3月12日,上海海事大学姚欣怡、符林军、王馨团队宣布对其研发的“蔚蓝净界——多功能船舱清洁机器人”进行重大技术升级。此次升级聚焦于集群协同控制、智能决策优化、安全环保设计等多个方面,进一步提升了机器人在复杂船舱环境下的作业效率与适应性。作为国家级大学生创新创业训练计划项目的支持对象,“蔚蓝净界”再次以创新技术引领船舶清洁行业的智能化变革。
技术升级:集群协同与智能决策双突破
本次升级的核心在于集群协同控制系统的优化与智能决策算法的增强。团队基于ROS2 Humble构建了全新的分布式集群架构,通过改进合同网协议(PCNP)与时空走廊算法,实现了多机器人在密闭船舱环境下的高效协同作业。升级后的系统支持5机编组并行作业,任务分配时间缩短至300ms,清洁效率较单机模式提升270%。 在智能决策方面,团队进一步优化了基于混合注意力机制的YOLOv8增强算法,新增了对固化沥青、锈蚀等顽固污染物的识别能力,检测精度提升至98.5%。通过融合双目视觉与激光雷达数据,机器人能够实时生成舱壁的三维语义地图,精准定位污染区域并动态调整清洁策略。例如,针对2m²以上的油污区域,系统自动切换20MPa高压脉冲模式,清除效率较固定参数模式提升40%。此外,新增的强化学习模块使机器人能够根据历史作业数据优化水压、流量等参数,进一步提升了清洁效果与资源利用率。
行业应用:从试点到规模化推广
自2024年9月在中国国际工业博览会亮相以来,“蔚蓝净界”机器人已在上海港完成多次试点应用,累计清洁散货舱、油舱等各类船舶超过50艘,作业时间平均缩短37.76%,综合成本降低24%。在40米油舱的实测中,机器人仅用22分钟完成全流程清洁任务,较传统人工模式节省了5小时以上。 此次升级后,机器人将逐步推广至宁波港、青岛港等国内主要港口,并计划于2025年下半年进入国际市场。团队还与多家航运企业达成合作意向,未来将针对LNG船、化学品船等特种船舶开发定制化清洁方案,进一步拓展应用场景。
荣誉与认可:创新成果屡获殊荣
“蔚蓝净界”项目自推出以来,凭借其创新性与实用性屡获殊荣。2024年4月,项目成功入选国家级大学生创新创业训练计划;同年7月,在中国国际大学生创新大赛中斩获上海市银奖;8月,团队在全国大学生节能减排社会实践与科技竞赛中荣获国家二等奖。此外,项目还受邀参加了2024年中国国际工业博览会,作为上海海事大学的代表作品,受到了业界专家与媒体的广泛关注。 在2024年11月的国家级大学生创新创业训练计划项目结项评审中,“蔚蓝净界”凭借其技术创新性与实际应用价值,获得了评审专家的一致好评。专家指出,该项目不仅解决了船舶清洁行业的技术难题,还为智能机器人在封闭空间的应用提供了可复制的解决方案。
上海海事大学的人工智能专业同学黄宏伟,还作为团队代表与负责人带领机器人登上了2024上海国际工业博览会展览(工博会)
项目成员还前往学校校轮进行实地试验
安全与环保:持续践行绿色使命
升级后的“蔚蓝净界”机器人进一步强化了安全与环保设计。全封闭无人化架构彻底消除了人工高空作业与化学药剂接触的风险,机械臂末端配备的六维力传感器与防碰撞算法,确保了作业过程中的绝对安全。新增的UWB定位网络与2D激光雷达构建了双重避障机制,当检测到人员进入3米警戒区域时,系统立即触发紧急停车,确保人机协作时的绝对安全。
环保方面,机器人采用pH中性生物降解清洁剂,搭配三级过滤废水回收系统(旋流分离+活性炭吸附+膜处理),污染物分离率提升至97%,完全符合IMO国际海事环保标准。此外,新增的清洁剂循环利用模块使水耗降低35%,单次作业用水量从传统模式的500L减少至325L,显著降低了资源消耗。
团队展望:创新永不止步
“此次升级是我们团队在技术创新道路上的又一重要里程碑。”团队负责人姚欣怡表示,“未来,我们将继续优化机器人的性能,拓展其应用场景,为更多行业提供智能化解决方案。”王馨补充道:“我们希望通过‘蔚蓝净界’,推动船舶清洁行业向更安全、更高效、更环保的方向发展,为全球航运业的绿色转型贡献力量。” 团队计划在2025年下半年推出“蔚蓝净界”2.0版本,新增AI驱动的预测性维护功能与5G远程监控模块,进一步提升机器人的智能化水平与用户体验。此外,团队还将与多家科研机构合作,探索机器人在隧道清洗、储罐检修等工业场景的应用潜力。
论文发表:
团队负责人姚欣怡在AEECA 2024上发表了高质量文章《Autonomous Mobile Medical Robot Based on SLAM Algorithm》
关于团队
姚欣怡、王馨团队由上海海事大学多名本科生组成,专注于智能机器人技术与绿色航运解决方案的研发。团队已获得国家级大学生创新创业训练计划项目支持,并在多项国家级竞赛中取得优异成绩。2024年9月,团队携“蔚蓝净界”机器人亮相中国国际工业博览会,作为上海海事大学的代表作品,受到了业界专家与媒体的广泛关注,未来他们将继续成立公司推广产品。
团队成员:姚欣怡、王馨、符林军、解志鹏、刘鹏、黄宏伟、樊明轩、徐惠莉、张奕轩等
未来,团队将致力于成立智能清洁机器人科技公司,助力船舶清洁行业迈向智能化、环保化的新高度,为工业清洁自动化提供更加先进的解决方案。
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