水下搜救领域的智行者——引领水下机器人技术应用的新一轮革新
（文/孟娇）上海海事大学的水下机器人与智能系统实验室自从2007年6月成立以来，始终秉承着“立足海事行业，专注海洋工程领域，开拓水下机器人技术前沿”的科研精神，潜心于水下机器人的关键技术研发和社会服务。
作为实验室技术骨干的颜明重博士，是物流工程学院电气工程系的副教授，承担了多项与水下机器人相关的科研任务和相关的教学工作。在水下机器人与智能系统方向的科研工作中，他作出了卓越贡献。颜老师在学术和发明领域成绩斐然，其“基于深度学习机器人的水下目标视频系统”颇具亮点。本文将详细介绍该系统的特色之处，同时探讨开发过程中遇到的困难以及团队克服这些困难的方法。
颜明重老师在水下机器人领域耕耘多年，他拥有几项重要的专利，其中包括“无人水下机器人串行通信与故障诊断装置”和“水下机器人传感器信号采集与显示装置”。这些专利的发明对于水下机器人技术的发展具有重要的意义。它们为相关行业的发展带来了新的突破点，为我们的未来带来了更加精确和可靠的技术工具。
颜明重老师在水下目标搜救现场操作水下机器人
此外，颜老师拥有多项极具价值的计算机软件著作权，其中“多源信息融合海洋目标分类识别系统软件”和“基于深度学习机器人的水下目标视频系统”尤为引人注目。这些成果的开发与应用，在现实中有着重要作用，不但推动了相关技术的发展，也成功地服务了社会。
多源信息融合海洋目标分类识别系统软件将声纳、航海雷达、GPS、电子海图、遥感卫星、船舶视频监视器等信息融合在一起，能够对特定海域内的水面和水下目标的监管分选、分类和识别，为海事和渔政等部门应用提供综合决策信息。
“基于深度学习机器人的水下目标视频系统”，最大的亮点在于用人工智能的方法来提高水下机器人的水下目标的检测和识别能力。经过学习训练的深度神经网络模型可以在水下图像和视频中自动检测各种水下目标，达到非常高的准确率和跟踪精度。在实际应用中，该系统为水下生物观测、水下目标搜索以及海洋生物捕捞等应用提供更加智能的视频信息。这项技术的推广和运用可以帮助相关从业者减少水下作业的困难。
然而，在开发这一系统的过程中，颜明重老师和他的团队面临了诸多挑战和困难。水下环境的复杂性和不可预测性，使得目标的识别和跟踪变得十分困难，比如水体浑浊和光照微弱使得水下机器人的光学成像质量在不同水下环境中表现出极大的差异性，给目标的检测识别的准确性带来极大的挑战。为了解决这些问题，颜老师和他的团队深入研究了多种人工神经网络模型，开展了模型和算法的横向比较和纵向优化等研究工作，采集了不同水下环境中的多种目标的图像和视频，建立了庞大的水下目标图像和视频库，进行了大规模的神经网络模型训练，最终成功地开发出了“基于深度学习机器人的水下目标视频系统”，从而使得水下机器人具备了高准确率的目标检测和识别的智能视觉。
最终，经过不懈努力和不断改进，他们回望这段曲折的历程，颜老师感慨道：“在研发过程中，我屡次经历了自我怀疑的挣扎。然而，当我看到这些成果真正应用于实际场景时，我深刻体会到，所有曾经为之付出的辛勤汗水都是值得的。”
带领学生开展水下机器人的水池实验
指导研究生的课题研究
颜明重老师的学术成就和发明成果在社会服务方面得到了推广。2010年8月荆门凶杀案证物沉于漳河水库，警方数月搜寻无果。警方在数个月内，多次派遣蛙人和重装潜水进行水底摸索，还调遣数十艘船一字排开，开展水下滚钩（类似于水下爬犁的方式）搜索，均告失败。12月3日，上海海事大学的颜明重老师带领数名研究生，以及随行的两台水下机器人和相关的水下探测设备，开始对漳河水库中超过100万平方米范围的相关水域展开水下搜索工作。漳河水库是中国第九大人工湖，总库容20.35亿立方米，水域面积104平方千米，水库的库底地形十分复杂，水深落差在3米到60米之间，有深壑、狭缝、陡坡、断壁残垣、乱石堆、烂泥地和丰茂的水草。正是这些复杂的地貌使得前期警方投入的水面搜捞工作无功而返，这也给水下搜索团队带来了巨大的挑战。在搜索工作开展的前两天，团队携带侧扫声纳和水面定位设备对整个可疑水域进行水下地貌测绘和水面定位，从获取的水下声纳图像中进行深入的分析，划定了数十处可疑的区域。从第三天开始，颜老师操纵着水下机器人（ROV）在复杂的水下地形中开展地毯式搜索工作。到了第七天，颜老师通过机器人发现蛇皮袋及疑似证物，为破案带来关键线索。水下搜索工作进行到第九天，天色变黑且水面翻起大风浪，队员又累又冷，刑警队长劝搜索队收工，但颜老师争取再搜索一刻钟。在这关键的15分钟里，水下机器人在近40米深的水下搜索，在即将收工之际发现了警方寻找的最重要证物。此次上海海事大学水下机器人团队顺利协助湖北警方完成水下搜索任务，不仅是一次高校科研团队走出实验室服务社会的典型案例，同时也是国内首创利用缆控水下机器人在大范围复杂深水环境中寻获特定小目标的成功案例。
水下机器人传送到水面控制台屏幕中所显示的证物
颜明重老师是无数个投身于科研事业的研究人员的缩影，他们默默耕耘在角落，无私奉献着，应该得到更广泛的认可和赞赏。颜老师的各项成果为水下工程、海洋研究和保护提供了有力支撑，同时，他那勇于创新与钻研的精神也激励着其他科研工作者不断前行。
