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智慧海洋是世界经济的下一个增长点


海洋是资源的宝库,生命的摇篮。关心海洋、认识海洋,方能经略海洋。“智慧海洋”是海洋强国战略的重要支撑和顶层设计,将改变全球经济格局、利益格局和安全格局。只有依靠大数据、人工智能等新一代信息技术手段,才能发展智慧海洋,壮大海洋经济。

8 月4 日下午,南山博士论坛在南山图书馆举行,论坛邀请了吉林大学智慧海洋研究中心主任、深圳市智慧海洋科技有限公司创始人崔军红详细介绍智慧海洋技术核心理念——云·洋计算,并讲解水声通信技术的应用。通过云·洋计算打造“智慧海洋大数据”平台,让人类的智慧之光持续地闪耀在深海远洋。

崔军红表示,海洋资源“无穷无尽”,水下智能的技术还有一定差距。据介绍,崔军红从2004 年开始这个方向的研究,两年后成立了水下实验室与水下的传感器网络实验室,并组织水下网络与系统会议(WUWNet),直至去年已经成功举办13 届。由于水下的通信或者是智慧海洋的技术没有标准,尤其是通信网络,而这个会议的目标就是打造为制定水下通信标准的重要平台。

深圳具有发展海洋经济的条件

记者从博士论坛了解到,崔军红在海外的18 年,探索了智慧海洋的技术路线和智慧海洋产学研融合的路线。崔军红表示,在海外待的时间越长,越是爱国。她希望这个领域的智慧技术能真正在中国推进发展。回国后,她发现这些技术确实有用武之地,涉及石油、海洋、矿场等行业,仅国内而言就有巨大的市场。

地球70%被海水覆盖了,但是真正有价值的资源在哪里?又有多少?崔军红表示,南海的油气和天然气储量堪称是第二个波斯湾。海里的资源“无穷无尽”,有各种各样的矿藏,海底矿藏的开采是更新的产业,但开采技术装备方面中国还有欠缺。

崔军红认为,中国智慧海洋的开发,如今到了天时地利人和的阶段。智慧海洋可以说是世界经济的下一个增长点。深圳在这方面更具有独特的优势和条件。深圳靠近南海,有良好的科技产业环境。在产业基础方面,深圳有招商重工、中集海工钻井平台。同时,深圳的通信电子技术很发达,非常有利于发展海洋经济。

崔军红表示,智慧海洋技术有广阔的应用,需要打造出相对完整的产业链,将相关研究院的研究作为基础,结合海洋技术装备,最终形成产品并使用起来,才能把智慧海洋产业链的上下游链接起来,发展海洋通信、海洋大数据、海洋能源等产业。其中,仅仅海洋通信就涉及到海洋机器人、海洋的感知设备、新材料、海工芯片等产业。

发展云·洋计算获取海洋“通信资源”

“中国在航天航空通信技术方面已经做得非常好。”据崔军红介绍,水下无线通信有3种形式:一是电磁波;二是激光或者是光;三是声音载体。其中,电磁波在水下最多传几十米,蓝绿激光最多到300米,但是水声通信可以是几公里、上百公里,甚至上千公里。

据崔军红介绍,水声通信技术已经发展到第四代,要把陆地上的技术不断地在海洋中应用起来。海洋里的智能技术、高端技术最大的瓶颈一是无线通信,二是供电、供能。在海洋里面充电很难,而且充电的代价比较高,供电是很费劲,是一个瓶颈。但海洋里的可再生能源非常丰富充足,分别有海上风电、潮汐能、波浪能、热能等。这些能源可以通过充电站或者充电机器人下海为水下的设备做无线充电。通过水声通信进行组网,大的数据或者原始的数据可以用机器人搬运,通信、控制、传感、能源就可以实现一体化。

为什么要发展云·洋计算?崔军红表示,海洋通信系统水上部分和水下部分,水上部分可以用无线电,计算能力和通信能力都很强,但是水下部分通信能力非常弱。发展云·洋计算,目的就是以“计算资源”换“通信资源”。其中,水上部分由浮标、浮台或船载水面控制平台构成,有很强的计算能力,能支撑云计算,可实现大数据的分析、融合和呈现,并可对水下进行人机交互等。水下部分包括通信、供电、平台、感知、信息和环境六大模块,模块之间通过能源流、数据流和控制流三种流联系在一起,遵循“洋计算”的核心理念。

海洋的数据量很大,因为海洋里面的环境太复杂了,时空变化非常大。不同的时间,同一个地点测出的性能不一样。同样的情况下不同地点情况也不一样,非常复杂。通过云·洋计算来指导水下常驻机器人系统,机器人可以常驻在水下,海底有基站可以控制机器人,机器人可以在海底巡检、作业,还可以充电等。

现场问答

提问:声波太多会影响鱼类的休息和生活。如何解决?

崔军红:下一代技术是要认知水声。监测到周围有海豚、有鲸鱼,就避开它的频段,等它走了再用它的频段。

提问:海底物联网一样存在传感器的问题,海底物联网的传感器和陆地传感器有什么区别?重点关注哪个部分?

崔军红:海洋传感器也是有难度的,比如说探测的话陆地上是用雷达,水下是用声呐。声呐做起来是很有难度的,我们国家这个技术也还不错。还有温度、盐度、深度、水下摄像头等,但水下的传感器质量现在还不是那么高,精度还不是那么高,我们用智能的方法,提高整体系统的性能。

提问:发达国家以牺牲环境去发展经济,如何防止智慧技术的使用影响到海洋中的生物?

崔军红:智慧技术用在海洋里,是不是我们把整个海洋的潘多拉的盒子打开了?其实,地球上的面积是70%是海洋,海洋对于人类来说存在这么多年了,但我们对海洋的认知还非常有限,主要是因为我们认知、开发、利用海洋的手段非常有限。人类一直在想办法认识自然,任何一项先进的技术或者一个领域,都有它的两面性,把负面的东西控制,合理开发利用海洋,才能更好地延续人类的智慧,推动人类的繁衍发展。