讓海底世界變“透明”

許曄

彭艷

在水下沉睡150多年后，“長江口二號”古船終于重見天日。作為我國迄今水下考古發(fā)現(xiàn)的體量最大的木質(zhì)沉船，它于11月21日凌晨被成功整體打撈出水。

中國上一次整體打撈古代沉船還是在2007年，當(dāng)時“南海一號”一亮相便轟動世界。如今，“長江口二號”也穿越歷史而來，意味著中國水下考古取得新的歷史性突破。尤其值得注意的是，從被發(fā)現(xiàn)到被打撈出水，“南海一號”用了整整20年，“長江口二號”只用了7年。

整體打撈古代沉船向來是難度系數(shù)極高的“技術(shù)活”。“長江口二號”的打撈進程能縮短，離不開硬核“黑科技”——水下沉船自動識別輔助系統(tǒng)、機器人水下考古裝備、全球首艘智能化立體采樣無人艇……而這些“黑科技”背后的研發(fā)團隊，領(lǐng)頭人是一位“80后”女將，上海大學(xué)無人艇工程研究院院長彭艷。

水下考古不易，找尋古代沉船猶如大海撈針，遇到急流險灘更是危險。怎么辦？2014年，上海文物保護研究中心副主任翟楊想到一個主意：借助科技的力量。他找到彭艷，雙方一拍即合，無人艇開始用于水下的古船探測。

考古隊本想在長江口找尋中國第一艘蒸汽動力軍艦“萬年青”號。順著線索，他們很快發(fā)現(xiàn)一艘沉船，以為找到目標(biāo)，高興地下水打撈，結(jié)果卻撈出了飛機的螺旋槳——這證明該沉船并非“萬年青”號。彭艷意識到，“不管什么年代的船其實都是類似的形狀”，只找到沉船不行，還需要讓考古專家看到沉船內(nèi)的文物圖像。翟楊提出，能不能做一個智能的水下攝像系統(tǒng)？

說做就做。然而，長江口水體渾濁，加上水流的影響，攝像系統(tǒng)拍回來的圖像信息并不理想。彭艷團隊沒有氣餒，反復(fù)試驗，最終利用渾濁水域智能圖像增強技術(shù)，讓人們窺見沉船的部分真面目。在勘查“長江口二號”時用的便是這項新技術(shù)，連沉船里的青花瓷器都拍得一清二楚。

彭艷團隊還充分發(fā)揮自身優(yōu)勢，為“長江口二號”量身打造無人艇。比如，沉船有一部分被埋在海底淤泥下，他們便研發(fā)搭載合成孔徑聲吶的無人艇，能自主探測淤泥下5米范圍內(nèi)的目標(biāo)；再比如，沉船已經(jīng)在水下待了百余年，打撈上來后的保護工作需要依據(jù)沉船水域的情況來進行，溫度、鹽分、微生物、壓力等各種參數(shù)都要搞清楚，由此他們研發(fā)了“精海6號”環(huán)境探測無人艇，它的艇肚子里可攜帶80厘米直徑的圓柱形“采樣蛋寶寶”——一種可自動布放的采樣系統(tǒng)，開始作業(yè)后能自動到沉船區(qū)域采集數(shù)據(jù)。

但無人艇的應(yīng)用，遠不止于水下考古。

“我們一開始做無人艇，其實是基于國家測繪的需求?！迸砥G對《環(huán)球人物》記者說，中國擁有1.8萬公里海岸線和1.4萬公里島礁岸線，在無人艇技術(shù)發(fā)展起來之前，基本是靠人力去勘測。船長們開著海測船，沿著測線一條一條測——不過，只有經(jīng)驗豐富的船長才能做好，經(jīng)驗不足的船長遇到風(fēng)浪也很難開成直線。在這種情況下，勘測員不僅十分辛苦，還面臨著海上未知的風(fēng)險。到了淺海、礁石多的海域，測繪更是難上加難。“我國有7000多個島礁，不少島礁周圍的海域深淺不一或者水流變化莫測，海測船根本不敢過去?！币七M海洋強國建設(shè)，無人艇的發(fā)展勢在必行。

2019 年，彭艷（前右）攜團隊及“精海3號”無人艇執(zhí)行“長江口二號”沉船遺址水下考古任務(wù)。

2016年，“精海3號”無人艇對南海七連嶼西沙洲海域進行海圖測繪。

隨著研發(fā)的逐漸深入，無人艇所能承擔(dān)的任務(wù)越來越多，從海上動態(tài)實時勘測、環(huán)境監(jiān)測到巡邏警戒，不一而足。彭艷拿巡邏警戒來舉例，其團隊研發(fā)的無人艇不僅可以自主出發(fā)，完成任務(wù)后還可以自主回來。“為此，我們還專門研發(fā)了一個裝置，你可以把它想象成一個立體停車位，無人艇巡邏完自主回來，然后停進去，‘啪’，自動鎖死?！?/p>

一聊起無人艇，彭艷就滔滔不絕。她已在無人艇領(lǐng)域深耕17年，“越做越發(fā)現(xiàn)無人艇的重要性，海上太需要智能化和無人化了”。如今，無人艇被認(rèn)為是一項可以改變未來海上“游戲規(guī)則”的技術(shù)，對海洋資源開發(fā)和國家海洋權(quán)益維護都具有重要的意義。在彭艷看來，盡管美國在無人艇領(lǐng)域起步較早，但我國的無人艇和他們的相比，并不存在代差，屬于同一代，“有些方面做得比他們更好”。

彭艷走上無人艇研發(fā)之路，很早就“埋下伏筆”。她出生于1982年，覺得這輩子最大的財富是有心胸寬廣、不畏困難的爺爺和爸爸，他們身體力行地告訴她，人生最重要的是做善良有愛的人，要為國家和民族做出自己的貢獻。于彭艷而言，兩位長輩是她一輩子的知己和榜樣，是他們深深影響了年少的她。

2004年，彭艷考上中國科學(xué)院沈陽自動化研究所的碩博連讀。選擇研究方向時，她果斷選了無人艇，一個比無人車、無人機冷門得多且有著更多空白的領(lǐng)域。當(dāng)被問及原因，她說是受中日甲午海戰(zhàn)的刺激?！澳菚r，裝備落后導(dǎo)致致遠艦沉沒，開啟了中國近代國恥史……”每每想到此處，她的內(nèi)心便被刺痛。居雖安之而豈敢忘危？彭艷知道，科技才是海洋強國的核心競爭力。不怕難、有闖勁的她，想為中國的海洋事業(yè)盡自己的一份力。

5年后，彭艷博士畢業(yè)，來到上海大學(xué)加入龔振邦、羅均、謝少榮教授的團隊。這些人有個共同目標(biāo)：把中國的無人艇做起來！他們給團隊取名“精?！?，寓意用精衛(wèi)填海般的精神，去披荊斬棘開拓?zé)o人艇事業(yè)。

然而從無到有，總是萬般艱辛。他們?nèi)卞X——沒有項目需求，也就沒有經(jīng)費支持，最后是找學(xué)校借了290萬元才得以起步；他們也缺底層數(shù)據(jù)——數(shù)據(jù)不共享，體系就難建立，因此只能國內(nèi)國外一家家公司去磨，硬生生蹚出一條路；他們更缺人——想做無人艇，需要一個多學(xué)科交叉融合的技術(shù)團隊，必須從人工智能、機械、力學(xué)等眾多學(xué)科中去吸收人才。

2020年，“精?！眻F隊成員在海上測試時簡單用餐。

彭艷印象特別深刻的是她的一位師兄。“當(dāng)時我們團隊需要搞雷達的人，我那位師兄正好就是在中電（全稱中國電子科技集團公司）做雷達的。我們提著一瓶白酒就去找他了，讓他和我們一起做無人艇這項偉大的事業(yè)。他在那邊待遇各方面其實很好，但聽我們說完，他熱血沸騰，很快就辭職來我們這邊了?！?/p>

團隊建好，科研啟動，可挑戰(zhàn)還有很多。從技術(shù)突破到實際應(yīng)用，還有相當(dāng)漫長的一段路要走。為了確保無人艇能精準(zhǔn)地執(zhí)行任務(wù)，彭艷決定進行海上測試。

她坐著工作船，跟著無人艇出海，一蹲就是一天。天氣冷的時候，海上更冷，救生衣里面裹著羽絨服，外面還得再加一件棉大衣才能扛住凜冽寒風(fēng)；天氣熱的時候，人又會被曬得黑黢黢，甚至被曬到脫皮。

最難受的是暈船。她形容工作的常態(tài)是“一邊吐得昏天暗地，一邊堅持完成調(diào)試任務(wù)”。時間久了，團隊里的人甚至?xí)灤瑫灣鼋?jīng)驗。比如幾個小伙子，明明可以從上海飛到三亞，再從三亞坐船出海，但他們選擇直接從上海坐船出發(fā)，在海上多待兩天，說這樣他們前面兩天就吐得差不多，之后就能干活了……

“經(jīng)常有人問我，做無人艇和做無人車、無人機的區(qū)別是什么。我不敢說做無人艇一定更難，但海上環(huán)境確實更加惡劣，人需要不怕冷風(fēng)吹、海水泡，忍得住暈船，耐得住寂寞。而且海洋環(huán)境復(fù)雜，實驗成本也高。海上10年到20年才能培養(yǎng)出一個艦長，在陸地上5年肯定能培養(yǎng)出一個老司機?！迸砥G說。

2017年10月，“精海”團隊在海南三亞灣執(zhí)行海岸帶綜合地質(zhì)調(diào)查任務(wù)。

而越是困難，彭艷越是搶著打頭陣。2012年，眼看海上測試進入關(guān)鍵時期，她挺著7個月的孕肚，帶著婆婆一起出海；兒子出生6個月后，她又帶著婆婆和兒子趕到海邊。她從不叫苦喊累，還說工作能讓她分泌多巴胺，“一工作就很開心，反而是休息時心里會七上八下”。彭艷想了想，用常跟團隊成員說的一句話來解釋這種狀態(tài)：“如果你只把工作當(dāng)成一份差事，那基本是做不成的。但如果你把它當(dāng)成一份事業(yè)，一份為國家、為民族、為人類社會所做的事業(yè)，那你就會獲得無窮的動力。遇到困難時，你也不會去抱怨，而是想著怎么解決，就像在游戲中‘升級打怪’。”

彭艷團隊的付出在2013年迎來回報?！熬?號”橫空出世，隨船赴南海巡航，承擔(dān)了對南海諸島礁海域的測量和檢測任務(wù)，實現(xiàn)了我國無人艇在南海第一次應(yīng)用?！叭蝿?wù)一結(jié)束，國家海事局覺得無人艇很好用，就購買了我們的無人艇?！?/p>

順利打響第一炮后，“精?！眻F隊一鼓作氣：“精海2號”搭載“雪龍?zhí)枴笨瓶即澳蠘O，進行第三十一次南極科考，成為世界第一艘去南極的無人艇；“精海3號”搭載在國家海洋局海監(jiān)船上，對島礁和近海淺水域等水下地形地貌、水文進行探測和自主航道測量……目前，“精?！币延?5個系列無人艇。他們還構(gòu)建了“60后”“70后”支撐、“80后”領(lǐng)銜、“90后”一線負(fù)責(zé)的“精海”海洋智能人才梯隊，常年奮戰(zhàn)在海洋一線。

在“精?！睙o人艇參與過的任務(wù)里，最驚險的莫過于“桑吉”輪碰撞燃爆事故。2018年1月6日晚8時許，在長江口以東約160海里處，載有13.6萬噸凝析油的巴拿馬籍油船“桑吉”輪，與中國香港籍散貨船“長峰水晶”輪發(fā)生碰撞?，F(xiàn)場烈焰沖天，隨時可能發(fā)生爆炸，不斷泄漏、揮發(fā)的油料以及燃燒產(chǎn)生的有毒氣體都會對海洋資源和大氣造成污染。深夜11點，彭艷接到通知：無人艇要趕赴事故海域參與工作！

時間緊、任務(wù)重，彭艷帶著團隊連夜加班，給無人艇緊急加裝自動采樣系統(tǒng)。第二天到現(xiàn)場后，無人艇下水，僅用半小時就成功完成沉船探測和污染水樣的取樣工作，為事故的后續(xù)處置提供了重要數(shù)據(jù)支持。彭艷說：“作為一名科技工作者，當(dāng)國家有需要的時候，我們的科研成果能發(fā)揮效能，這是讓我最自豪的?！?/p>

13年前，彭艷帶領(lǐng)的團隊開始做有組織的科研，形成了人工智能、機械、控制、計算機、力學(xué)、數(shù)學(xué)、數(shù)碼等多學(xué)科交叉融合，如今團隊已有50多位老師，其中不乏女性。她們有句口號：“科研讓我們更美麗！”用彭艷的話說，這種美麗源自內(nèi)心的自信?！翱萍急旧砭褪呛苊赖摹Ｎ覀兿胱尭嗳丝吹竭@個行業(yè)的好，并加入進來，那首先我們的面貌當(dāng)然得是精神的?！彼€因此養(yǎng)成了一個習(xí)慣，出去工作時背一個雙肩包，包里常備一雙鞋——如果要進會場，她就換上高跟鞋；出了會場，她再換回運動鞋，馬不停蹄趕去調(diào)試現(xiàn)場。

不過，對彭艷影響更大的一句話是：為天地立心，為生民立命，為往圣繼絕學(xué)，為萬世開太平?！坝袝r我一想到這句話就忍不住掉眼淚?！迸砥G說，前年去珠海航展，看到那些先進的創(chuàng)新成果和精彩的飛行表演，激動時便又想起了這句話。“那一刻，我腦海中想到的是：如今的大國優(yōu)勢，背后其實凝結(jié)著幾代人的畢生心血。去做一些智能裝備，減輕人的負(fù)擔(dān)，減少人的傷亡，這就是我們在這個時代應(yīng)該去做的事情?！?/p>

彭艷說，她的目標(biāo)就是帶著“精?！眻F隊，做出全世界最先進最實用的無人艇，突破更多關(guān)鍵技術(shù)，讓海洋從“神秘”變得“透明”。這個目標(biāo)如同一束光，引領(lǐng)她不斷向前邁進。

彭艷，1982年出生于山東，現(xiàn)任上海大學(xué)無人艇工程研究院院長、上海大學(xué)人工智能研究院執(zhí)行院長。帶領(lǐng)團隊研制出“精海”系列無人艇，是國家杰出青年科學(xué)基金獲得者、全國三八紅旗手。近期因助力打撈“長江口二號”古船受到關(guān)注。