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        研發無人船,可應對四級風一米浪

        2021-12-01 14:54:40

        2017年,英國車企勞斯萊斯在網上上傳了一段視頻:他們的多艘遠洋貨輪在沒有人為操控的情況下,緩慢但整齊地駛入了港口,船上僅配備了少量船員。

        這段視頻讓崔允端印象深刻。當時尚在日本奈良擔任博士后研究員的他,將要負責的課題正是無人船控制。

        目前的無人船控制系統主要分為兩類,一類基于遙控控制,比如南極無人科考船;第二類是基于人工智能算法,讓船通過學習探索實現自主獨立決策。

        “海洋環境的不可測因素太多,我們能收集的數據也有限,機器學習中常見的深度學習并不適用于無人船算法的開發,”崔允端介紹道,“我們開始嘗試一種名叫高斯過程的機器學習方法?!?/span>

        據悉,這是一種純粹基于數據的概率模型,通常是用于數學建模、數據預測等方面。崔允端團隊首次將這一模型用在了自主學習的無人船系統上?!斑@一套自動控制系統和船上的GPS、風向傳感器、雷達互相配合,可以通過有限觀測,預測未來行駛狀態,并抵抗環境干擾,在真實海域實現目標到達和停留?!贝拊识苏f。

        據悉,團隊和日本的古野電氣合作,在實驗中采用8米長、經過改裝配備有傳感器的民用船,將外觀和U盤類似的設備插在電腦上,再和船只連接,就能使用這套系統。因此這套算法只需實際測試一到兩次,就能用于多種類型、不同大小的船只。

        在船上寫出來的算法

        這套用于船只的算法,也是在船上寫出來的。

        “船自己采集數據學習的過程,對于乘客來說是痛苦的……”2018年12月,崔允端的朋友圈記錄了一次出海實驗。從2018年開始的兩年多時間里,戴上電腦坐船出海成了他的日常?!坝捎趯嶒瀸μ鞖獾纫蛩氐囊?,我們一般一周出海兩次。每次早上出發,中午回來,下午再繼續出海?!?/span>

        作為北方人,崔允端并不習慣在海上的感覺,甚至會暈船?!俺粤藭灤庮^又開始暈了,但算法必須得即時完善?!彼f。兩年多過去,體驗完無數次“體驗眩暈桑拿套餐”后,崔允端不再暈船了,他的筆記本電腦在海鹽的腐蝕中變了模樣,而系統也終于完成了初步開發。

        2020年4月,崔允端加入先進院,并開始進一步完善這套系統。此前受疫情影響,加上測試船只和海域需要時間申請,崔允端只得在模擬器上繼續實驗。他表示,模擬器雖然不能完全精 確地表現真實海洋環境,但能隨時調整海風和海浪的大小,對于未來真實系統的開發具有極為重要的參考價值。

        回國不到一年,崔允端淘汰了此前算法中的核心模塊,完成了系統的升級。未來,團隊還將進一步提高系統的安全性和準確性。



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