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开篇语

企业苦于缺少智力资源,科学家苦于科研成果落地难。产学研这道方程式,社会各界数十年来不断在寻找最优解。

2019年起,广州市聚焦区域产业发展和创新需求,通过实施“广聚英才计划”,积极推进院士专家工作站建设。如今已吸引数十名院士与广州重点发展的战略性新兴产业领域企事业单位联合建立了院士专家工作站。自此,院士专家工作站像一座产学融通的桥梁飞架于科学家和企业之间。企业的自主创新能力和核心竞争力得到大幅度提升。

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近日,广州院士活动中心与广州日报联合推出“成果转化·院士谈”栏目,聚焦广州市院士专家工作站为企事业单位创新“赋能”、并成为企业转型发展“发动机”的典型案例。

重型挖泥船属于高技术含量的国家战略装备,全世界只有少数几个国家掌握自主设计建造的核心技术。而今年4月,中船黄埔文冲船舶有限公司建造的7800KW超大型智能化自航绞吸式挖泥船“昊海龙”首次试航成功,标志着该船向着成为一艘真正的疏浚利器迈出了关键一步。而该船创行业先河之处,便是搭载全新智能疏浚决策与控制系统,实现绞吸挖泥船一键施工作业和智能寻优控制。而这套系统正是封锡盛院士工作站与广州工业智能研究院合作完成的项目。

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7800KW超大型智能化自航绞吸式挖泥船“昊海龙”

近年来,广州工业智能研究院在海洋机器人技术研发上频频突破,他们的无人船产品不断应用在水质测量、紧急救援、海洋测绘等多个场景,助推中国民用海洋机器人行业进入全新的发展阶段。这一系列成果的取得离不开院士团队的鼎力支持。2019年11月,广州工业智能研究院获批挂牌成立院士专家工作站,成为广州市首批挂牌成立的院士专家工作站之一,并成功引入封锡盛院士作为工作站的进站院士。中国工程院院士封锡盛正是我国最早从事海洋机器人研究的专家之一。

院士心愿:让水下机器人技术服务经济主战场

2011年,中国科学院沈阳自动化研究所(简称沈自所)、广州市南沙区管委会共建了广州工业智能研究院(此前名为“广州中国科学院沈阳自动化研究所分所”)。身为新型研发机构的广州工业智能研究院不同于一般的科研院所,从成立起,它就直面技术转移市场,并从之中不断提升自我造血能力。

“我们是个‘四不像’单位,不是企业、高校、科研院校、事业单位,研究院本质上是企业的运作模式,却也带着事业单位的色彩,同时也有科研单位的使命感。”广州工业智能研究院院长苑明哲告诉记者,广州工业智能研究院作为沈自所的分支机构,承载着沈自所技术外溢的任务,也负责了解行业需求,同时反馈给沈自所进行技术攻关。

广州工业智能研究院的技术人员正在紧张的调试设备

近年来,广州工业智能研究院在智能装备及系统、机器人应用、工业数字化控制系统、无线传感与通信技术、节能环保等领域为企业提供切实可行的技术方案,在市场的考验中站稳的脚跟。研究院成立至今服务企业300家以上,带动企业新增销售收入超过15亿元。

作为广州工业智能研究院的“娘家”,沈自所被誉为“中国机器人的摇篮”。该所创造了中国机器人事业发展史上的20多个“第一”。相比而言,机器人的水下作业环境更复杂,需要克服低温、高压、通讯差等诸多问题。但沈自所的水下机器人是一块金字招牌,他们的“海翼7000”系列水下滑翔机曾经在马里亚纳海沟创下6329米的世界深潜纪录。

沈自所研究员封锡盛院士便曾经担任中国第一台有缆遥控水下机器人“海人一号”电控系统负责人、我国第一台无缆自治水下机器人“探索者号”的总设计师、“CR-01”6000米自治水下机器人项目副总设计师、“CR-01”自治水下机器人工程化项目的总设计师和“CR-02”6000米自治水下机器人总设计师。这些水下机器人在国防建设,环境调查,资源开发,和能源生产等方面发挥了巨大作用。

时光荏苒、上世纪70年代末起,沈自所有20多名成员参与研制第一台有缆遥控水下机器人,如今只有封锡盛现在仍奋战在科研一线。年已八旬的他,特别希望让长期积累的水下机器人技术能够更好地在国民经济主战场发挥作用。

“除了军用以外,海洋能源,海洋石油、天然气探测开发、海底通讯,海底电缆、管线的铺设和维修、海上救助、沉物打捞、海洋科学研究等领域,水下机器人都有着广阔的前景。但机器人在中国依然是新兴产业。企业因为技术基础和人才准备不足,对技术成果的接受和转化方面很吃力”。封锡盛告诉记者,国内水下机器人产业的软肋和薄弱环节,恰恰是缺乏人力物力财力对技术进行市场化的二次开发,使得成果无法转化为产品。

封锡盛院士是中国水下机器人事业的功勋人物

院士专家工作站是近年来出现的一种新的产学研模式,对促进科技成果产业化、培养创新人才队伍具有重要作用。封锡盛告诉记者,他在广州工业智能研究院设立工作站,便是希望帮助科研单位将课题更多向市场靠拢、跟市场衔接,同时加强新技术前瞻性研究应用,切实为国家海洋战略和广州市地方海洋科技和经济的发展服务。

海洋让院士与广州“结眼缘”

封锡盛院士选择在广州设立院士工作站,与广州工业智能研究院所处的地理位置、产业环境以及多年从事技术成果转化的经验有莫大的关系。

封锡盛院士对大海的感情极其深厚。他的团队和他的科研成果经历过无数次海上实验。虽然过程中常常会有惊心动魄,但是最后转惊为喜的种种经历成为他一生难以忘怀的回忆。“我常常想再下一次海,可惜年龄大了。”他感叹地说道。

广州工业智能研究院地理位置便是靠近珠江入海口。2017年12月,封锡盛院士前往广州工业智能研究院调研,窗外的景象深深吸引了他:一眼望去是辽阔的汪洋,华南地区最大的造船基地中国船舶工业集团公司龙穴造船基地就在不远处,该基地的龙门吊正在水面上紧张的作业……

封锡盛院士在指导广州工业智能研究院的技术研发

沈自所所在地沈阳是一个内陆城市。过往在沈自所的多次海试中,封锡盛团队需在人员通勤和设备搬运上耗费不少时间和精力。而广州工业智能研究院靠近大海的地理优势,无疑可以提高未来海试的效率。同时广州拥有强大的船舶制造工业,这将更好地促进水下机器人技术成果的产出。

广州工业智能研究院所锻炼出的团队同样是院士所看重的。经过多年市场竞争的历练,研究院打造了一批贴近市场需求、踏实解决企业问题的技术队伍。“我们的技术团队能做到和企业同频共振,为了满足企业的需求,我们很多同事在假期加班都已经是常事。”苑明哲表示。

早在 2012 年,广州工业智能研究院就向原龙穴造船提供了能源管理系统,主要对船厂的电气消耗进行跟踪和分析。此后研究院又针对黄埔文冲的集装箱船、沥青船和疏浚船研发出多个能源和效率优化管理系统,系统在使用后节能效果明显。

“研究院很早就在船舶自动化等领域做了技术转化的尝试,这点让我非常惊喜。”封锡盛院士表示。

最终在2019年,封锡盛院士专家工作站在广州工业智能研究院挂牌成立,成为广州市首批挂牌成立的院士专家工作站之一。

技术成果装备在国家重器

在建站之初,封锡盛院士就对工作站提出了明确目标,便是在海洋科技技术领域的一些关键共性技术研究、专业人才培养和成果转化等方面与广州工业智能院进行深层次合作,实现一批具有国际或国内领先水平的技术突破,研发一批具有自主知识产权的科技产品。

院士工作站把关键共性技术锁定在智能辅助决策、自主学习、自主决策与控制、故障诊断、无人系统协同控制等技术领域,并进行攻关。

“新技术的突破以及多学科技术间的深度交叉融合,正在推动机器人朝着智能化方向发展。但是机器人在应用上还显得智能化程度不高,我们要让机器人向具备与人共融、自主学习、适应复杂环境等功能的方向发展。”封锡盛表示。

广州工业智能研究院的鲑鱼”系列水面无人船

院士工作站经过两年的运作,一批具有自主知识产权的关键技术和科技成果不断涌现。安装在超大型智能化自航绞吸式挖泥船“昊海龙”上的全新智能疏浚决策与控制系统便是典型的案例。

苑明哲告诉记者,挖泥船在船上作业的时候,水下状况无法摸清的,智能疏浚辅助决策系统能充分采集水下作业数据和设备状态,继而调整整个全船的各个设备的工作状态,让船能以最低的能源消耗获得最佳挖泥或者挖岩功效。

广州工业智能研究院研发的CTRL2021无人船控制系统

2020中国创新创业成果交易会上,院士工作站和研究院共同完成的“鲑鱼”系列水面无人艇获得最具投资价值科技成果奖。该无人艇基于自主研发的无人船通用控制系统和地面站软件,可根据应用场景的不同而搭载不同的作业设备,具备自动导航,自主航行、自主避障、失联保护、自主返航等功能,可广泛应用于动态水域监控、立体海洋观测、水体自主采样、测绘调查、灾后人员搜救等领域。如今“鲑鱼”系列已经衍生出多个产品,被广东省渔业技术推广总站、湖南长沙力合科技(湖南)股份有限公司、麻涌华阳湖国家湿地公园等单位成功应用。

不仅如此,院士工作站和研究院还共同承担起一批广东省重大科研课题,比如广东省省级科技计划国际科技合作领域项目《面向水质采样及监测任务的无人艇-无人机协作系统研究》、广东省重点领域研发计划项目《面向粤港澳大湾区重点航道灾后监测的无人艇-机跨域协同装备研制及应用示范》等等。

RS90水面救生机器人

封锡盛院士告诉记者,水下机器人、无人船艇、智能航运的应用对海洋经济的发展具有引领作用。我们希望通过工作站的建设推动广州工业智能研究院海洋科技成果转移转化体系建设,实现一批科研成果的快速转化,带动广州市海洋经济的发展和转型升级,切实为国家海洋战略和广州市地方海洋科技和经济的发展服务。

封锡盛院士给广州工业智能研究院作指导时,常常鼓励他们“要看得更远,想得更远,做一些前瞻性技术的研究工作”,这给研究院的技术专家带来极大的改变,如今他们的研发工作不仅紧贴市场,也开始进行领先市场需求的技术布局。

“因为院士工作站的设立,我们敢想以前不敢想的事,敢做以前不敢做的事。”当切实感受到院士团队给研究院带来的技术提升与发展时,苑明哲如此感叹道。

文、图:广州日报全媒体记者:龙锟

广州日报·新花城编辑:马俊贤

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