中國智能船艇挑戰賽“海上爭鋒” 推動智能裝備創新升級

人民網上海10月26日電 10月25日，2020“海上爭鋒”中國智能船艇挑戰賽決賽暨第三屆海洋智能裝備與系統創新研討活動落下帷幕。本次競賽由中國造船工程學會、上海交通大學、中國船級社等共同舉辦，競賽委員會在邱志明院士的帶領下，科學解耦智能船艇功能，根據去年比賽中凝練的關鍵技術問題，從設計概念創新、感知識別算法、自主避障行為等角度切入，設計測試驗証科目，以線上線下虛實融合的形式開展比賽。

來自清華大學、上海交通大學、武漢理工大學、大連海事大學、集美大學等高校的師生與來自中國船舶集團等單位300多名參賽者報名參加了比賽，超過10000名觀眾通過直播的形式觀看了競賽實況。最終上海交大、青島海洋國家實驗室、武漢理工大學、集美大學等單位作品獲得了競賽一等獎。

聚焦前沿問題，凝練競賽科目

在首屆“海上爭鋒”中國智能船艇挑戰賽閉幕式上，競賽委員會總結並發布了海洋裝備智能演進領域亟待解決的三個問題：一是智能船艇總體設計問題，二是弱聯通條件下的自主控制問題，三是海洋環境下的人工智能算法問題。

考慮疫情影響，根據上述關鍵問題，在保留經典“海上爭鋒2020”賽道的基礎上，組委會設置了智能船艇概念設計賽道與兩個關鍵技術問題算法賽道，凝練問題，顛覆設計，眾創求解。參賽選手通過為期兩個月的線上設計與算法測試，最終28支隊伍入圍現場答辯。

在智能船艇概念設計科目中，以日照港正發力建設的智慧綠色新石臼港區為典型任務場景，該港口進出港運輸船類型以10—30萬噸級散貨船為主。參賽單位需要從總體概念、船型結構、動力推以該港口為應用場景，設計一款新型智能化拖輪。這種基於場景任務功能為導向的船舶概念設計競賽在國內尚屬首次。最終，上海交大與青島國家實驗室的方案脫穎而出，獲評一等獎。

中國造船工程學會王俊利秘書長表示，今年的競賽通過對智能船艇關鍵問題的學術性探討分析、實踐調研、科學解構，任務更加貼近現實需求，貼近“雙智行動”的具體要求。技術成果易於轉化，競賽規則有利於規范形成，競賽目標助力智能航行的行業標准和規范制定，在智能船舶的熱潮下冷靜思考，繼續推廣船舶與航運智能化的中國方案。

破題產業發展，虛實融合測試

無人商船海上自主避障控制算法賽（C組），聚焦無人商船智能避碰算法的測試驗証，由中國船級社研發的“船舶避碰仿真測試驗証平台”支撐開展。參賽團隊通過算法設計，完成了海上會遇態勢自動識別及避碰決策，實現了航向自動恢復、航線自主規劃等功能。

比賽的科目全部根據《國際海上避碰規則》的有關要求設計，通過典型的測試場景及定性定量的評價指標，對選手的算法展開了全面的測試，積累了寶貴的實踐經驗與試驗數據。比賽創新的開展了“遠程線上測試”模式，並創新的引入了資深船長開展“人機交互測試”。

中國船級社總裁莫鑒輝介紹說：智能船舶的發展，其終極目標就是無人船舶。其中，自主航行能力是關鍵能力之一，通過測試來驗証智能系統能否達到船長的作用，而測試的核心主要是方法與標准。為此中國船級社等單位為本次比賽搭建了測試平台，融入了專家們的算法成果，目的就是驗証自主航行的能力。

比賽頒獎儀式上，中國船級社與上海交通大學簽署了“智能船艇測試場景及標准研發技術合作協議”，雙方將在智能船艇裝備的虛實融合測試技術研究、標准研究等方面深化合作。

推動學科跨界，賦能船海裝備

在今年新設立的實海域目標識別算法賽中，參賽者需要針對海面復雜背景目標識別要求，如海面反光導致目標檢測虛警、波浪抨擊導致跟蹤目標突然丟失、噴濺液滴懸挂導致光學識別失效等特殊場景，提出基於任務場景的識別算法。組委會依托和鯨社區邀請精通人工智能與機器學習的算法工程師眾創求解，這種學科跨界互動，能夠促進船舶與海洋工程傳統學科與新技術的融合發展。

上海交通大學船舶與海洋工程系副系主任王鴻東介紹說：本次挑戰賽涉及船海工程、人工智能、航海技術、自動控制等多學科領域，通過設計科學化科目，開發標准化測試平台，高校教師、學生以及行業專家可以共同碰撞在科學研究和工程實踐中發現的問題，協同迭代解決思路，在培養交叉學科人才的同時，推動海洋智能裝備產業創新發展。

教育部重點實驗室主任易宏教授認為，以力學為核心的船海學科開始學會利用數據驅動發展，從另一個視角來理解船海裝備。未來船海裝備智能化的關鍵在於對實海域測試數據的挖掘學習，因此我們將持續打造實海域測試的公共基礎平台，為海洋智能裝備的發展提供源源不斷的“數據燃料”。易宏教授現場發布了“追夢方舟”大型復合動力無人艇的推介視頻，該無人艇將作為下一屆競賽的測試平台。