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三院:智能“黑科技”,仿生“鯨”新光
發(fā)布時間:2024-03-04 信息來源: 中國航天科工三院

外表簡潔又逼真,姿態(tài)靈活而穩(wěn)定,在海洋館里與美人魚共舞的仿生鯨鯊,吸引了游客的目光,也贏得了陣陣驚嘆與歡呼……2月27日,CCTV-7國防軍事頻道《軍工巡禮》第三季之《創(chuàng)新領(lǐng)跑》正式播出,作為航天技術(shù)的“黑科技”,由中國航天科工三院航天新光研發(fā)的智能仿生鯨鯊等系列產(chǎn)品精彩亮相,這是智能仿生魚在中央權(quán)威媒體的又一次集中展示。

從無到有,新賽道與新動能

仿生金龍魚、虎鯨、江豚、海豚、鯨鯊、鰩魚,蒙皮版柔美奪目,機(jī)甲版科技十足,航天新光智能仿生研發(fā)團(tuán)隊(duì),通過視覺技術(shù)應(yīng)用和智能算法控制多關(guān)節(jié)仿生推進(jìn),使仿生魚游動姿態(tài)呈現(xiàn)的惟妙惟肖,令人“真假難辨”。

“最初,接觸智能仿生系列,是基于公司無人化裝備的技術(shù)積累,更是基于轉(zhuǎn)型升級需要”,想要為二次創(chuàng)業(yè)的航天新光蹚出一條新路子,讓企業(yè)能夠“換擋提速”。

從概念到實(shí)現(xiàn),從“零基礎(chǔ)”到“領(lǐng)跑”,智能仿生團(tuán)隊(duì)一開始的目標(biāo),就是要做“最好的仿生控制”,博士團(tuán)隊(duì)、青年骨干,無論是戰(zhàn)略布局還是政策支持,公司上下都憋著一股勁,必須在智能仿生領(lǐng)域獲得新的突破。

從有到優(yōu),產(chǎn)業(yè)集群化發(fā)展

功夫不負(fù)有心人,仿生虎鯨的研制成功,讓所有的研發(fā)人員都倍感振奮。但市場應(yīng)用的前景在哪里,怎么能夠快速商業(yè)化產(chǎn)業(yè)化運(yùn)行,又是擺在團(tuán)隊(duì)面前的難題。沈陽、青島、上海、大連,團(tuán)隊(duì)成員帶著憨態(tài)可掬的“虎鯨”踏上了對外展演之旅,同時對技術(shù)進(jìn)行不斷優(yōu)化。

思維的火花總在不經(jīng)意中碰撞,機(jī)遇向來垂青有準(zhǔn)備的人。在青島機(jī)器人公園,來自航天新光的仿生虎鯨與上海海昌公園進(jìn)行一次深情的對視:智慧海洋、生物保護(hù)、科普教育,江豚、鯨鯊、鰩魚等珍稀且瀕臨滅絕的水中生物是否能夠通過科技展現(xiàn)……

文旅觀賞有了實(shí)踐的平臺。說干就干,團(tuán)隊(duì)圍繞海昌海洋公園需求,基于現(xiàn)有技術(shù),在結(jié)構(gòu)設(shè)計、電池續(xù)航、關(guān)節(jié)控制等方面不斷探索,每個人都癡迷其中。王寶新作為團(tuán)隊(duì)“帶頭人”,在電源研究上幾乎進(jìn)入了忘我的狀態(tài)。負(fù)責(zé)總體技術(shù)的蘇博士,頻頻來往于上海與沈陽之間,在新冠疫情最嚴(yán)峻的時刻,逆行而上,只為能夠讓產(chǎn)品盡快與游客見面。

4.7米的仿生鯨鯊,不僅在外形上與真的鯨鯊相似,還具有高度的靈活性。要“做最像真實(shí)生物動作的仿生控制”,困難可想而知。驅(qū)動機(jī)構(gòu)如何設(shè)計,魚鰭方向怎么控制,續(xù)航里程如何保證,仿真程度如何提升,通訊信號穩(wěn)定性等等,研發(fā)團(tuán)隊(duì)的青年設(shè)計員一遍遍演示計算、三維構(gòu)造驗(yàn)證,關(guān)鍵技術(shù)組建掌握,一次又一次在惡劣的環(huán)境下進(jìn)行采集數(shù)據(jù)、捕捉問題、排除故障,尋找總成最佳平衡點(diǎn)。他們就像“上勁的發(fā)條”一樣,尋找著每一種可能。最終,與真實(shí)鯨鯊、鰩魚同比例的仿生產(chǎn)品,得以姿態(tài)優(yōu)美的在鯨鯊館中與奇珍魚類并肩遨游,與美人魚互動演出。

這是世界首條,也是目前研制的最大仿生機(jī)器魚。仿生鯨鯊的成功,讓團(tuán)隊(duì)看到了成果,也堅(jiān)定了走下去的信心。仿生鰩魚等系列產(chǎn)品相繼成型,不斷刷新著游客的觀念。

從優(yōu)到精,厚植新質(zhì)生產(chǎn)力

然而,他們并不滿足于此。由于水下仿生產(chǎn)品工作環(huán)境的特殊性,深度控制、深水壓力、絕緣密封、模糊環(huán)境識別等諸多應(yīng)該考慮的因素,無疑比陸地機(jī)器人有更大的設(shè)計難度。為了給水下仿生產(chǎn)品裝上“智慧的眼睛”,團(tuán)隊(duì)成員從“零”開始探索,由成立由方博士牽頭的攻關(guān)團(tuán)隊(duì),研究相關(guān)案例、走訪水下攝影專業(yè)團(tuán)隊(duì)、參加各類展會,在開拓視野中找尋靈感。

諸如圖像曝光差、水下魚群干擾、相機(jī)密封等問題層出不窮、狀況百出。但團(tuán)隊(duì)并沒有氣餒,而是科學(xué)合理制定水下視覺技術(shù)路線,克服各類困難,如開發(fā)動態(tài)目標(biāo)濾除算法實(shí)現(xiàn)將魚群干擾降到最小,提高了視覺定位算法的準(zhǔn)確性,成功實(shí)現(xiàn)水下視覺與仿生產(chǎn)品的結(jié)合,為水下仿生產(chǎn)品裝上了“眼睛”,提高了產(chǎn)品的智能化水平。

文旅觀賞、科普教育、平臺+傳感器,從0.5米到4.7米,仿生產(chǎn)品從無到有,從小到大,研發(fā)團(tuán)隊(duì)的每名成員都見證著仿生產(chǎn)品譜系的壯大,也收獲著自己的成長。

在智能仿生技術(shù)的支撐下,“他們”必定能夠智達(dá)五湖、魚翔四海,不斷游向更遠(yuǎn)的地方……(文/高超 尚勤濤)