◎ 通訊員 朱虹 科技日報記者 李麗云
機(jī)器人組團(tuán)海上出征，你見過么？
海面上，多個海洋機(jī)器人列隊出征，他們通過組網(wǎng)通訊共享信息，隨著作業(yè)局勢的不斷改變，快速變換著獨(dú)特的隊形，海洋機(jī)器人們在線執(zhí)行的觀察、調(diào)整、決策、行動等動作一氣呵成，最終完成協(xié)同探測、作業(yè)等任務(wù)，這些長著“大腦”和“眼睛”的機(jī)器人們可以完全自主作業(yè)，不需要人為干預(yù)。
記者2月24日從哈爾濱工程大學(xué)獲悉，2月初，由哈爾濱工程大學(xué)水下機(jī)器人技術(shù)國家級重點(diǎn)實驗室牽頭的海洋機(jī)器人集群智能協(xié)同技術(shù)項目群展示了機(jī)器人組團(tuán)海上出征的場面。該項目成功讓海洋機(jī)器人學(xué)會了團(tuán)隊協(xié)作，流暢的典型任務(wù)演示順利通過了海試驗收，這也標(biāo)志我國海洋機(jī)器人集群智能協(xié)同技術(shù)取得實質(zhì)性突破并達(dá)到了國際先進(jìn)水平。
分布式全自主型海洋機(jī)器人集群智能協(xié)同技術(shù)演示系統(tǒng)（2020.12）
據(jù)介紹，本次團(tuán)隊協(xié)作演示在國內(nèi)首次實現(xiàn)了海洋機(jī)器人集群智能協(xié)同架構(gòu)模式從集中式（有中心）/混合式發(fā)展為分布式（無中心），系統(tǒng)協(xié)同智能化水平從半自主升級為全自主，適應(yīng)任務(wù)場景及環(huán)境從確定結(jié)構(gòu)化拓展為未知非結(jié)構(gòu)化，有力推動了我國海洋機(jī)器人集群智能協(xié)同技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用拓展。
哈工程領(lǐng)銜國內(nèi)一流科研團(tuán)隊讓海洋機(jī)器人學(xué)會團(tuán)隊協(xié)作
就像自然界中魚群、狼群、蜂群一樣，海洋機(jī)器人也長著耳眼、大腦和手腳，具備環(huán)境感知、自主決策和執(zhí)行任務(wù)能力。據(jù)集成項目負(fù)責(zé)人、哈爾濱工程大學(xué)船舶工程學(xué)院廖煜雷介紹：“2個或多個機(jī)器人協(xié)同作業(yè)，不是簡單的功能疊加，而會出現(xiàn)1+1>2的群體智能效應(yīng)，涌現(xiàn)出全新的協(xié)同行為模態(tài)，從而完成更加復(fù)雜的協(xié)同任務(wù)。”
項目群主要負(fù)責(zé)人（左起為高揚(yáng)、廖煜雷、王博、劉海波、史長亭）
海洋機(jī)器人集群智能協(xié)同屬于“人工智能+海洋無人系統(tǒng)”深度融合發(fā)展的一項基礎(chǔ)性、創(chuàng)新性技術(shù)，作為引領(lǐng)未來裝備發(fā)展、作業(yè)模式變革的一項前沿顛覆性技術(shù)領(lǐng)域而備受各國關(guān)注及傾力投入，也是 “十三五”期間一項具有標(biāo)志性意義的科研項目。
海洋機(jī)器人集群智能協(xié)同技術(shù)項目群包含4個項目，系統(tǒng)龐大、涉及關(guān)鍵技術(shù)眾多、復(fù)雜性高，為此，哈工程水下機(jī)器人技術(shù)國家級重點(diǎn)實驗室聯(lián)合多家業(yè)內(nèi)優(yōu)勢單位組建了一支國內(nèi)一流的科研攻關(guān)團(tuán)隊。
廖煜雷介紹說：“我們的集群協(xié)同技術(shù)能支持至少50個機(jī)器人共同作業(yè)，機(jī)器人可以隨時加入或退出集群，集群系統(tǒng)自主快速重構(gòu)并重新分配任務(wù)，從而改變作業(yè)規(guī)?；蛐?；同時，機(jī)器人集群協(xié)同技術(shù)可實現(xiàn)機(jī)器人全自主操作，也可根據(jù)需求實現(xiàn)人機(jī)相互協(xié)作。”
站在巨人的肩膀，群智團(tuán)隊不負(fù)國家重托
受2020年疫情影響，項目群研制時間被大大縮短，本就困難重重的系統(tǒng)研發(fā)、海試工作難度系數(shù)再次升級。群智團(tuán)隊共20余人，平均年齡只有26歲，但這群年輕人為了科研不怕吃苦的拼勁讓老師們十分感動。“團(tuán)隊中很多研究生從2020年6月一直到海試結(jié)束的200余天，僅僅休息過幾天，有的研究生為了完成任務(wù)幾次將手術(shù)延期。”受任務(wù)復(fù)雜性、環(huán)境不確定性影響，試驗中集群系統(tǒng)遇到了很多突發(fā)局面，但為了順利完成科研任務(wù)，團(tuán)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(xiàn)場，不負(fù)國家所托順利完成了科研任務(wù)。
部分哈工程研發(fā)及海試人員合影
經(jīng)過近兩年的攻堅克難，他們突破了信息共享、協(xié)同感知、敏捷編隊、協(xié)同決策、人機(jī)協(xié)同、作業(yè)策略、系統(tǒng)集成等核心關(guān)鍵技術(shù)，成功研制出具備多協(xié)同任務(wù)模式、多智能模態(tài)、彈性可重構(gòu)的海洋機(jī)器人集群智能協(xié)同技術(shù)演示系統(tǒng)，有力推動了海洋機(jī)器人集群智能協(xié)同的理論創(chuàng)新及技術(shù)發(fā)展。
未知非結(jié)構(gòu)化環(huán)境中典型任務(wù)的海上演示（2021.2）
“我們是站在巨人的肩膀上前行。”據(jù)決策項目負(fù)責(zé)人哈爾濱工程大學(xué)船舶工程學(xué)院李曄副院長介紹：“我國第一代智能水下機(jī)器人名叫‘智水’，是水下機(jī)器人的奠基人哈爾濱工程大學(xué)徐玉如院士帶領(lǐng)團(tuán)隊嘔心瀝血澆灌而來。所以我們給新一代海洋機(jī)器人集群智能協(xié)同技術(shù)演示系統(tǒng)取名為‘群智演示系統(tǒng)’，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、矢志不渝的拼搏精神，推動我國智能海洋機(jī)器人技術(shù)研究達(dá)到國際先進(jìn)水平。”
圖片由哈工程項目團(tuán)隊提供
