深圳研发无人船 会学习 还能应对四级风一米浪
来源： 深圳商报 2021-04-04 09:17:35
实验用船。
实验记录。
实验用船。 （本文照片均由受访者提供）
原标题：深圳研发无人船 会学习 抗风浪
可应对四级风一米浪
见圳客户端·深圳新闻网2021年4月4日讯（深圳商报记者 袁斯茹）算法、传感器、5G、智慧杆……自动驾驶车要跑起来，需要这些时下最热技术的加持，甚至连道路都要配合升级。但自动驾驶船呢？变化莫测的大海，显然没法进行航线升级。
对此，科学家给出的答案是让船自己学习。4月2日，中科院深圳先进院集成所副研究员崔允端接受本报记者采访时表示，他们研发的自主学习无人船控制系统，目前可以操控船只自主往返指定地点，并应对途中的四级海风和一米海浪。
让船自主学习
2017年，英国车企劳斯莱斯在网上上传了一段视频：他们的多艘远洋货轮在没有人为操控的情况下，缓慢但整齐地驶入了港口，船上仅配备了少量船员。
这段视频让崔允端印象深刻。当时尚在日本奈良担任博士后研究员的他，将要负责的课题正是无人船控制。
目前的无人船控制系统主要分为两类，一类基于遥控控制，比如南极无人科考船；第二类是基于人工智能算法，让船通过学习探索实现自主独立决策。
“海洋环境的不可测因素太多，我们能收集的数据也有限，机器学习中常见的深度学习并不适用于无人船算法的开发，”崔允端介绍道，“我们开始尝试一种名叫高斯过程的机器学习方法。”
据悉，这是一种纯粹基于数据的概率模型，通常是用于数学建模、数据预测等方面。崔允端团队首次将这一模型用在了自主学习的无人船系统上。“这一套自动控制系统和船上的GPS、风向传感器、雷达互相配合，可以通过有限观测，预测未来行驶状态，并抵抗环境干扰，在真实海域实现目标到达和停留。”崔允端说。
据悉，团队和日本的古野电气合作，在实验中采用8米长、经过改装配备有传感器的民用船，将外观和U盘类似的设备插在电脑上，再和船只连接，就能使用这套系统。因此这套算法只需实际测试一到两次，就能用于多种类型、不同大小的船只。
在船上写出来的算法
这套用于船只的算法，也是在船上写出来的。
“船自己采集数据学习的过程，对于乘客来说是痛苦的……”2018年12月，崔允端的朋友圈记录了一次出海实验。从2018年开始的两年多时间里，戴上电脑坐船出海成了他的日常。“由于实验对天气等因素的要求，我们一般一周出海两次。每次早上出发，中午回来，下午再继续出海。”崔允端告诉记者。
作为北方人，崔允端并不习惯在海上的感觉，甚至会晕船。“吃了晕船药头又开始晕了，但算法必须得即时完善。”他说。两年多过去，体验完无数次“体验眩晕桑拿套餐”后，崔允端不再晕船了，他的笔记本电脑在海盐的腐蚀中变了模样，而系统也终于完成了初步开发。
2020年4月，崔允端加入深圳先进院，并开始进一步完善这套系统。此前受疫情影响，加上测试船只和海域需要时间申请，崔允端只得在模拟器上继续实验。他表示，模拟器虽然不能完全精确地表现真实海洋环境，但能随时调整海风和海浪的大小，对于未来真实系统的开发具有极为重要的参考价值。
回国不到一年，崔允端淘汰了此前算法中的核心模块，完成了系统的升级。未来，团队还将进一步提高系统的安全性和准确性。崔允端表示，对于未来的去向，他心中早已有了一个答案：深圳。
“深圳重视科研成果转化，希望我们的系统未来可以真正走出实验室。”崔允端说。在他看来，由于海洋环境的复杂，无人船可能不会很快用于载人，而是更有希望用于水质测试、海防、无人科考甚至万吨货轮的靠岸装卸等领域。
相关文章
猜你喜欢
今日头条
图文推荐
精彩文章
