无人船舶，扬帆智慧海洋

王荷醒

近年来，无人车、无人机逐渐进入人们的生活场景，智能化、自动化成为了目前工业产品更新研发的重要方向。相似地，在船舶领域也存在“无人船”，但在目前的市场上还并不普及，主要应用于海洋调测和防务领域。来自海南科技职业大学的谭强和他的小伙伴们就对“新型辅助无人船系统”进行了将近两年的探索，他们大胆创想、动手创造，用专业知识、技能对无人船操作系统进行完善升级，在第十八屆“挑战杯”黑科技专项赛中以“无人船舶”乘风破浪，被评为恒星级作品。

观察+思考，从实际出发

从2022年3月开始组建团队、攻关科研，在不断的思考和改进下，新型辅助无人船系统的研究项目已经斩获多项省级、国家级大奖，还取得了外观设计发明专利及实用新型发明专利。团队成员中，谭强、羊辉博来自海事学院，张雅欣、文菲菲、张青方、董书豪来自信息工程学院，蔡瑞锦来自机电学院，成员们发挥各自的专业优势和个人能力，分别负责代码编写、模型制作、新媒体宣传、市场运营等方面的内容。谭强介绍，在长周期的研究中，每个成员需要按照分工职责积极发挥个人特长：“比如，航海技术专业的同学们主要进行项目核心技术的搭建，大数据工程技术专业的董书豪负责编程、代码，机械制造及自动化专业的蔡瑞锦完成硬件产品的制作，新媒体专业的同学主要负责产品外观设计、宣传推广。”

谭强是该项目的主要负责人，既要在软硬件研究上提供技术支持，帮助队友完成技术攻关，还要完成团队管理、沟通联系专家等工作，以保证项目进度正常进行。作为航海技术专业的学生，该选题最初来自他对本专业内容的学习和探索，以及对无人船领域的观察：“目前，无人船产业在国内仍处于起步阶段，随着人工智能和物联网技术的进步，我们相信无人船将在未来航运或者科考发挥巨大作用。”随着队伍组建完成，队员们对该方向内容进行讨论、构思、分工合作，渐渐地明确了未来研究的方向。

他们选择研发新型辅助无人船系统，旨在解决传统船只及无人船应用中存在的许多问题，如传统航运中人力成本高、无人船运输时的安全、效率问题。通过研究无人船技术，他们不止是在制造一个“遥控船”，而是试图提高船只的自主性和智能化水平，为航运业带来一定的改变。在“新型辅助无人船系统”的研究中，团队设想其主要应用于环境探测、船舶海难救援、无人驾驶船舶短距离运输等，在设计和测试上也主要围绕这几个功能展开。“比如环境探测中，我们可以在无人船上进行航行路线的函数设置，并在船体上装载专业工具，就可以解决南渡江水藻泛滥的问题。”谭强表示，创意从来不是空穴来风，解决实际问题、市场痛点，才是当今创新创业实践的正确方向。

克服“挑战”，实践创新

在一年多的“长战线”中，技术的壁垒也曾让大家退缩，一度想要放弃，但在队长的鼓励、专家的支持下，队员们还是坚持了下来，完成了一个个技术攻关。谭强回忆，成员们会定期召开例会进行进度汇报和总结，遇到问题也及时沟通、共同解决：“在实验中，我们充分发挥各自特长，在出现技术难题时，会一起在实验室进行沟通交流，大家经常熬夜到凌晨，在有效的沟通和专家的支持下，我们得以不断改进。”在项目过程中，团队成员展现出了高度的创新思维和持续探索的精神。他们充分发扬“挑战杯”精神，不断学习、利用现有技术，使无人船从一个简单的模型到如今能够实现自主导航、智能避障、精确定位等自动化功能。

谭强介绍，无人船的核心技术是GNC系统（控制、导航和规划），主要通过GPS定位系统感知船舶的自身信息，装载摄像头等感知环境信息，再利用IMU惯性导航系统进行航程规划、计算，即使在风浪流的扰动下也能实现闭环的驱动。同时，他们从驾驶员视角出发，引入BOP船舶智能避碰模型，实现船舶碰撞危险度的精确计算，形成有效的避碰决策模型。“智能化控制、多元传感采集、高精度定位、通过机器学习自主决策，这四个部分是我们在技术上的主要创新点，这些创新点使无人船在复杂环境下具有较高的稳定性和可靠性，有效提高了无人船的智能化。该成果在生产实践上也有十分广阔的前景，通过提高无人船的安全性、效率和性能，有望应用于海洋监测、救援和环保等领域。”

除了设计、开发，团队还不断进行实地测试和实际应用。从实验室到实地测试，团队成员不断提升程序精确度，无人船已经可以在无人为操控的情况下按照既定航线进行航行，并自动避让障碍物。

创新，一直在路上

谈到项目成就，谭强自信满满。他自信的底气来自于队友们无数个日夜的并肩奋斗，来自于一年多以来拿下的一个个沉甸甸的奖杯：“我最自豪的成就是在项目成功完成了当前阶段的所有任务并取得了优秀的成绩，至今已经获得国家级奖项3项（第二十五届中国机器人及人工智能大赛国家级二等奖、第六届中华职业教育社创新创业大赛国家级银奖以及2022年获大学生创新训练项目国家级立项等）、省部级奖项5项（2022年海南自贸港创业大赛院校学生专项赛三等奖、第九届中国国际互联网+大学生创新创业大赛海南赛区铜奖等），且产品质量、创新方向、市场应用得到了评委的一致好评。这让我们证明了项目的实用性和团队的实力和协作能力。”从校赛、省赛到国家级比赛，他们不断精进、更新，在和其他团队的交流、碰撞中，也得到了自我能力的提升。

作为团队的指导老师之一，喇全恒老师认为这是一个很有前瞻性和实际意义的选题，对这一内容的研究彰显了团队成员的洞察力和执行力：“在指导这个团队的过程中，他们最大的优势是敢于挑战和创新。他们不仅积极学习相关技术，还在实践中不断优化和改进方案。最大的成就是成功研发出具有自主知识产权的无人船系统，并在实际应用中取得了良好的效果。”

即使拿下了挑战杯的荣誉，创新实践也不会止步于奖项，他们还希望将项目落地成公司，推动实验室成果向产业化转化，但目前仍存在资金、人力方面的问题。尽管存在一定困难，团队成员也不曾放弃。未来，这个无人船项目还将作为谭强2024年毕业的毕业设计继续进行优化，目前团队还尝试在无人船上装载水质检测仪器，尝试对水体质量进行实时分析，未来可以应用在环境保护、水产养殖等方向。

未来智慧海洋的建设离不开无人船系统的应用。它们将为海洋科学家、海事工作者和环境保护者提供更广阔的视野和更丰富的数据，助力他们更好地了解海洋生态、探索未知领域。通过合作与创新，我们可以共同开创智慧海洋的新时代，为人类和地球的可持续发展贡献力量。我们相信，当前新型辅助无人船系统的研究将为未来智慧海洋的新蓝图添砖加瓦。

对话：

现代青年：经过几年专注于这一项目的研究和实践，你在创新实践方面有什么收获吗？

谭强：通过大挑项目，我深刻认识到创新和实践是推动科技进步的关键。本项目聚焦新型辅助无人船系统，致力于解决现有无人船操作复杂、效率低下的问题。在项目实施过程中，我们团队充分发挥创新精神，不断尝试和优化方案，最终成功研发出一套操作简便、性能优越的无人船辅助系统。

实践过程中，我们不仅掌握了大量有关无人船技术和水域环境的理论知识，还通过实地测试和数据分析不断完善方案。创新和实践的经验让我们认识到，只有将理论应用于实际，才能真正发挥科技的潜力。此外，项目中的团队合作和沟通也至关重要。我们通过紧密协作，共同应对各种挑战，最终实现了项目目标。

作为一名年轻人，我会将创新和实践精神融入到今后的学习和工作中，为科技进步贡献自己的力量同时，我也将珍惜团队合作的机会，不断提升自己的沟通和协作能力，以期在未来的项目中取得更好的成果。

现代青年：结合你的经验，你想给其他有志于创新创业的同学们提出什么建议？

谭强：首先是建议大家从自己的专业进行探索。因为我们只有热衷于研究自己的专业，踏踏实实地学好专业的知识、技术，才能更好地将理论和实践结合起来。

第二，在实践中要认清科教兴国、人才强国等时代背景，结合现代人工智能、AI、高速算法等角度，转变传统应用观，打破现有市场的空白，解决实际问题。

第三，即使是很小的项目、未知其正确与否的项目，希望大家在研究中不要气馁。大学就是在不断试错，只有勇于探索、勇于创新、敢想敢做，才能真正激发出自己的潜能。

现代青年：该项目在“挑战杯”的成功对学生们有怎样的启示？对学校创新创业氛围是否有影响？

喇全恒：項目成功让学生认识到创新和实践的重要性，激发了他们投身科研和创新的兴趣；同时提高了学生的综合素质，培养了他们解决实际问题的能力。项目成果在学校内部产生了良好的示范效应，提升了整体的科研氛围。希望同学们能够以此为榜样，积极参与到科研和创新活动中，为我国科技发展贡献力量。