深有感触：“暑假三个月，时间完整，心无旁骛，更能沉浸式攻关。看着自己设计的算法、推导的公式让机器人在水下来去自如，成就感爆棚。”
刚从西安电子科技大学毕业加入团队的研究助理张腾飞，说出了许多同学假期留校做科研的心声：“热爱是唯一的通行证，我们愿意在假期投入精力、时间，去推动哪怕一小步的科学进步。同时，港中大(深圳)的学术条件和氛围很棒，身处深圳还能零距离接触前沿产业技术，吸引着不少青年人才慕名而来。在这样的环境里从事自己喜欢的科研，远比假期里去度假更‘舒服’。”
吴均峰教授团队的研究目标远不止于“感知”。“未来水下机器人不仅要‘看得清’，更要能交互，‘想得明白’。例如在海洋抢险救援、水下勘探考古、环境保护等多样化场景中，机器人需要具有自主规划任务和决策，以及执行任务能力，以应对复杂多变的水下环境挑战。”吴均峰说。
来源：深圳特区报
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