一台智能手机,摇身一变成了水下机器人的大脑和眼睛,听起来是不是有点离谱?可这事千真万确,还顺带拿下了一项吉尼斯世界纪录。
先说主角。TH-618,西北工业大学研发的水下自主航行器,体重5.14公斤,个头不大,本事不小。垂直升降、原地转向、水里悬停、贴着地形走、认地标,样样都会。这些动作靠什么完成?官方给出的答案让人眼前一亮:手机摄像头负责看,手机芯片负责算,手机操作系统负责调度。一套普通消费级硬件,硬是被玩出了新花样。
要知道,干这一行的老规矩历来是堆硬件。惯性导航系统打底,水声定位跟着,多普勒测速仪再帮衬一把。代价呢?一台军用级惯导的价钱,够买一辆家用轿车。西工大的年轻人偏偏不信邪,走了一条省钱的野路子,把成本和重量双双砍了下来。穷则思变,变则通,这话放在技术圈一样灵验。
8月29日,该校友谊校区的室外游泳场,116艘TH-618挨个下水。吉尼斯认证官就在旁边盯着,34分钟编队航行,500多米的距离,中间没有一个人碰过遥控器。“最多水下自主航行器同时航行”,数字定格在116
。
纪录是真的,含金量却得掰开了看。
测试场地是游泳池。水是死的,看得见底,边界画得清清楚楚。真正的海呢?浑浊、有浪、有洋流,光进去都得褪一层色。同样一颗摄像头,研究数据摆在那儿:清澈池水里有效工作距离9.8米,高浑浊海水里掉到4.8米,直接砍半。编队靠的是近距离看清楚身边的伙伴,间距假设2米,池子里余量足足有5倍,海里只剩2.5倍不到。余量一压缩,队形就得散,间距拉远了又怕看丢,两头为难。
水不动还是另一回事。东海的洋流常年0.5到1节,个别海峡能飙到2、3节。航行器被水流推着走,画面里全是运动模糊,这时候手机摄像头的反应速度还顶不顶得住?没人给过答案。续航账也得重算,标称30公里、8小时起步,那是静水里的理想值。洋流不停消耗能量,功率得多烧三到五成,8小时大概率缩成5、6小时。上百台设备的布放回收更是大工程,泳池边人工往下递容易,军舰甲板上同时放百八十台,完全是另一门学问。
那为什么不直接下海试?问得好,可惜急不得。
水下环境有个天生的死结:无线电传不进水里,GPS信号够不着海底。天上飞的无人机有雷达有卫星保驾护航,水下的家伙什么都没有,纯靠自己的传感器摸索。116台挤在一起游,头号任务是别撞车。TH-618靠的是一套“具身智能自适应纠偏机制”,跑偏了自己察觉,受扰了自己调整,摔了跟头自己爬起来归队,全程不等人下命令。
泳池恰恰是检验这套机制的最好起点。环境最干净,干扰最少,算法的底子行不行,先在这儿见真章。池子里都游不成队,海里更没戏。这不是糊弄,是脚踏实地的头一步。只是头一步离终点还远着呢,水温分层、生物噪音、航运噪声,泳池里统统遇不到,海里样样躲不开。
这支团队从2010年就在水下感知这条路上埋头苦干,二十多年的家底,才换来这一场34分钟的表演。起点不低,路途更远。
纪录证书上写的是116台,可数字背后的条件才是真功夫。泳池练出来的本领,得拿到东海去淬火。海试数据、算法打磨、工程化落地,哪一样都省不了。吉尼斯量不出泳池到大海的距离,这段路,得靠一台台机器亲自去蹚。