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科技探粤|全球首艘智能无人系统母船下水首席科学家周宁详解“国
【发布时间:2022-08-05】 【作者:admin】

  这艘隶属于南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海)(下称“南方海洋实验室”)的科考船,具有远程遥控和开阔水域自主航行功能,是一艘概念超前、世界领先的智能型科考船——其拥有“i-ship(No,R1,M,I)”智能船级符号,可同时搭载51台空、海、潜无人系统装备协同作业。

  全球首艘智能型无人系统母船有何过人之处?将为我国无人海洋科技领域带来哪些突破?南财财经全媒体记者采访了南方海洋实验室海洋智能无人装备创新团队首席科学家周宁研究员,讲述这一“国之利器”背后的故事。

  从外观数据来看,智能型无人系统母船长88.5米,型宽14.0米,型深6.1米,设计吃水3.7米,设计排水量约2100吨,最大航速18节,经济航速为13节。“珠海云”是我国在大型智能船舶建造方面的一个里程碑。

  据介绍,该船拥有宽敞的甲板,可搭载数十台配置不同观测仪器的空、海、潜无人系统装备,能在目标海区批量化布放,并进行面向任务的自适应组网,实现对特定目标的跨域协同立体动态观测。

  海洋科学是一门以观测为主要手段的战略科学,很大程度上依赖于先进仪器设备的开发。近几十年来,随着海洋卫星、Argo剖面浮标、锚定浮标/潜标网、水下滑翔机等新型设备平台的相继出现,全球海洋观测得到了迅速发展。

  当前,全球海洋观测体系正处在技术变革的关键时期,人工智能技术、通信技术、信息技术、能源技术、材料技术与海洋观测技术装备的结合,正在推动海洋观测技术向综合化、立体化、网络化、实时化跃升。

  智能观测设备是目前国际海洋科学研究的前沿和热点问题,但目前进展局限于单种设备和单域组网,还没有做到空中-水面-水下的跨域组网,更没有人提出基于母船的机动组网概念。

  2019年,南海海洋实验室主任陈大可创新性地提出了“智能敏捷海洋立体观测系统”,并组建了海洋智能无人装备创新团队,根据海洋装备技术发展,海洋观测的科学技术需求,从基础观测平台的研发到海洋观测应用上提出解决方案。

  “要建立这个无人探测系统,需要一艘母船来搭载这些无人装备,进行立体探测,还要求母船能支撑这个系统,实际上,这艘母船就是无人系统的水面支持平台。”周宁介绍道。

  周宁认为,“珠海云”开启了海洋调查船的第五代,其特点是智能(远程遥控+自主航行)、无人系统以及跨域协同。在他看来,海洋无人系统跨域协同是未来海洋调查的重要方向,智能型海洋调查船一定要能支撑无人系统集群,集群作业是业界共识。

  在船舶领域,目前“智能船舶”概念替代了“无人船舶”。为什么说“智能”而不是“无人”?“以无人车为例,人们发现无人车造得再好,实际使用还是很难,因为还需要有一个与之相配套的道路安全体系。”周宁解释道。

  “从一开始,对这艘船的定位就是首艘、首创、自主、未来感,要成为全球首艘取得远程遥控(R1)和自主航行(No)船级符号的智能型科考船,并开创我国利用批量化海洋无人设备进行跨域协同立体观测的先河,其核心技术、主要系统及部件全部来自中国创造,并拥有全新的未来感外形设计范式。”周宁说。

  建造理念和需求来源于南方海洋实验室,在外观总体设计方面,是由清华大学美术学院唐林涛教授团队操刀,建造方面则是由中国舰船设计研究中心负责设计建造总承包,香港马报白小姐资料。中国船舶黄埔文冲负责建造,中国船级社指导支持。

  周宁介绍道,从2020年12月18日签订建造合同,2021年7月20日开工建造,该船仅用了10个月时间实现下水,计划今年10月完成船厂交船。经过后续的专业试航工作后,有望明年3月份入列执行任务。

  值得一提的是,该母船的动力系统、推进系统、智能系统、调查作业支持系统等核心装备均为我国自主研制。“目前的无人艇通讯系统是基于常规的公网服务,5G专网海上通讯还属于实验阶段,未来这艘船整个系统交互都会应用5G。”周宁说。

  智能型母船是否真正无人?周宁解释称,“并不是说船上就完全没有人,而是有人值守的自主航行,发展趋势是减少船员,这也是它的优势所在。这艘船的远程遥控驾驶中心就在中山大学珠海校区。”

  除此之外,该母船可以搭载的科学负载为80吨,解决了在复杂海况下批量化无人装备在智能型母船上的快速布放、回收和转运等难题,并打通跨平台空、海、潜无人系统的跨域协同控制技术,实现无人机、无人艇、无人潜器等无人系统之间的协同作业。

  未来,随着“珠海云”的投入使用将对改变传统海洋观测模式,获取实时立体海洋观测数据,提升海洋观测效率和水平具有重要意义,也将有助于我国海洋高端科技人才培养和进一步提升海洋科技创新能力。

  在业内专家看来,无人海洋科技探索方面更值得关注。目前我国的智能船艇技术还在发展中,远洋的通信指挥以及确保正常运作,在技术上都需要进一步发展。“珠海云”号母船如果能具有释放并指挥操控无人系统设备的能力,实现空、海、潜全方位协同,具备自主航行,并能指挥其他无人平台进行作业。

  值得关注的是,这一“国之利器”的科研成果也带动了广东民营企业在高精尖领域的创新协同发展。据介绍,跑狗论坛跑狗高清图清图,母船上搭载的数十个协同作业的无人系统装备,其设计建造就有民营企业一起参与,如无人船艇头部企业云洲智能。

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