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武汉理工大学 - 《武汉理工大学报》

团队风采

智慧海洋未来航迹团队:以热情之火点燃船舶科技创新蓝海

2024-06-30     浏览(279)     (2)

未来航迹团队是一支跨学科的科研团队,专注于智能船舶、无人艇、水下航行器等方向的研究,在实践中不断提高船舶智能性、安全性、经济性和高效性。该团队致力于人才培养,已取得显著成果。该团队倡导“鼓励式教育”,以鼓励为风,推动船只不断前行。


智慧海洋未来航迹团队是由来自船舶与海洋工程、 信息与通信工程、计算机科学与技术、电气工程等不同学科背景的科研名师徐海祥、冯辉、余文曌、杜哲、姚国全为指导,由来自船舶与海洋工程、计算机、电子信息、自动化、车辆工程等多个跨学科专业的学生组成的师生科研团队,团队聚焦智能船舶、无人艇、水下航行器、船舶动力定位系统四大方向,跨界融合了信息处理、自动控制、人工智能、船舶与海洋工程等技术,以提升船舶智能性、安全性、经济性和高效性为核心开展科学研究,荣获第十八届“理工青年十大精英团队”。

启航:做别人不敢做的 做别人做不成的

当问到团队为什么叫“未来航迹”时,团队徐海祥老师介绍到,一方面,智能船舶技术中的“航迹跟踪控制”技术指的是船舶在航行过程中通过传感器探测到障碍物后, 需要做出决策并规划一条新的航线以绕过障碍物。 这个过程中,船舶在控制力作用下会留下一条“航迹”,这是“航迹跟踪控制”技术的核心。 “未来航迹” 代表了团队在智能船舶领域的研究方向;“未来航迹” 这个名字的第二层含义与团队的发展轨迹有关,自 2009 年以来,团队一步一个脚印走到今天,“航迹”是成员们成长和进步的轨迹,是团队所有成员共同努力的结晶;第三层含义则承载着团队勇攀科学高峰的愿景。

最初, 团队只有徐海祥一位老师带领着一些研究生从事船舶动力定位系统的研究,随后,冯辉、余文曌、姚国全、杜哲四位老师分别加入。 团队初始研究领域为船舶动力定位系统,随着传感器、通信网络、自动控制以及人工智能等技术的快速发展, 团队敏锐地意识到智能船舶将会是一个新兴的研究领域,当机立断将动力定位技术拓展到智能船舶领域。 目前,团队围绕海洋智能装备与系统开展研究,已在智能感知、决策与规划、智能控制、系统集成等方面形成了理论与技术优势。

“做别人不敢做的,做别人做不成的。 ”团队研究与国家的“一带一路”倡议、海洋强国战略、交通强国战略紧密相连,致力于研制出一系列服务于国家海洋经济发展与海军建设的国之重器,为建设海洋强国发出响亮的理工声音。 在长期的耳濡目染、潜移默化的熏陶下,学生们的蓝色情结、家国情怀愈加浓厚。

在团队不懈的努力和持续的探索下, 近年来团队成员发表了 100 余篇学术论文; 授权了 13 项发明专利和 9 项计算机软件著作权;出版了 1 部学术专著。 “团队成员的发明和研究成果, 不仅紧跟行业发展的趋势, 而且弥补了现有研究的不足,为学科进步和行业发展提供了有力的支持。 ”徐海祥老师说。

今年对未来航迹团队而言, 是一个印记鲜明的重要时间节点,随着科研方向的扩展与大量成果的产出,团队规模一步步扩大,先后培养了近 100 名硕、博士研究生。 “我刚加入时团队才十几人,发展到现在规模已经扩大了两倍有余,越来越多有能力的师弟师妹加入我们,我们所做的工作也越来越大、越来越好。 我们的技术能够落地,能够真正应用到实际工程中,服务国家建设。 ”团队博士生李超逸说。

下锚:设备偶尔出问题 我们从不掉链子

智能船舶是近年来传感器技术、信息处理技术、网络技术和人工智能技术快速发展的产物。 无人艇是智能船舶的一个特殊案例,它们的尺寸较小,具有更高的灵活性和隐身性能。

7 月的严西湖户外体感超 40 度, 余文曌老师和冯辉老师正在指导学生进行无人艇局部避碰实验。 首晚,潮汐致湖面波浪腾涌,团队所乘坐的小船漂泊不定,成员们只得寻求周围喷水艇的帮助,站在喷水艇上用绳索将船只拉回。 设备因运输路途颠簸线路断裂,团队成员便现场不断排查解决问题。 次日,设备正常,实验顺利,但在回收小船时,岸边的荷叶缠住了螺旋桨,成员手拉手合力将船拉上岸。 “即使设备偶尔出问题,我们从不掉链子,”团队硕士生蒋成鑫说。

实验中,大家分工明确,负责不同模块。 “当时太阳直射,湖面上无阴凉处,没有任何防晒措施,有人晒到脱水,脸部通红,满头大汗。 但被分配到工作的人没有丝毫怨言,都坚持了整个半天,”团队硕士生刘文生说。 实验的最终效果是船只能够按照预定的路径前往三个区域, 并在最后一个区域中准确停下。

“凡舟行遇风难泊,则全身系命于锚。 ”坚如磐石、不屈不挠的意志与实干精神,正是未来航迹之锚。

团队硕士生蒋成鑫带队参加了第 11 届全国海洋航行器设计与制作大赛,赛中主办方提供了数据集,他们的任务是利用数据集中的 8000 多张图片来检测海面障碍物。 为提高效率,他们精选出 800 张,分训练和验证集,每天训练五六个模型并选出最优者。 睡前, 他们对选定的模型训练至凌晨一两点,第二天一早检查精度是否提高。 过程中,服务器和队员们都始终处于“运行”状态,电源烧坏过,而队员们一直坚持着。正是靠这种“火”一样的创新热情,学生在科技创新竞赛中先后获“海上争锋”中国智能船艇挑战赛一等奖,“全国海洋航行器设计与制作大赛”特等奖 5 项、一等奖 5 项,“全国研究生机器人创新设计大赛”三等奖 1 项。

从奖状到合照, 徐海祥老师对团队中的点点滴滴都如数家珍。 说到团队获奖或过节聚会时,他就找出奖状和合照,讲述背后的故事。 说到学生发表的文章,他就去翻找期刊。 可与其说是“找”,倒不如说是一击必中地“拿”,这种熟稔背后,是他将科研和团队珍重地放在了心上。 而正是每位老师和学生共同“放在心上”,才塑造了未来航迹的坚如磐石。

现如今, 团队一系列科研攻关成果如雷达与 AIS 融合及信息综合显示系统、 智能船舶全景视觉融合系统已分别交付武汉欣海远航科技研发有限公司、 武汉凌安科技有限公司进行产业化应用,真正将汗水熔铸于社会的发展中。

扬帆:用鼓励建立良性循环 让学生主动行动起来

在徐海祥老师看来,能够将个人兴趣与工作结合,是人生幸事。 因此,他注重培养并激发学生的兴趣,引导学生树立明确的学习目标。 团队博士生李超逸回忆道:“从我本科入学开始,徐老师就鼓励我们自主选题进行本科毕业设计,老师会了解我们对哪些方向感兴趣,指导我们围绕选题开始做研究,在交流中会鼓励我们提问,从提问中启发思考。 ”

在治学的过程中,每当学生取得科研成果,老师们都会在团队中给予表扬和奖励。 “表扬是一种很好的激励方式,它可以提高学生的积极性,营造你追我赶的学习氛围。 ”团队还会在年底对学生的学习和研究成果进行考核, 并根据考核结果发放奖金。 这不仅是对他们工作的认可,也是一种激励。 考核标准包括发表的文章、参加比赛的成绩、以及在项目中的贡献等。 “我们通常以奖励为主,很少进行惩罚,当学生在团队中感受到认真和努力的氛围时,他们就会主动行动起来。 ”这是未来航迹的团队文化。

作为学生们“启航”的科研平台,未来航迹团队非常重视为学生们提供参加学术交流、 学术会议的机会,“相关费用都由我们团队承担,目的是帮助学生拓宽视野”,徐海祥老师分享到,“我们还鼓励学生通过这些平台与国外导师建立联系,进一步出国深造。 ”团队硕士生瞿洋、丁浩晗分别获得香港理工大学、新西兰奥克兰大学博士学位。

没有良好的身体素质,科研工作是无法持续的。 未来航迹团队每周五下午都会集体进行体育活动。 团队学生刘文生真挚地说:“我喜欢和队友们在一起做实验, 一起参加比赛的生活,也喜欢周五下午在操场上推排球。 ”而在李超逸的印象中,“徐老师特别喜欢打乒乓球,给我们安排了乒乓球和羽毛球场地,徐老师会和我们一起打球。 ”团队老师主动地走近学生们,学生们也走近老师。 “作为老师,我们视学生如同自己的孩子。我珍惜与学生之间三四年的师生缘分, 这种感情其实是一辈子的。 ”这是徐海祥老师的为师之道。

当问到为什么团队氛围这么好时? 指导老师徐海祥脸上露出欣慰的笑容, 他讲到,“这源自未来航迹在科研的冷板凳上保持的那份热情,用鼓励建立良性循环,可以让学生主动行动起来。 ”

展望未来,徐海祥老师希望将团队做得更大更强。 团队的核心职能是人才培养, 包括硕士生、 博士生以及本科生的教学,将科研成果与教学相结合,把成果分享给学生。 在科学研究方面,团队将继续围绕海洋智能装备与系统开展深入研究,“我们致力于在这些领域持续进行研究,积极促进科技成果的转化,真正推动生产力的发展。 ”现如今,团队许多毕业生已经踏上工作岗位,成长为在专业领域独当一面的行家里手。

“浩渺行无极,扬帆但信风。 ”帆是海船利用风力航行的核心装置。 鼓励兴趣、鼓励交流、鼓励深造、鼓励体育锻炼,未来航迹团队是“鼓励式教育”的全方位践行者,而这种鼓励正是使未来航迹扬帆的风。 凝聚八面来风的力量,将其转化为船不断前行的源源动力。 未来,团队将借国家大力发展海洋强国和海军强国事业的契机,以提升船舶智能性、安全性、经济性和高效性为研究核心,在实现“海洋强国梦”的蔚蓝色征途上勇毅前行。

( 朱 可 馨牛 一 帆吴 坤垚)