刘小锋|第五届全国水下机器人大赛,理工大学代表队人机协同抓取组夺冠

9 月 26 日,第五届全国水下机器人大赛举行颁奖典礼。本次大赛共有 20 支团队参加线下的人机协同抓取组和自主抓取组的比赛,经过 3 天的比拼,大连理工大学 OurEDA 队表现优异,获得获得人机协同抓取组一等奖和自主抓取组二等奖。受恶劣天气影响,机器人在水里行动受限,裁判专家组决定自主抓取组别一等奖空缺。
刘小锋|第五届全国水下机器人大赛,理工大学代表队人机协同抓取组夺冠
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今年所有比赛均在开放海域进行,受赛前风暴潮天气和比赛中六级大风浪影响,比赛队伍遭遇到了历届大赛没有经历过的恶劣海洋环境挑战,海水混浊能见度差,大风浪与海流严重影响机器人稳定性,机器人要克服正常人类作业都难以应付的水下环境,挑战性超乎想象。各支参赛队积极努力,通过技术升级和创新设计来应对真实海洋环境,普遍在目标自主识别、机器人运动控制和高效智能作业等方面进行技术创新,机器学习控制器、长续航供电系统、机器人仿生研制等设计进行了初次应用。
"经过两天的连续暴雨过后,水体的能见度大打折扣。"大连理工大学 OurEDA 队成员刘小锋介绍,无论是在初赛还是在决赛阶段,机器人的视觉感知范围不足一米,难以通过参照物获取到自身的位置信息以及估计历史运动信息,几乎是依靠"盲行"完成比赛。另外,浪涌以及潮汐等不可抗力也对机器人的运动造成了很大影响。
不过,这些在实验室根本无法形成的自然气候,也让整个团队获得了宝贵的经验和研发动力。刘小锋说,队员们在赛后立刻讨论如何对机器人的软硬件进行升级。包括,将模拟摄像头更换成数字摄像头、尝试使用更具效率的机械臂作为抓取工具,尝试向仓内安装更加高效的计算处理设备等。结合比赛中获取的实际运行数据,团队还计划将新一代智能图像增强算法以及目标检测算法用于辅助人机协同作业以及自主抓取作业上,用科技武装机器人。
我国水下机器人已形成"南北双赛"格局
"每届大赛,我都参加并见证了大赛的不断创新和稳步发展。"大连理工大学副校长宋永臣说,全国水下机器人大赛孕育在大连、成长在大连,现已成为全国高端引领性赛事。历届大赛都是在与人类作业环境接近的海况中进行的,一定程度体现了机器人的性能,突破了自助抓取的难关。而今年的大赛,大自然给参赛选手提供了一种比人类作业更复杂、更恶劣的自然环境,比赛前的风暴潮、比赛中的六级大风、大浪和海流,给队伍造就了一次难以预料的测评机会,检验了过去的诸多队伍,包括往届冠亚军队伍,这些经验和挫折揭露了现有设备的缺点和不足,也指明了未来技术的发展方向。
国家自然科学基金委员会副主任陆建华表示,经历了五年的更迭升级,全国水下机器人大赛的高端性、学术引领性、技术挑战性和产业辐射性都取得长足的进步。目前,全国水下机器人大赛已形成大连和湛江南北赛区、各有侧重的赛事格局,大赛已逐步形成了南北双赛的格局,广东湛江的南方赛定位为无缆自主式水下机器人巡航探测,大连的北方赛定位为远程控制水下机器人智能作业,现已成为真实海洋环境的水下机器人高端赛事。大赛在持续推动科学问题聚焦与技术创新、持续推动"官产学研"协同发展、持续推动创新链与产业链不断融合三个方面发挥重要作用。水下机器人自主抓取已经实现了从 0 到 1 的飞跃,水下感知探测、定位通信和智能决策等难题被不断突破,南北方"官产学研"一体化生态初步形成,赛事已经展示出强劲的科技引导力、产业辐射力、国际影响力和人才聚焦力。

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