海洋的总面积占到地球表面积的71%,了解海洋能更容易的研究深海生物群海沟的形成和演变,深海拥有丰富的油气、矿产、生物、化学及空间等资源,是地球上唯一未被人类充分开发利用的广阔区域,有着无限的开发潜力。建设海洋强国,必须走向深海,深海进入、深海探测、深海开发是我国走向深海的三部曲。当前,国际深海勘探竞争日益激烈,各国围绕海底资源开发权展开技术博弈。我国虽已获得部分矿区的专属勘探权,但自主深海探测技术与装备仍存在短板,亟需突破多模态感知、高精度目标检测与智能决策等核心技术。
“沧溟智梭”无人深海潜水器是我国首款深度融合具身环境多模态感知技术的智能深海探测装备,旨在突破深海极端环境下的自主作业瓶颈,实现自主巡航、高精度探测与智能采样,显著提升我国深海资源勘探能力,助力海洋强国战略。
“沧溟智梭”团队负责人宋丹妮,在导师和学校的支持下,她与团队充分利用学校实验室资源和校企合作平台,脚踏实地开展海洋探测传感技术研究。
作为本科生科研团队,他们从基础理论学起,在导师指导下逐步掌握多模态感知、强化学习等关键技术。为了验证算法效果,团队长期驻扎实验室,反复调试传感器数据融合方案。“学校的科研平台让我们能接触到前沿课题,但每一步突破都需要扎实的工作。”宋丹妮在项目总结中这样写道。
“沧溟智梭”通过具身环境多模态感知技术,实现深海环境下的感知-决策-执行闭环优化:
感知层融合声呐、LiDAR、可见光等多源数据,动态生成“环境熵值”评估环境复杂度,并通过跨模态GAN补全缺失数据与时空自注意力对齐,构建高精度融合图谱(地形误差±5cm,目标识别精度提升40%);
决策层基于强化学习动态生成最优路径与策略(强流扰动场景决策成功率92%),结合增量式元学习迭代优化环境熵权重与知识库规则,适应未知地形与突发干扰;
执行层依托融合图谱驱动机械臂实现毫米级采样(抓取成功率88%),实时反馈执行状态至感知层,形成闭环自主进化体系。
优化层:增量式元学习根据反馈数据调整环境熵权重,更新知识库关联规则,迭代优化后续感知与决策逻辑。
该技术突破深海极端环境感知瓶颈,首次实现从“被动响应”到“自主进化”的跨越,显著提升勘探效率与适应性。团队负责人宋丹妮已拥有三项技术支撑,两项发明专利《一种基于多种传感器融合的测控系统和测控方法》和《一种具身环境中的多模态感知与交互方法及装置》受理审查中,一篇EI会议《Multi-sensor Information Fusion Target Using Generative Adversarial Networks for Lidarand Visible Image Fusion》收录于International Conference on Mobile Networks and Wireless Communications(ICMNWC-2025),为项目发展赋能。
“沧溟智梭”通过具身环境多模态感知技术的深度融合,首次实现深海装备从“被动响应”到“自主进化”的跨越,为我国深海资源开发与科学研究提供核心技术支持。
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