融入AI技術 中山大學打造首台MIT水下無人機

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中山大學成功應用AI與深度學習技術，導入通訊技術、半導體、嵌入式系統，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。未來可應用於國防、綠能、搜救等。

為進一步了解水下世界，國立中山大學執行國科會半導體射月計畫「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，打造出台灣第一台具備AI能力的海洋專用水下無人機。

中山大學新聞稿表示，這台海洋無人機在辨識速度、影像資訊豐富度、定位、避障導航、充電效率等享有技術優勢。搭載創新AI技術的AUV，可辨識玻璃瓶、寶特瓶、輪胎和潛水員、獅子魚、海龜、鯊魚、魟魚等20多種生物，可望助攻海洋環保、漁業養殖污染監控和海洋搜救等工作。

負責這項計畫的中山大學電機系教授兼研發長王朝欽指出，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。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。

王朝欽說，無人機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。」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。

為驗證研發的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。王朝欽特地受訓考取「初階開放水域潛水員」執照，親自下海實測。實海測試確認AUV的除霧、避障、辨識、大範圍（80X80公尺）巡航等能力。

研究團隊表示，研究也發展出2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。

王朝欽說，為減少耗電，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。

中山大學指出，身為台灣首度為AUV搭載AI能力的研發團隊，過程中也面臨各式難題。例如，要讓AI做到精準辨識，必須具備至少萬張的大量標示好的物件圖片，團隊善用3D建模技術將一張照片擴大至百張的效益，才順利建立水下資料庫。

研究團隊也說，水下世界背景噪音大、聲波傳導更為複雜與困難，團隊首度在小琉球外海實測時，就發生母船下達啟動聲音訊號後，AUV卻無法啟動的狀況。透過加大聲音發射功率、發射角度對準AUV方位、避開海床或船隻等聲波折射干擾因素三管齊下，AUV終於在近半海浬外接收到母船發出的訊息、順利啟動。




文章來源: 華視新聞