千年古城

　　青年力量 6

　　在南沙区蕉门河，波光粼粼的湖面上行驶着几艘船，记者凑近一看，船上都没有驾驶员——原来，这是智能化无人艇，可以自动行驶。在一条内河涌记者看到，一艘无人艇不到十分钟就已经完成了对河流两岸的全方位巡查，并将采集到的水下水样水质情况进行分析，还可将拍摄到的影像资料进行存储。

　　过去人工巡河需要3小时，如今只需10分钟即可搞定。这种智能化无人艇的研发者就是广州工业智能研究院高级工程师熊俊峰博士。“无人机和无人艇组合使用，搭建起一体化的巡河模式，可以说是广州河道管理上的一次革命性提升。”熊俊峰说。经过11年磨砺，熊俊峰已经研发出四型无人艇，在环境感知、自主决策和自主控制方面均取得了重大突破。

　　文、图 广州日报全媒体记者 肖欢欢

　　无人艇巡河“面面俱到”

　　高效率高精度解放人力 推动城市治理智能化升级

　　熊俊峰今年34岁。他从小就对自动控制系统感兴趣，后来就业也选择了机器人方向。

　　熊俊峰介绍，水面无人艇（USV）是水上机器人的一种，是一种无人操控的水面特种作业船只。无人艇具有自主规划、自主航行能力，并且具有重量较轻、机动灵活、隐蔽性好、成本低、活动区域广等诸多优势。它能够执行污染或危险的任务，降低实操人员风险，还能够将触角伸入到禁区、浅水区或常规有人平台不能到达的区域。

　　他告诉记者，过去的河涌巡逻难以面面俱到，很多区域人不方便到达，这成为河涌治理中的“痛点”。而无人艇巡河不仅可以马上对河涌水质进行采集，搭载ADCP（声学多普勒流速剖面仪）的无人艇还能在线对河涌水文进行分析，将河涌水质、主要污染指标等核心数据回传到后方管理平台，如果在一个地区同时有几十艘无人艇在巡河，就能清晰掌握该地区当前的水质状况。“通过对该地区之前的水质进行分析，可以对河涌水质变化情况进行动态分析和溯源，如果有污染源还能精准锁定污染源。”

　　熊俊峰表示：“广州河涌众多，传统巡河方式要消耗大量人力物力，效率低、精度低、追溯能力弱，遇到高污染环境时，人工作业不具备可操作性；而巡河无人艇具有智能避障与自主航行的特点，无人艇搭载的高清摄像头可监测水环境状况，多参数水质检测仪、侧扫声呐、定位定向仪，可对水下水质、污染源暗管、水下地形地貌进行测量、排查，并将实时数据上传云平台，还能高效拍摄记录河道内是否有垃圾漂浮物、排污口、行洪障碍，还能解决人工巡河过程中难度较大的重点河道，提高效率与精度，大大提高巡河效率。”

　　他告诉记者，如今无人机和无人艇组合使用的巡河方式正得到越来越多的推广，极大解放了人力。过去河长巡完自己负责的河涌可能需要3小时，现在10分钟即可完成。熊俊峰自豪地说，通过无人艇和智慧水环境监管系统，搭配不同功能的采集与分析仪器设备，能为广州水环境治理提供智能化无人化整体解决方案。

　　此外，无人艇能够完成高频、实时的海量数据采集，大大节省人力，采样精度也随之提升。无人艇采集到的数据与实时画面还可以在线传递给各级指挥中心进行储存、分析，使水务管理效率提升。

　　记者看到，熊俊峰研发的这款无人艇只有1米长，重量也只有20公斤，在巡河时一个人就可以轻松扛着它。

　　“广州地处珠江口，海洋经济发展潜力巨大，仅南沙区就有300多条内河涌，无人艇的应用可为城市河涌的监测、管理提供新手段，推动城市治理的智能化升级。”他说。

　　与无人机拍档化身“救援神器”

　　助力洪涝灾害救援，还可助溺水者脱险

　　与此同时，熊俊峰研发出的无人艇还在洪涝灾害救援方面发挥出重要作用，堪称“救援神器”。他介绍，因为广东台风多，汛期较为容易出现洪涝灾害，在灾后救援方面，无人艇可以发挥很大作用。

　　当初研发救援无人艇，源自熊俊峰看到的一则消息：几位消防人员在执行救援任务时，因为受灾地区水况复杂，橡皮艇被割破，生命安全受到威胁。“当时我就想，如果能研发出一款侦测受灾地区清晰地貌的无人艇该多好，救援人员就不会涉险。”

　　熊俊峰研发出的这款无人艇驾驶速度很快，且艇载设备可以侦测到水深、水质，并通过声呐系统探测到水下是否有障碍物，进而绘制出救援区域的水下地图。“有了它，出现洪灾后哪个地区还有受困群众就很容易发现，无人艇开展洪涝灾害救援优势非常明显”。熊俊峰说。

　　南沙区河湖众多，也为熊俊峰做实验提供了天然场地。一有空他和团队就会带新研发的无人艇去做动力测试和避障测试。

　　不仅如此，无人机和无人艇的组合使用也在广东最近几年的洪涝灾害救援中发挥出威力。无人机巡航时间短，而无人艇巡航时间可达两个小时以上，两者取长补短。“无人机可以先在空中进行侦测，拍摄出受灾地区全貌，无人艇则可以随时开到水中任何一个受灾区域，而无人机还可以在无人艇上降落、充电。这样，无人机巡航时间短、难寻降落地点的难题就解决了，可以长时间在受灾地区开展作业。”

　　熊俊峰研发的智能无人艇如今也被广州多家有水上救援任务的机构采用。当发现有人溺水时，无人艇可以快速接近溺水者，伸出“一臂之力”——无人艇上有很多救援绳索，溺水者只要抓住绳索就可获救。

　　研发实验吃尽苦头

　　11年“磨”出四型无人艇

　　从2012年在中国科学院沈阳自动化研究所读博士开始，熊俊峰就开启了无人艇研究，2018年7月，他来到广州工业智能研究院做博士后，专职从事无人艇研究已有5年。

　　为了研发无人艇，熊俊峰吃尽苦头。一年中有很多时间，他都在河湖和海边做实验。前些年他在沈阳做无人艇实验时，冬天最低温度在零下，他还要拿着钢钎把冰面凿开，在冰冷的河水里一站就是一天。

　　有一次，熊俊峰和他的老师在做实验时，实验船失控冲向岸边，他老师也一下子掉进了水里。“我们是做船只无人控制系统，在算法成熟之前，船只很容易失控。有时正在做着实验，船就不知道跑到哪里去了。”熊俊峰笑着说。

　　2021年，熊俊峰团队在湖南一处自然保护区做无人艇深水区采样实验。当时，他们准备让无人艇执行水深20米的水样采集检测，无人艇上搭载着一个大水箱，由于操作失误导致水箱不稳，整艘无人艇都沉入几十米深的水底。当时，在几百米开外通过监控设备得知无人艇发生“沉船”事故，熊俊峰焦急万分，因为艇上搭载的很多设备都是他几年来研发的心血。最终，熊俊峰团队请了一支打捞队潜入水底，才将这艘“沉艇”打捞上来。

　　尽管实验过程煎熬，但当成果产出时，熊俊峰又觉得所有苦涩都是值得的。他在环境感知、自主决策和自主控制方面取得了重大突破，形成了多项核心技术，申请了10余项专利。

　　11年磨砺，他已研发出四型无人艇——SL900便携式多功能无人艇、SUR2500海洋测量无人艇、RS90水面救生机器人、SL110多功能无人艇，在环保、水文水利、测量测绘、巡逻应急、科教领域获得广泛应用。

　　无人艇前景广阔

　　观光游览无人艇年内将亮相

　　这些年，熊俊峰先后获得广州市科协“青年科技人才托举项目”青年科技人才、广州南沙新区高端领军人才（青年后备人才）、广州市高层次人才（青年后备人才）等荣誉称号。广州市人事服务中心在人才培养中给予了很大支持。

　　熊俊峰告诉记者，目前无人艇研发的核心难题主要有两个：一是要通过复杂的算法让无人艇能适应海上复杂的海况；二是要通过自动控制系统，让无人艇习得海上行驶规则，实现智能避障。

　　前后从事无人艇研究11年，熊俊峰说，进入这个行业越久，越觉得这个行业前景广阔。“2018年我专职进行无人艇研发时，国内还很少有无人艇生产企业，但最近这5年，国内无人艇生产企业已经增加到上百家。”他介绍，最近几年，无人艇应用领域已经向生态环保、测量测绘、水文水利、环卫保洁、海洋调查、农业养殖等领域不断扩展。

　　无人艇涉及到船体、传感器、导航、通讯、控制等多个方面，从无人艇设计、建造到应用和服务，都离不开产业链的支持，配套问题也在逐渐得到解决，各级政府也出台了多项政策鼓励和引领无人艇产业的发展。

　　熊俊峰当年来到广东发展，就是因为广东是海洋大省和经济强省，他坚信自己的无人艇技术在广东大有用武之地。熊俊峰表示，广东建设海洋强省，无人艇在其中能发挥重要作用。“广东有很多海洋牧场，无人艇携带水下测扫设备，就可以清晰掌握深海中海洋牧场的生态情况。”

　　此外，熊俊峰最近还参与研发出了国内首台甲醇燃料电池无人艇。这种无人艇长13.5米，单次可以续航两个小时，可在湖面或内河中进行无人观光游览，以后游客也可以乘坐该无人艇进行游览。按照计划，这艘游览无人艇将于今年内交付，届时将首先在佛山和游客见面。“这也是我参与设计的最大一艘无人艇。”熊俊峰说。