一輛微縮無人車模型周身環繞著數個黑色“眼球”，能360度感知環境﹔水槽中，一台小型水下機器人正通過可見光信號，與水面設備進行高速“對話”……這是記者日前在大連理工大學遼寧省泛在網絡與服務軟件重點實驗室看到的情景。

據實驗室主任樊鑫介紹，實驗室有77位全職人員，主要研究方向是泛在網絡、智能軟件、海洋信息處理等。數據顯示，實驗室累計獲得研發經費2.33億元，承擔重大重點類項目20余項，獲專利310項。

讓機器“看得准”又“看得懂”

“攝像頭相當於人的眼睛，我們開發的軟件能夠模擬大腦功能，讓機器既‘看得准’又‘看得懂’。”實驗室研究員仲維說。

“以前的攝像頭精度不夠、不耐‘折騰’。”仲維說，“受天氣溫度變化影響，硬件熱脹冷縮會改變攝像頭之間的物理距離，造成程序計算攝像頭位置坐標產生誤差。如今，我們研發的算法能夠消除這類誤差，使攝像頭的環境適應性大幅提升。”

在實驗室展示區，車載相機模組的“四目”設計格外亮眼：兩組可見光攝像頭構成基礎“雙目”，另搭配兩個紅外攝像頭。“無人車執行任務時，車載相機模組硬件可與紅外/可見光融合感知算法相互配合，使無人車無論白天黑夜都能夠識別障礙物，實現安全行駛。”仲維解釋說。

與車載相機模組類似，實驗室研發的室內機器人採用“三目”設計：兩組可見光攝像頭搭配一個主動紅外發射器。仲維為記者現場演示：在關閉紅外發射器時，由於缺少了顯著“錨點”，機器人無法測量其與白牆之間的距離﹔開啟紅外發射器后，白牆上形成特殊光點，機器人能夠精准定位這些“錨點”的坐標，進而反演推算出與牆之間的距離。

樊鑫指著室內機器人說：“依靠實驗室研發的智能軟件，在養老健康監測場景下，室內機器人還能精准識別老人跌倒、監測老人異常情緒與行為，真正做到‘看懂’場景。”

記者注意到，展櫃中陳列的水下機器設備僅配備了兩組可見光攝像頭。“在水下環境中，紅外攝像頭的紅外成像能力會失效。”仲維解釋說，目前，實驗室正在攻關聲吶與可見光融合技術，持續拓展機器視覺邊界，讓設備在漆黑的海底也能實現對周圍環境的清晰感知。

“未來十年，我們將持續迭代攝像頭與其配套算法，為其拓展更多應用場景。”實驗室教授羅鐘鉉說。

光通信破解水下高速傳輸困局

走進實驗室的水下測試區，記者聽到細微的水流聲，隻見一個小型水下機器人原型在水槽中懸浮。

當記者問起水下機器人的通信方式時，實驗室副主任王雷說：“它主要靠光通信模組進行通信。光通信模組通過可見光信號向水下機器人傳輸信息，光能照到的地方通信就能覆蓋到。”

“傳統水聲通信速率低、延遲高，無法滿足高速傳輸需求。”王雷指著水下機器人光通信模組介紹，團隊研發的水下光通信及組網技術，解決了水下通信痛點，其核心突破在於“多跳”組網。

“光通信的‘多跳’組網指的是信號能從一個節點傳到另一個節點，再到下一個節點，一個個節點可以接力，形成‘多跳’組網，從而覆蓋整片海域。”王雷解釋，“‘多跳’不是簡單的信號傳輸，而是像互聯網路由一樣，讓網絡無處不在。我們研究的目標是，實現空中、水面跨域通信，最終構建海陸空一體化立體泛在網絡。”

王雷告訴記者：“過去，水聲通信經常是每秒只能向水下機器人傳輸幾個字節。現在，我們的光通信的‘多跳’組網讓水下機器人實時協同成為可能。”王雷告訴記者，團隊研發的水下光通信及組網技術獲2022年日內瓦國際發明展金獎、2022年世界物聯網大會創新項目獎。2023年，實驗室的相關成果已用於支撐進行海洋監測的水下智能機器人集群作業。

王雷透露：“目前團隊正推動水下光通信標准制定，目標是讓泛在網絡從實驗室走向‘深藍’。”

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研發多款“軟件+X”應用產品

“人才是創新的核心驅動力。”大連理工大學遼寧省泛在網絡與服務軟件重點實驗室主任樊鑫介紹，實驗室現有博士生導師44人、碩士生導師73人，13人入選全球前2%頂尖科學家榜單。

正是這樣一支高水平的科研隊伍，催生出一系列具有國際影響力的創新成果。實驗室教授羅鐘鉉研發的無人系統多波段立體視覺技術已裝備自主無人車﹔實驗室教授林馳研發的水下可見光通信網絡獲日內瓦國際發明展金獎﹔樊鑫團隊研發的目標檢測算法被國際上應用最廣泛的計算機視覺開源庫OpenCV收錄。

依托人才與技術優勢，團隊加速成果轉化步伐，成立湖南視方達科技有限公司、數智匯能（大連）科技發展有限公司等學科性公司，成果轉化金額達2000余萬元，其中一次性轉化金額1000余萬元。目前，實驗室已孵化出無人車四目視覺系統、水下光通信自動對准模組、無人機紅外組合模組、養老服務三目機器人等多款“軟件+X”應用產品。(記者 張 蘊)