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安慶師范大學:本科生“接力” 破解管道檢測難題

2024年05月15日08:33 | 來源:科技日報
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原標題:安慶師范大學:本科生“接力” 破解管道檢測難題

“我們組建科研團隊,研發出具備智能識別功能的管道機器人。”近日,安徽安慶師范大學(以下簡稱安慶師大)計算機與信息學院教授艾列富告訴記者,他們研制的管道智能檢測機器人拿下多個國家級、省市級獎項。

這支科研團隊由11名本科生組建而成,從2019年起,他們就開始研究城市管道檢測。在艾列富和安慶師大計算機與信息學院高級實驗師陳春生的指導下,2023年下半年,團隊成功研制出智能管道檢測機器人,5年科研接力有效解決城市管道檢測難題。

研發這款智能機器人經歷了哪些過程?面對技術難題,團隊成員如何沉下心鑽研?帶著這些問題,記者來到安慶師大計算機與信息學院實驗室進行探訪。

科研“接力棒”持續傳遞

2019年,艾列富和陳春生通過調研發現,當前城市管道檢測工作多依賴人工,但許多管道尺寸狹小,存在諸多安全隱患。此外,市面上的管道機器人功能局限於視頻傳輸,無法精准定位管道缺陷部位。基於此,艾列富和陳春生決定組建一支科研團隊,研發具有智能識別功能的管道機器人。

很快,以計算機科學與技術專業2019級本科生陳少川為團隊負責人的本科生科研團隊組建起來,開始管道智能檢測機器人的研發。跑代碼、測數據、寫報告……團隊成員們除了上課,其余時間基本待在實驗室裡。他們各司其職,不斷推進項目工作,合力解決了一個又一個難題。

其間,因陳少川畢業,安慶師大智能科學與技術專業2020級本科生劉佳楊從他手中接下了科研“接力棒”。2022年,劉佳楊臨近畢業,同專業2021級本科生劉勇琦繼續這場科研“接力長跑”。

運動模塊控制、PC端可視化界面、目標檢測精准度……劉勇琦及其團隊成員通過自學和老師的幫助,學習智能機器人研制過程中涉及的課外知識,解決相關研發難題。

在此期間,團隊使用了YOLO算法等技術和“樹莓派”等平台。其中,YOLO算法主要幫助檢測管道內的缺陷﹔“樹莓派”是一種微型電腦,充當控制平台,控制小車的行駛,同時採集管道內的圖像。“正是有了它們的幫助,我們研發的智能檢測機器人才能在管道中‘如魚得水’。”劉勇琦說。

2023年下半年,團隊終於成功研發出智能管道檢測機器人。與市面上大部分管道檢測機器人僅支持觀測管道狀態不同,智能管道檢測機器人增加了管道缺陷位置的自動識別和主動定位,通過傳感器、攝像頭等設備獲取管道內部信息並實時傳出內部視頻影像,直觀反映破損、淤堵等情況。小巧靈活的機器人鑽進管道“把脈問診”,通過無線通信實時傳達“病情”,從而幫助城市管理人員“對症下藥”。

2023年底,“接力棒”再次交接,安慶師大計算機科學與技術專業2022級本科生周世翔帶領團隊繼續科研。至此,共有11名本科生參與團隊科研。

在之前研究基礎上,周世翔及其團隊進一步迭代升級相關技術,增加了車載雷達,使機器人進入管道檢測到維修點后能夠迅速建立三維模型,標明位置坐標,幫助維修人員更精准地觀測管道內部狀態。

“在遞出‘接力棒’之前,我會竭盡全力把這段路‘跑’好。”周世翔說。5年裡,團隊成員換了一批又一批,但科研“接力棒”仍在傳遞。

創新活力不斷激發

記者在採訪中了解到,安慶師大智能管道檢測機器人科研團隊的成功並非偶然,而是與學校的支持和老師的鼓勵引導息息相關。

“管道智能檢測機器人項目得到了學校的高度重視和支持。這是師生聯合開展科研工作的一個縮影。”安慶師大校長彭鳳蓮在接受記者採訪時說,“學校建立了教研一體、學研相濟的科教協同育人機制,引導和鼓勵師生積極參與科技創新。”

安慶師大科研處處長江貴生介紹,近年來,學校高度重視科研工作,加大高水平成果激勵力度,出台了《關於進一步加大科研激勵的八條舉措(暫行)》等文件,極大地激發了師生的科研積極性。

“鼓勵本科生參與科研是安慶師大多年的傳統。”彭鳳蓮表示,學校專門出台科研創新團隊建設與管理制度,建立健全科研創新平台向本科人才開放的長效機制,鼓勵學生走進實驗室、參與課題研究,吸納優秀學生參與科研工作,提升學生的科研素養,增強他們的創新意識。

同時,學校也鼓勵廣大教師把最新科研成果引入課堂,不斷更新教材內容,積極開展課程建設,將最新科研成果轉化為教學資源,實現科研反哺教學。

正是在這些措施的推動下,安慶師大的學子們在各類競賽中屢獲佳績。2020年以來,學校師生科研團隊獲得國家級獎勵80余項、省級獎勵2300余項,獲批國家級大學生創新創業訓練計劃項目200余項、省級項目500余項。

“我們將錨定高水平大學建設目標,切實發揮科研育人的重要作用,進一步加強科技創新平台建設,引導師生積極參與科研訓練,培養團隊精神和協作意識。”彭鳳蓮表示。

(記者 洪敬譜 通訊員 范龍超 葉子怡)

(責編:郝孟佳、李昉)

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