针对水域垃圾识别精度不高、路线规划不准、岸边清除不全等问题,“水域卫士”能根据水域大小、复杂情况等,为客户提供最优解决方案。
(团队参加湖南省第八届“互联网+”大学生创新创业大赛)
近日,在湖南省第八届“互联网+”大学生创新创业大赛上,一个名为“水域卫士”的项目凭借突出表现引起评审专家和业界关注。该项目由湖南工业大学研究生王愿先带领团队研发,汇集湖南工业大学、湖南大学、国防科技大学、东北大学多所高校博、硕人才,五年磨一剑,专注于水域垃圾的“清理难”问题,累计申请发明和实用新型专利10余项,研发了3款黑科技AI系列清洁船,实现科技创新和技术突破,广泛运用于全国多地水域清理工作。
瞄准水域清理痛点
王愿先自2017年考入湖南工业大学后,本科期间接触了很多环保产品设计。“当时是课堂采风时看见江面上一些难以处理的垃圾萌生的想法,想为污染防治贡献一份力量。”王愿先说。他对清洁船的设计产生浓厚兴趣,从本科开始一直致力于研究清洁船的外观和结构设计,硕士期间将研究方向定为环保产品的创新设计与应用,在其研究生导师杨勇波的指导下进行清洁船的核心技术研究工作。
(湖南工业大学校长蒋昌波看望团队)
我国面积辽阔、水域众多、人口基数大,国家每年投入的生态治理专项资金多达万亿。目前,水域清理方式主要以人工为主,无人清洁船为辅,但人工成本高、效率低、且有较大安全隐患。人工成本占水域治理总成本的一半以上,效率仅有无人清洁船的清洁效率的十分之一不到,且水上作业危险系数高,每年由于操作不当导致水面清洁工死亡的事件时有发生,造成了巨大的经济损失。
王愿先介绍,现有的无人船慢慢开始普及,市面上也有一些清洁船在一些河流湖泊进行作业,“但无人船作业又存在垃圾识别精度不高、路线规划不准、岸边清除不全等问题。我希望通过我们团队的努力,把这些问题一一解决,能够减轻环卫工人水上作业的负担,实现无人作业和智慧清理,这样那该有多好!”王愿先回忆道。
2018年,在湖南工大组织的一个创新创业竞赛上,王愿先第一次展示了自己设计的清洁船。他的项目引起主管创业老师们的关注,后来,在老师们专心指导下,王愿先坚定了将研究成果落地的想法。
五年磨一“件”
从本科到硕士研究生的5年来,王愿先始将一件事贯穿始终,实验室和孵化园两点一线,日复一日。
本科期间,王愿先找到几个在一个实验室且志同道合的小伙伴组建项目团队,并在学校创业孵化园申请一个小场地,每天都在实验室和孵化园两头跑,紧张而充实。团队从3人开始,设计出初代清洁船外观。就这样,王愿先迈出了第一步。
项目团队初期经费匮乏、团队不稳定、产品研发经验不足,各种难题接踵而至。各类理论和技术性难题摆在团队面前,清洁船的核心技术算法识别是团队首先需要攻克的难题。
一次偶然的机会,团队前往湖南大学交流学习,通过项目指导老师的引荐,结识了几位优秀的博士研究生和硕士研究生,后来他们也陆续加入项目团队。同时,项目也得到机器视觉感知与图像处理领域的顶尖专家——中国工程院王耀南院士的指导。
坚持初心,接续努力
去年,王愿先考上了湖南工大的研究生,但产品的研发并未止步,国防科大、东北大学等高校更多新成员的加入为团队补充新鲜血液,拿过接力棒,第三代产品的开发有序进行中。
(团队进行核心技术展示)
在项目团队中,王愿先既是产品研发的负责人也是主要执行人,产品的外观、结构、核心技术等都是由他完成。王愿先:“创业是一件不容易的事,在科技创新领域,投入往往跟回报不成正比,不管是精力的投入还是资金的投入都是如此,但我们是一群有理想有信念的奋斗青年,我们坚守在项目团队,坚持在高校创业一线。”
近3年来,王愿先与其项目成员一起发表核心论文5篇,申请发明专利6项、实用新型专利10项,还有更多的专利正在申请中。
同时,王愿先带领团队成功攻克三大关键技术。首创多源信息融合的阈值灰度形态提取,清洁船在复杂环境下对水面垃圾识别精度更加精准;多传感器融合的高精度地图构建,解决清洁船路线规划不准,且重复率高的问题;多模块协同的涡旋控制等技术,岸边或死角垃圾清理清理更加全面。以上技术,实现了全方位智慧水域生态治理解决方案。
目前,清洁船产品已应用于洞庭湖、湘江、赣江等多个水域。用户分布在全国各地,并逐步拓展到东南亚、日韩、欧美等其他国家。
王愿先说:“未来,水域生态治理要走的路还很长,水域卫士将继续致力于推动智慧清理变革,抢占新的技术制高点,做新一代AI清洁船领航者,守卫祖国的绿水青山。”
(杨勇波)
(一审:颜青 二审:张建平 三审:罗毅)
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来源:湖南日报·新湖南客户端