本刊記者 劉穎

中國無人艇行業(yè)完全依靠自主研發(fā)，已站在了全球無人艇市場的前沿。

張云飛

在7月初舉辦的第四屆中以科技創(chuàng)新投資大會上，云洲智能科技有限公司創(chuàng)始人、董事長張云飛受邀向與會者介紹了無人艇技術(shù)。在國際上與美國共同主導(dǎo)無人艇技術(shù)的以色列，何以對中國企業(yè)的觀點頗有興趣？

2007年，美國海軍發(fā)布《海軍無人水面艇主計劃》，制定了無人艇的船型、尺寸以及任務(wù)等標準，在全球范圍內(nèi)開啟了無人艇時代。此后，其關(guān)鍵核心技術(shù)主要掌握在美國、以色列的海軍研究機構(gòu)手中，并被技術(shù)封鎖。2014年，云洲智能的“領(lǐng)航者”號高速無人艇問世，標志著我國繼上述兩國之后，掌握了海洋無人艇的關(guān)鍵核心技術(shù)。2018年，央視春晚珠海分會場，無人車、無人機和無人船組成的“海陸空” 無人系統(tǒng)聯(lián)合展演，在夜色中的珠江上，云洲智能81艘1.6米長的小型無人艇，列隊穿過港珠澳大橋，并編隊組成“啟航”二字，驚艷國人。而在此前，全球范圍內(nèi)，進行過無人艇多艇協(xié)同作業(yè)的只有美國軍方，且無人艇數(shù)量僅為13艘。

2007年至今，中國無人艇行業(yè)‘十年磨一劍’，戮力創(chuàng)新，完全依靠自主研發(fā)，如今已實現(xiàn)了從技術(shù)追隨到引領(lǐng)的跨越，站在了全球無人艇市場的前沿。在日前接受記者采訪時，張云飛對我國無人艇技術(shù)的發(fā)展歷程做出了這樣的評價。

產(chǎn)品研發(fā)不斷提速

張云飛介紹，云洲智能于2010年注冊成立，是國內(nèi)最早專注于無人艇的高科技企業(yè)，其所有無人艇均為自主研發(fā)產(chǎn)品。成立后，該公司即針對全球無人艇發(fā)展現(xiàn)狀，結(jié)合自身實際，以無人艇在環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用為突破口，開展了自主研發(fā)，于2013年推出了具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的世界首艘環(huán)境測量無人艇，開始掌握自主航行這一無人艇的關(guān)鍵核心技術(shù)，張云飛也因此獲得全國創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽的總冠軍。

此后，通過“運用突破+技術(shù)積累”的模式，云洲智能產(chǎn)品研發(fā)步伐不斷加快。2014年，該公司攻克了海洋無人艇的技術(shù)難關(guān)，研制成功填補國內(nèi)空白的海洋高速無人艇“領(lǐng)航者”號。在當年舉辦的第三屆莫斯科國際創(chuàng)新發(fā)展論壇上，“領(lǐng)航者”號的模型被贈送給了中俄兩國總理。2016年8月，該公司又攻克了無人艇公開水域全自主航行技術(shù)，僅比美國晚19個月，技術(shù)水平位居國際前三。

2014年莫斯科創(chuàng)新論壇期間，張云飛（右二）將“領(lǐng)航者”號無人艇模型贈送給中俄兩國總理

多個領(lǐng)域大顯身手

張云飛告訴記者，近幾年來，隨著多型無人艇陸續(xù)問世，其在環(huán)境測量、海洋調(diào)查、安防救援乃至軍事應(yīng)用等方面都發(fā)揮了重要作用。作為環(huán)境保護部唯一的無人艇應(yīng)急小分隊，云洲智能無人艇在天津港大爆炸、甘肅隴西尾礦泄漏，以及河南西峽水污染等環(huán)境應(yīng)急事故處理中“大顯身手”，為此環(huán)保部先后三次致函感謝該公司。2017年，我國時隔40余年后再次啟動的對青藏高原大規(guī)模綜合性科學(xué)考察，云洲智能的無人艇也參與了此次地球“第三極”大科考。

云洲智能無人艇在南極作業(yè)

尤為值得一提的是，在去年11月啟動的我國第34次南極科考過程中，云洲智能研制的國內(nèi)首型海底探測無人艇M80B，伴隨著“雪龍”號破冰逐浪，遠赴自然條件惡劣的難言島海域。這片亟待探索的區(qū)域氣候條件嚴苛，海洋動力環(huán)境復(fù)雜多樣，給“雪龍”號的航行帶來了極大挑戰(zhàn)。這意味著，若使用傳統(tǒng)的載人測量艇實施水下地形測量作業(yè)，將存在很大風(fēng)險。而M80B無人艇歷時14個小時，出色地完成了5平方公里海域多波束全覆蓋海底地形測量任務(wù)，不僅填補了該區(qū)域的數(shù)據(jù)空白，更為船舶極地航行、我國第五座科考站建設(shè)提供了基礎(chǔ)空間地理信息數(shù)據(jù)。

技術(shù)趕超世界水平

那么，與美國及以色列相比，我國的無人艇技術(shù)究竟處于何等水平？張云飛表示，截至2017年底，云洲智能已擁有專利和專利申請100多項，其中有PCT國際專利3項、發(fā)明專利57項，占全球無人艇專利總數(shù)的27%。這意味著，云洲智能已先后突破了自主控制、集群控制、總體設(shè)計、隱身設(shè)計、納米材料、遠程通訊等一系列無人艇關(guān)鍵技術(shù)。其中，自主控制、新型材料、綜合設(shè)計及總體設(shè)計（系統(tǒng)集成）更是無人艇的“3+1”關(guān)鍵核心技術(shù)。

“我國與美國、以色列的技術(shù)差距正進一步縮小?！睆堅骑w表示，云洲智能于2016年底掌握的“公開水域無人干涉情況下全自主航行”技術(shù)，其核心控制技術(shù)目前與世界頂尖水平的差距只有一年多。不僅如此，在自主航行、智能避障、協(xié)同控制等幾項技術(shù)上，該公司已經(jīng)實現(xiàn)了世界領(lǐng)先。

云洲智能無人艇在南極作業(yè)

掌握技術(shù)，更要掌握標準。為促進行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展，云洲智能主持編制了行業(yè)標準6項。2017年底，中國船級社（CCS）發(fā)布《無人水面艇檢驗指南》。據(jù)此，“瞭望者”號警戒巡邏無人艇獲得了CCS頒發(fā)的全球首張無人艇原則認可證書，標志著我國無人艇行業(yè)開始規(guī)范有序發(fā)展。而《指南》的編制工作，云洲智能作為唯一的企業(yè)單位曾積極參與。張云飛告訴記者，目前該公司還正主持編寫多項國家環(huán)保無人船行業(yè)標準、國家海洋無人船行業(yè)標準等。

編隊協(xié)同控制國際領(lǐng)先

與船舶不同的是，對無人艇而言，除了每型產(chǎn)品的技術(shù)水平，多艘無人艇組成的編隊的協(xié)同控制能力也至關(guān)重要。張云飛介紹，在無人艇編隊中，每艘艇所受的風(fēng)、浪、涌、流都不一樣，為形成特定編隊形式或保持隊形，每艘艇都必須隨時隨地比對計劃路徑與行駛軌跡，并實時進行自動控制修正；而要實現(xiàn)短時高效的隊形變換，每艘無人艇就必須根據(jù)自身的環(huán)境情況，自主規(guī)劃并選擇最優(yōu)、最短路徑，以抵達編隊位置。這意味著，編隊中的每艘無人艇都擁有一個獨立的“大腦”用來“思考”，因此，其相互之間的通信及在時間、空間上協(xié)同就成了重中之重。

美國海軍曾在2014年8月的一次演習(xí)中實現(xiàn)過13艘無人艇的蜂群作戰(zhàn)測試，為一個重要的目標母艇保駕護航。這是截至目前公開消息中國外最大規(guī)模的一次無人艇協(xié)同編隊。不過，這13艘無人艇只有5艘擁有自己的“大腦”，可實現(xiàn)自動控制，其余8艘則是被遠程遙控的。

相比之下，云洲智能今年2月在其萬山海上測試場實現(xiàn)了56艘無人艇協(xié)同編隊，不僅每艘艇都有獨立的信息綜合處理能力和決策能力，還完成了無人艇集群的隊形保持、動態(tài)任務(wù)分配、隊形自主變換、協(xié)同避障和容錯控制等測試科目，實現(xiàn)了艇群從被動協(xié)同到主動協(xié)同的升級。這在世界范圍尚屬首次，標志著我國無人艇的協(xié)同控制技術(shù)已達到國際領(lǐng)先水平。

而這意味著，在水底測繪、大尺度物理海洋同步觀測、海洋調(diào)查、石油勘探、水下搜尋探測等方面，多艘無人艇可以在大面積水域協(xié)同編隊，進行不留間隙的“掃描”，從而使水上作業(yè)效率得到大幅提升。

“以無人艇為代表的水面機器人將顛覆海洋領(lǐng)域傳統(tǒng)的作業(yè)方式?！鼻罢靶袠I(yè)的發(fā)展，張云飛表示，在不久的將來，無人艇將憑借更高效、更經(jīng)濟的優(yōu)勢，以新型任務(wù)載荷、新型作業(yè)方法、高密度集群協(xié)同等前所未有的方式，改變和推動海事業(yè)的發(fā)展?！拔磥沓錆M變數(shù)。唯一不變的，是中國企業(yè)必須掌握關(guān)鍵技術(shù)，不斷迭代更新無人艇技術(shù)和產(chǎn)品，從而在競爭中保持領(lǐng)先?！薄?/p>

云洲智能“極行者”號無人艇在南極開展測繪作業(yè)