2016年成立以來，深圳市智慧海洋科技有限公司(以下簡稱“智慧海洋科技公司”)專注于海洋通信、海洋電子信息、海洋智能高端裝備研發(fā)與生產(chǎn)，提供水下通導(dǎo)探測一體技術(shù)整體方案。截至目前，公司獲得110多項自主知識產(chǎn)權(quán)。
攻克技術(shù)難題
建設(shè)海洋強國，必須大力發(fā)展海洋科技，加快核心技術(shù)研發(fā)。在眾多海洋技術(shù)中，如何實現(xiàn)高效暢通的水下無線通信是一道世界性的技術(shù)難題。“沒有合適的通信手段，人類對萬米深海的探索無異于耳‘聾’眼‘盲’。”崔軍紅介紹，光、電磁波在陸地上都可以作為有效傳遞信息的載體，但在水下，傳播距離最遠(yuǎn)只能達(dá)數(shù)百米。與之相比，聲波的水下傳播距離最遠(yuǎn)可達(dá)數(shù)千公里，因此，水聲通信是水下中遠(yuǎn)距離雙向無線通信的可行方式。但由于聲音在水下傳播速度慢、衰減厲害，水聲通信技術(shù)研發(fā)進(jìn)展緩慢。
面對這個技術(shù)難題，許多人望而卻步，崔軍紅卻選擇了這條并不好走的研發(fā)之路。“一位海洋科學(xué)研究者的經(jīng)歷讓我下定了決心。”崔軍紅說。該研究者研發(fā)出一款水下機器人，在游泳池里試驗效果很好，但到海里后，由于沒有有效的聲通機，機器人無法將自己的位置上傳給操控者，操控者也無法對機器人“發(fā)號施令”，最后機器人消失在茫茫大海中。
“這位研究者的經(jīng)歷并非孤例，類似事件在水下通信研究領(lǐng)域時有發(fā)生。”崔軍紅說，水下機器人及相關(guān)裝備的研發(fā)投入大、成本高，設(shè)備下海易丟失，極大影響了海洋科技領(lǐng)域研究、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化及應(yīng)用的進(jìn)程，因此，提高水聲通信效率十分緊迫。
問題只有在實干中才能得到解決。崔軍紅很快組建起研發(fā)團隊，并開始攻關(guān)。不同于傳統(tǒng)的水聲通信研究思路，研發(fā)團隊另辟蹊徑，開創(chuàng)了“云—洋計算”方法論，運用現(xiàn)代信息技術(shù)，大幅提高了水聲通信效率。“針對聲波在水中傳播速度慢的物理局限，我們借助算力進(jìn)行復(fù)雜編解碼，實現(xiàn)信息的高效傳輸。”崔軍紅說，“云—洋計算”方法論把研究重點從聲的傳播過程轉(zhuǎn)移到信息發(fā)送和接收這兩大關(guān)鍵點上來。
經(jīng)過4年技術(shù)攻關(guān)，克服了技術(shù)難點多、資金不足等問題，研發(fā)團隊研制出水聲通信(聲通)工程樣機，樣機的傳輸速率比同類產(chǎn)品提高了十幾倍。此后，研發(fā)團隊又反復(fù)打磨，進(jìn)一步提高了各項技術(shù)指標(biāo)及產(chǎn)品穩(wěn)定性。終于，第一代水下無線數(shù)字通信設(shè)備“水聲通信機”正式面世，并很快得到市場青睞。“目前，相關(guān)技術(shù)已迭代到第四代，實現(xiàn)全海深的水下信號覆蓋，水聲通信速率達(dá)到國際領(lǐng)先水平。”智慧海洋科技公司副總裁、聯(lián)合創(chuàng)始人俞知遠(yuǎn)說。
智慧海洋科技公司研發(fā)的水聲通信及水下無線組網(wǎng)技術(shù)打通了智慧海洋發(fā)展的“腸梗阻”，可廣泛應(yīng)用于水下無線通信基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。在這個技術(shù)基礎(chǔ)上，公司集成海洋感知、智能控制、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)融合與可視化等技術(shù)，與水上通信構(gòu)成“空天地海”一體化通信網(wǎng)絡(luò)，建立了智慧海洋技術(shù)體系。
拓展應(yīng)用場景
水聲通信作為海洋電子信息產(chǎn)業(yè)的核心技術(shù)，在海洋工程、海洋交通、海洋生物、海洋新能源、海洋漁業(yè)養(yǎng)殖、海洋環(huán)保等海洋經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)數(shù)字化和智能化建設(shè)中有廣泛的應(yīng)用空間。
在水深1500多米的海底，連續(xù)12個月進(jìn)行海底工程地質(zhì)原位長期觀測是對水下通信設(shè)備的大考。智慧海洋科技公司深水版點對點水聲通信機成功實現(xiàn)1500米海底觀測平臺與海面之間的實時水聲通信。“基于高效的點對點物理層水聲通信技術(shù)，可實現(xiàn)多點水聲組網(wǎng)，達(dá)到信息互通共享的目的。”崔軍紅說，每一個水聲通信機就像一個信號發(fā)射器，利用多個水聲通信機，就能組建起水下WiFi網(wǎng)絡(luò)。水聲網(wǎng)絡(luò)可以將很多水下節(jié)點、設(shè)備裝備進(jìn)行互聯(lián)互通，打造真正的“水下物聯(lián)網(wǎng)”。
“與接收到航天員的實時信號一樣，通過通信技術(shù)將海底數(shù)據(jù)高效準(zhǔn)確地上傳，水面上、陸地上的研究人員可以實時看到海底發(fā)生了什么。”智慧海洋科技公司首席執(zhí)行官陳學(xué)思說。
智慧海洋科技公司自主研發(fā)的新型水聲通信機還實現(xiàn)了水下1.2萬米(斜距)深海通信，并在7700米海底完成全海深條件下測試裝置的無纜投放、貫入、回收過程的自主操作以及對測試裝置工作過程的實時監(jiān)控。
依托領(lǐng)先的水聲通信技術(shù)，智慧海洋科技公司與海工裝備、海洋開發(fā)應(yīng)用等產(chǎn)業(yè)上下游緊密聯(lián)動，推動對海洋的全面立體感知、廣泛互聯(lián)互通、海量數(shù)據(jù)共享、信息分析決策，從而提升了海洋開發(fā)、海洋管控和海洋安全保障等各方面能力。“針對潛水人員安全，我們研發(fā)了水下伴侶機器人、潛水手表等潛水安全監(jiān)測產(chǎn)品，可以讓潛水者與海面、地面保持通信暢通。城市地下污水管網(wǎng)、橋梁、大壩、涵洞等水下情況不易看清，針對這個問題，公司可提供水聲通信解決方案，解決水下通信、水底探測、影像傳輸、遠(yuǎn)程控制等問題，實時傳回水下畫面，如遇隱患可遠(yuǎn)程排除。”俞知遠(yuǎn)說。
目前，智慧海洋科技公司已推出水聲通信定位網(wǎng)絡(luò)、水下傳感器網(wǎng)絡(luò)、水下機器人網(wǎng)絡(luò)、智慧海洋技術(shù)、海洋智能裝備、海洋大數(shù)據(jù)等一系列技術(shù)產(chǎn)品及解決方案，應(yīng)用到海洋經(jīng)濟多個領(lǐng)域。
構(gòu)建創(chuàng)新體系
“只有真正和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用需求結(jié)合在一起，將科研成果進(jìn)行有針對性的轉(zhuǎn)化，才能推進(jìn)海洋科技領(lǐng)域的長足發(fā)展。”秉持這個發(fā)展理念，智慧海洋科技公司牽頭成立了海洋電子信息創(chuàng)新研究院、深圳海洋電子信息產(chǎn)業(yè)研究院，并推動建立相關(guān)海洋電子信息產(chǎn)業(yè)試驗場，構(gòu)建起“兩院一場”創(chuàng)新體系。
海洋電子信息創(chuàng)新研究院專注于科研突破，以水下通信定位導(dǎo)航探測一體化為核心技術(shù)，開展水下無線通信、水下傳感探測、海洋大數(shù)據(jù)、海洋專用芯片等多領(lǐng)域前沿技術(shù)研究。深圳海洋電子信息產(chǎn)業(yè)研究院聚焦海洋電子信息技術(shù)孵化及成果轉(zhuǎn)化，既立足細(xì)分行業(yè)的需求，也著眼全產(chǎn)業(yè)鏈的創(chuàng)新發(fā)展，帶動更多上下游企業(yè)共同成長。
在海上試驗場，水下跟拍無人機不斷接收海底水聲通信基站發(fā)來的定位信息，靈巧地避開礁石，將拍攝的影像資料通過網(wǎng)絡(luò)傳回陸地控制中心?？蒲腥藛T看著儀器屏幕，根據(jù)各種無人設(shè)備的工作情況發(fā)出試驗指令，遠(yuǎn)程采集實驗數(shù)據(jù)。“有了試驗場，產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)都有了創(chuàng)新實踐的舞臺，海洋技術(shù)裝備研制進(jìn)度和產(chǎn)品化進(jìn)程會大大加快，同時也形成了開發(fā)—研制—試驗的一體化發(fā)展。”陳學(xué)思說。 (經(jīng)濟日報記者 楊陽騰)
