水下無人載具人工智慧 中山大學研發水下無人機

海洋富含資源卻也暗藏危機,為了進一步了解水下世界,國立中山大學「水下無人載具人工智慧系統關鍵技術研發」整合型計畫,應用AI與深度學習(Deep Learning)技術,導入通訊技術、半導體、嵌入式系統,率先成功打造台灣第一台具備AI能力、100%MIT的海洋專用水下無人機,在辨識速度、影像資訊豐富度、定位、避障導航、充電效率等享有技術優勢。

要在海洋進行建設與學術發展,自主式水下無人機(Autonomous Underwater Vehicle, AUV)技術至關重大。中山大學電機系教授兼研發長王朝欽指出,相較於空中無人機,海洋專用水下無人機面臨更嚴苛的環境考驗,團隊開發低功耗、高效能的輕量化神經網路演算法與硬體加速器,並應用影像除霧、色彩還原與LED智慧補光等AI技術,「將水下物件辨識正確率提升至80%以上,且辨識速度快如人眼,約為每秒辨識20張照片的高速效能。」

這台搭載創新AI技術的AUV,可辨識玻璃瓶、寶特瓶、輪胎,可望助攻海洋環保、污染監控工作,也能夠辨識潛水員、獅子魚、海龜、鯊魚、魟魚等20多種生物,能夠用於精準漁業養殖、海洋搜救。除了物件辨識外,團隊還為AUV搭載海床底質聲學遙測分析AI系統,能夠分析泥、沙、岩石等海床材質,可應用於國防(潛艇)、綠能(離岸風電)、魚探機等領域,例如精準有效監控離岸風電基樁周圍土壤變化情形,助攻我國未來綠電產業發展。

為了驗證研發的AUV能夠克服泥沙、洋流、光線昏暗等海洋環境考驗,團隊將AUV分階段於高雄港、安平港、小琉球外海實測。另外,有限的電池電力,是所有無人機,不論是天上或是海下的,都必須面對的挑戰。為了降低AUV下水後的耗電,現階段必須取捨即時學習,以達到可即時辨識。王朝欽說明,團隊捨棄即時學習,在下水前就為AUV做好機器學習,將電力留給即時辨識的運算耗能,讓AUV在海洋中能夠做到即時偵測、辨識和追蹤物件。團隊並且發展出發展出兩種AUV快充技術,包括快速更換電池與無須上岸的隔水充電,為海洋研發續航取得時效優勢。【記者  鄒弘整理報導】