近日，“2018水下機(jī)器人目標(biāo)抓取大賽暨人工智能與水下機(jī)器人高峰論壇”吸引了中央電視臺(tái)等40余家媒體，“用機(jī)器人給大連人抓海鮮”的話(huà)題讓大賽格外受關(guān)注。大賽加論壇，其規(guī)模之大，氣氛之濃郁，讓大連這座城市也跟著熱鬧了起來(lái)。

該賽事展示的是30個(gè)團(tuán)隊(duì)、個(gè)人研制的水下機(jī)器人在真實(shí)海況下定點(diǎn)抓取和自主抓取水下生物的競(jìng)技盛況。

“與去年首屆大賽相比，今年的比賽規(guī)格更高，參賽隊(duì)伍更多，各方面研究工作都有長(zhǎng)足進(jìn)展，效果遠(yuǎn)遠(yuǎn)好于預(yù)期，我們要把它辦成品牌賽事。”連續(xù)兩屆大賽承辦單位負(fù)責(zé)人、大連理工大學(xué)校長(zhǎng)助理羅鐘鉉說(shuō)。

“通過(guò)比賽促進(jìn)基礎(chǔ)研究、應(yīng)用技術(shù)創(chuàng)新是國(guó)家自然科學(xué)基金委前幾年在項(xiàng)目支持中的一個(gè)新嘗試。”作為大賽的推動(dòng)者、也是該學(xué)科領(lǐng)域的引領(lǐng)者，國(guó)家自然科學(xué)基金委原副主任、中國(guó)工程院院士高文說(shuō)，“這并不是我們的獨(dú)創(chuàng)，美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家也在開(kāi)展相關(guān)的比賽活動(dòng)，并且有些方面比我們實(shí)施得早。”

根據(jù)學(xué)科特點(diǎn)，打破傳統(tǒng)支持科研項(xiàng)目單憑“遞本子”的做法，避免科研人員片面追求論文數(shù)量、從事低水平的重復(fù)性勞動(dòng)，倡導(dǎo)“把論文寫(xiě)在中國(guó)大地上”。國(guó)家自然科學(xué)基金委在項(xiàng)目資助上不斷實(shí)施新舉措。

不能有短板的研究

那為什么選定“水下機(jī)器人目標(biāo)抓取”作為比賽項(xiàng)目來(lái)促進(jìn)科學(xué)研究呢？高文院士介紹：“機(jī)器人領(lǐng)域范疇很寬，相比于傳統(tǒng)‘大個(gè)頭’的水下深潛機(jī)器人，這次比賽的‘機(jī)器人’大小形狀更接近生物類(lèi)，它的性能更像魚(yú)、爬行類(lèi)的兩棲動(dòng)物，反應(yīng)行動(dòng)更快、更敏捷，我們把這種中小型機(jī)器人叫‘敏捷’機(jī)器人。研制敏捷機(jī)器人涉及三大科目，最主要的是目標(biāo)識(shí)別。目標(biāo)識(shí)別看似簡(jiǎn)單，其實(shí)錯(cuò)誤識(shí)別率非常高，沒(méi)有很好的基礎(chǔ)研究根本做不好，一是識(shí)別對(duì)不對(duì)，一是識(shí)別快不快，快不快是工程問(wèn)題，對(duì)不對(duì)需要理論研究工作。”

“再一個(gè)是交互抓取。人通過(guò)監(jiān)視器遙控機(jī)器人，檢驗(yàn)的是人機(jī)合一的效果，考驗(yàn)技術(shù)熟練程度，需要工匠般的鉆研精神。此項(xiàng)比賽的第一名由個(gè)人而不是團(tuán)隊(duì)獲得，就是很好的說(shuō)明。第三個(gè)是機(jī)器人自主抓取。盡管需要技術(shù)手段來(lái)實(shí)現(xiàn)，但這完完全全是個(gè)科研項(xiàng)目。它包括目標(biāo)識(shí)別研究、定位研究、精準(zhǔn)抓取研究、回收研究。一連串研究一環(huán)扣一環(huán)，比賽要想成績(jī)好，哪一個(gè)環(huán)節(jié)都不能有短板。而寫(xiě)論文按常規(guī)寫(xiě)好一個(gè)環(huán)節(jié)就可以，如果不參加比賽，你都不會(huì)遇到這些問(wèn)題，更談不上研究了。”

從大賽中還可體會(huì)到，該項(xiàng)賽事與一般的以學(xué)生為主的學(xué)生類(lèi)競(jìng)賽不同，它是在為科研活動(dòng)搭建平臺(tái)，學(xué)生是參與者，教師是主體。人工智能與水下機(jī)器人高峰論壇，匯集了包括水下機(jī)器人研究在內(nèi)的人工智能各領(lǐng)域的“大牛”以及知名專(zhuān)家、學(xué)者。

大連理工大學(xué)校長(zhǎng)郭東明院士表示：“通過(guò)連續(xù)舉辦水下機(jī)器人目標(biāo)抓取大賽及高峰論壇，圍繞該領(lǐng)域的核心科學(xué)問(wèn)題、關(guān)鍵技術(shù)和前沿方向開(kāi)展深入的探討與實(shí)踐，服務(wù)海洋強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略，助推我國(guó)海洋裝備領(lǐng)域的繁榮發(fā)展。”

獨(dú)特的“敏捷”機(jī)器人

從國(guó)家部委到地方政府，從高校到企業(yè)，支持和致力于發(fā)展人工智能和水下機(jī)器人的強(qiáng)大力量正在形成。

人工智能是一個(gè)多學(xué)科交叉的集成性綜合發(fā)展領(lǐng)域，對(duì)人才要求標(biāo)準(zhǔn)很高，需要具有多學(xué)科背景的復(fù)合型創(chuàng)新人才。那高校如何加強(qiáng)這方面的人才培養(yǎng)？高文院士建議：“不能一哄而上，盲目增設(shè)、擴(kuò)大行政機(jī)構(gòu)；也不能采取以我為主‘切蛋糕’的方式，脫離實(shí)際需要，造成人才資源浪費(fèi)。要與國(guó)際人才培養(yǎng)體系接軌，按照人才市場(chǎng)的需求，從增設(shè)專(zhuān)業(yè)、學(xué)科方向上加強(qiáng)人才培養(yǎng)，除了注重計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)，還要增加數(shù)學(xué)、統(tǒng)計(jì)學(xué)、腦科學(xué)、神經(jīng)科學(xué)等內(nèi)容，為學(xué)生建立起系統(tǒng)合理的知識(shí)架構(gòu)。”

而此次比賽就是關(guān)于人工智能在人才培養(yǎng)、科學(xué)研究上的一次綜合檢驗(yàn)。比如，大賽強(qiáng)調(diào)比賽環(huán)境的“真實(shí)性”，比賽場(chǎng)地從實(shí)驗(yàn)室走向海洋。這是比賽的“吸睛”之處，但也給比賽增加了相當(dāng)大的難度。與陸地實(shí)驗(yàn)相比，近海實(shí)驗(yàn)環(huán)境更為復(fù)雜，研發(fā)和制作機(jī)器人不僅涉及人工智能領(lǐng)域研究，同時(shí)要考慮海洋環(huán)境的各種干擾因素，需要多學(xué)科協(xié)同創(chuàng)新。

“這也正是大賽‘魅力’之所在，因此在國(guó)際大賽中獨(dú)一無(wú)二。”高文院士介紹：“目前，國(guó)際上研制的敏捷機(jī)器人都比看誰(shuí)游得快、動(dòng)作更花哨，能不能編隊(duì)、布陣，總之，以游動(dòng)為主。而研制的裝備機(jī)器人大都‘傻大黑粗’，用于海洋觀測(cè)、勘探、搶險(xiǎn)等工程作業(yè)，像捕撈海產(chǎn)品的機(jī)器人幾乎沒(méi)有。因此，我們研制的‘敏捷’機(jī)器人，希望它既‘敏捷’又能作業(yè)，其目的在于滿(mǎn)足我國(guó)海洋經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要。”

真實(shí)的海洋環(huán)境

大賽從滿(mǎn)足國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展需要出發(fā)，直接與解決人們生產(chǎn)生活問(wèn)題相對(duì)接。北航自動(dòng)化所聯(lián)隊(duì)領(lǐng)隊(duì)文力說(shuō)：“這個(gè)比賽能夠把我們實(shí)驗(yàn)室的新技術(shù)、新想法快速地在這樣一個(gè)真實(shí)海洋環(huán)境下與產(chǎn)業(yè)相結(jié)合，驗(yàn)證它的有效性。”

為防止拖網(wǎng)捕撈破壞海洋環(huán)境，水深20米以下的海產(chǎn)品都要“水鬼”一個(gè)個(gè)挖出來(lái)。從健康要求、工作效率、人工成本考慮，替代人工捕撈、升級(jí)改造輕型海洋智能裝備，推進(jìn)科技創(chuàng)新與實(shí)體經(jīng)濟(jì)深入融合勢(shì)在必行。

2014年，大連理工大學(xué)組建人工智能團(tuán)隊(duì)，將學(xué)科增長(zhǎng)點(diǎn)定位在“水下機(jī)器人目標(biāo)抓取”這一國(guó)際前沿的新方向上。

“之所以選擇這個(gè)研究方向，是依托學(xué)校所處大連的地理優(yōu)勢(shì)以形成學(xué)科特色。同時(shí)，服務(wù)國(guó)家、地方海洋經(jīng)濟(jì)建設(shè)需要。”羅鐘鉉介紹，2017年4月學(xué)校與獐子島集團(tuán)股份有限公司聯(lián)合建立水下機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室，雙方圍繞水下機(jī)器人環(huán)境感知與目標(biāo)抓取、水下觀測(cè)、生態(tài)監(jiān)控等領(lǐng)域，建立全面產(chǎn)學(xué)研合作關(guān)系。

獐子島集團(tuán)在此次大賽中對(duì)各參賽單位、個(gè)人的科研成果和技術(shù)創(chuàng)新表現(xiàn)出極大的關(guān)注，為促進(jìn)“水下機(jī)器人目標(biāo)抓取”科技成果產(chǎn)業(yè)化，集團(tuán)董事長(zhǎng)吳厚剛承諾，公司將提供500萬(wàn)元、1000萬(wàn)元的創(chuàng)新獎(jiǎng)金，與專(zhuān)家學(xué)者共同開(kāi)辟近海水下生物智能捕撈的新時(shí)代。

作為大賽的東道主，大連理工大學(xué)已經(jīng)開(kāi)始為明年的大賽進(jìn)行籌備，希望以此為契機(jī)，依托大連市和聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，通過(guò)加強(qiáng)研發(fā)基地和平臺(tái)建設(shè)，以及設(shè)立工程技術(shù)研究和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)專(zhuān)項(xiàng)基金，吸引國(guó)內(nèi)高校及優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)資源，將大連打造成水下智能裝備設(shè)計(jì)、研發(fā)、孵化和制造基地。同時(shí)，學(xué)校已經(jīng)著手增設(shè)“水下智能機(jī)器人”新專(zhuān)業(yè)方向，圍繞該學(xué)科領(lǐng)域，形成人才培養(yǎng)+賽事+論壇+企業(yè)協(xié)同的閉環(huán)效應(yīng)。

《中國(guó)教育報(bào)》2018年10月29日第7版 版名：高教周刊·科學(xué)研究