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”|精品不卡一区二区
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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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