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        探訪珞珈實驗室:武大造智能遙感衛星計劃明年發射

        發布時間:2021年02月24日 09:30 來源:楚天都市報
        芯片研究人員在武大物理學院的超凈實驗室內工作

          □楚天都市報極目新聞記者 柯稱 通訊員 吳江龍 胡浩 趙潔 攝影:楚天都市報極目新聞記者 黃士峰

          武大自主研制的衛星明年底發射、無人駕駛小車將開進校園、空天裝備中國芯正在攻堅……近日,極目新聞記者在武漢大學探訪珞珈實驗室基礎設施時,多位院士、教授透露了不少硬核“內幕”。

          珞珈實驗室聚焦空天科技領域,非常高大上,離老百姓的生活也很近。實驗室四個研究方向為:高精度時空基準與智能導航定位、空天科技關鍵芯片與核心裝備、空天信息人工智能方法與安全技術、空天信息探測與實時智能服務,聚集了十幾名院士。實驗室一方面研究前沿理論,一方面也會打通產業鏈,和企業一起讓百姓盡快享受到科技進步的成果。

          實驗室名片

          實驗室名:珞珈實驗室

          牽頭單位:武漢大學

          共建單位:

          中科院精密測量研究院、中國地質大學(武漢)、中國信息通信科技集團、小米科技(武漢)、湖北移動、航天科工、科大訊飛、京東、東風、高德紅外等科研院所和企業。

          研究任務:

          圍繞國家自主可控的空天信息科技發展戰略,以世界前沿科學理論創新、重大科技任務攻關和國家大型科技基礎設施為主線,以空天戰略性前沿技術體系構建與自主核心軟硬件研制為目標,開展戰略性、前瞻性、基礎性、系統性科技創新和集成性、融合性產業化實踐。

          開車將和開飛機一樣智能

          導航大家都常用,那么智能導航定位是什么概念?

          在武漢大學國家衛星定位系統工程技術研究中心辦公樓外,極目新聞記者看到多臺車輛的頂部都安裝了一些設備,有的是衛星導航接收器,有的是光學相機,有的是慣導測試設備。

          中心主任、珞珈實驗室智能導航研究方向首席科學家姜衛平教授介紹,中心有五個研究所和一個國際衛星導航組織數據分析中心,除了做基礎理論研究和應用設計等工作外,還有不少研究人員日常工作中,要長期開著這些車進行戶外實驗。

          “現在大家用的導航一是還不夠精準,比如區分高架橋上下的高度定位、室外到室內定位無縫銜接等方面;二是不夠智能,無法適應復雜路況和無人駕駛的需要!苯l平說,該中心的研究就是要發展以北斗為代表的GNSS高精度定位、導航和授時方法及面向復雜環境的適應性智能導航等共性技術,支撐移動智能設備、機器人無人系統、智能網聯汽車、軌道交通等位置服務應用和產業發展。智能駕駛方面,會聯合企業攻關,解決硬件、軟件、方案設計等方面的難題。

          “不久的將來,我們駕駛智能汽車就像開飛機一樣,上高速或快速公路前就像‘起飛’階段,需要自己操作,上了高速就交給電腦來控制,非常輕松!苯l平說,智能導航是萬物互聯的重要標志,智能駕駛除了能讓駕駛員更輕松、交通更有序、物流更高效外,還是構建工業互聯網,推進智能制造的“先遣兵”。

          要讓空天裝備用上中國芯

          大家都知道,擁有“院士天團”的武漢大學測繪學科,是國際一流學科。但是,我國空天科技關鍵芯片仍需要依賴進口,處于被“卡脖子”的狀態。珞珈實驗室將補齊短板,實現“空天地!币苿油ㄓ嵱眯酒、高光譜成像機芯、導航定位芯片設計、集成與制造的自主可控。

          在武大物理學院,記者穿上類似防護服的防塵服,跟隨管志強教授進入納米科學與技術研究中心微納加工實驗室!拔覀冎饕_展芯片的關鍵基礎技術研究,需要超凈實驗室環境,比如千級室的標準是每立方米空氣中,直徑超過1微米的顆粒要在10000個以內!惫苤緩娬f。

          在聚焦離子束FIB工作區,研究人員操作設備,可以進行芯片電路的原位檢測與修復;在光刻區,可以進行小至30納米以內的精細電路圖案曝光;在鍍膜區,有幾個大烤箱一樣的裝備,可以通過物理或化學的方法進行鍍膜!拔覀兊脑O備可以滿足最大6英寸的硅基半導體工藝的實施!惫苤緩娊榻B。

          珞珈實驗室在該領域的首席科學家徐紅星院士介紹,珞珈實驗室將圍繞空天裝備中國芯集中力量攻堅克難,繼續推進芯片先進智能制造技術和以光子作為信息載體的片上集成光信息技術。

          和企業一起讓生活更智能

          在人工智能領域,珞珈實驗室主任、武漢大學副校長李建成院士擔任首席科學家。

          李建成院士介紹,此前武漢大學已經成立人工智能研究院,和小米科技共建了人工智能實驗室,接著還會和京東、科大訊飛等頭部企業合作共建實驗室。不久,在武大校園內還能見到和東風合作的智能無人駕駛小車!捌髽I創新規模很大,要把企業的力量引入實驗室,這對科研成果最終產業化非常重要!崩罱ǔ稍菏空f。

          人工智能會給生活帶來哪些改變?記者來到武漢大學國家多媒體軟件工程技術研究中心探訪。

          該中心有一個縮小版城市交通監控系統仿真模型,模型車在路上按照交通指示燈行駛,每個路口都安裝了監控,一旁的電腦實時分析著數據流!俺鞘斜O控系統會產生巨大的數據量,難以存儲,我們做的就是有效壓縮和編碼這些數據,需要調用時可以高質量復原、分析!敝行闹魅、武大人工智能研究院常務副院長杜博教授介紹,這套系統已在武漢等城市應用。

          另外,該中心還利用人工智能算法幫助查找和處理所需的視頻畫面,此前曾在破獲武漢一起重大案件時,迅速鎖定了嫌疑人。在尋找交通肇事逃逸車輛時,人工智能算法也能根據多個路口的畫面“拼”出肇事車的準確信息,節約了公安人員的大量時間。

          “我們的研究,是用影音的手段結合人工智能的技術來服務社會!倍挪┙淌谂e例,去年疫情期間,他的團隊和武大人民醫院合作,研發了新冠肺炎CT影像智能診斷系統,為抗疫做出了貢獻。

          武大造衛星明年發射

          “珞珈三號02星,爭取明年底按期發射!它是我們自主設計、制造、集成、測試的首顆高精度智能遙感衛星!辩箸鞂嶒炇铱仗煨畔⑻綔y與實時智能服務研究方向首席科學家龔健雅院士透露。

          2018年底,武漢大學宇航科學與技術研究院揭牌成立,龔健雅院士任院長。目前,研究院已擁有制造小衛星和遙感儀器的條件和科研團隊。龔健雅院士介紹,珞珈三號02星是一顆0.5米的光學遙感衛星,主要用于高精度的測繪和遙感數據的獲取,主要技術指標處于國內最高水平。

          在宇航研究院地下一層的衛星環境實驗室,記者看到一個內徑2米、長2.5米的大密封罐。實驗室負責人介紹,這是熱真空罐,可以模擬太空的真空和溫度環境,測試衛星對空間環境的適應能力。實驗室里還有給衛星精密測量“體重”的設備,可以模擬空間溫度變化的“衛星及載荷溫箱”,以及能模擬發射階段火箭震動的設備。

          “我們除了研制衛星,最主要工作還是研發衛星傳感器,如大型光學相機、激光雷達等遙感儀器設備!饼徑⊙旁菏拷榻B,珞珈實驗室要突破對天對地觀測與探測、衛星組網、智能衛星系統以及空間信息智能服務等關鍵技術問題。這些都需要更精密的儀器和更先進的算法。

          珞珈實驗室還要實現5分鐘內可響應的亞米級高清分辨率的智能組網觀測系統。龔健雅院士解釋,我們現在獲取衛星影像要經過調動衛星拍攝、地面接收站接收數據、處理數據等步驟,需要幾個小時,“未來要做到實時獲取,需要衛星能夠在軌處理數據,通過遙感衛星集成通信功能或者和通訊衛星鏈接等辦法,實時傳回5分米甚至更高分辨率的圖像!

          龔健雅院士暢想,將來我國的衛星基礎設施更充沛以后,市民想去景區前,可以先調看衛星拍攝的景區畫面,看游客是否爆滿;媒體報道新聞時,可以直接發布當地實時衛星圖片。

        (編輯:裴春梅)
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