“创青春”中国青年创新创业大赛半决赛当天,望着电脑上卡顿已久的画面,张轩野下意识攥紧了拳头,心想自己可能要就此告别比赛了。
这是半决赛最后的“终极问答”环节,评委针对项目随机提问,参赛者只有三分钟时间思考并作答。团队成员们讨论到比赛前一天的深夜,由于采用线上答辩,比赛当天,团队成员早早选择了网络条件最好的房间、调制并准备好相关设备,做好充足的准备,但还是出现了网络卡顿的问题。
过了一会儿,张轩野接到了评委老师打来的提问电话,他迅速整理思路,回答顺畅,比赛顺利进行了下去。最终,回声科技团队凭借“深海装备护航者——助力全球海洋设备精准回收”项目挺进总决赛,并一举斩获第七届“创青春”中国青年创新创业大赛国家金奖,这也是我校首次获得该赛事国赛金奖。
当问及为什么选择参加“创青春”大赛,团队负责人张轩野语气坚定:“将海洋关键技术掌握在自己的手里,这是中国青年科创者应有的担当。”
结缘深蓝
2018年夏天,从学校宣讲团老师的口中,张轩野第一次听到水声工程学科,他对这个神秘的领域产生了浓厚的兴趣。通过高考,他如愿进入哈尔滨工程大学水声工程学院,学习水声通信专业。
水声通信是获奖项目研发中的核心技术之一。在“创青春”国赛现场,很多人都在问张轩野一个问题:“你研究的水声学科究竟是做什么的?”提起自己所学的专业,张轩野立刻打开了话匣子。
人类在陆地生活离不开信息交流,开发利用海洋也离不开水下信息的获取、交流、判断与识别。目前,只有声波能在海水中远距离传播,水声工程学科因此诞生。它是对水下声波的发生、传播和接收过程中声学特性及其应用的研究。“简单说来,就是将人类耳朵、眼睛和嘴巴的功能,延伸到水中。“张轩野说。
通过学院刘凇佐教授的讲解和自己对水声专业知识学习的深入,张轩野关注到,随着人们对海洋能源资源开发与利用的不断加深,向海底投放的仪器设备逐渐增多,但国内深海坐底式设备回收设备的研究却存在技术难点,这使得昂贵的海洋设备难以回收,几乎等于“一次性”产品,不仅会带来巨额的经济损失,还会导致收集到的珍贵资料丢失。“为了使国家的深海坐底式设备回收不受技术限制,推动国内释放器行业发展势在必行!”负责人张轩野说。
回声科技团队成立于2017年4月份,张轩野入学后就在学长的引荐下加入该团队不断学习。2018年10月份,团队开始了对全深海声学释放器的研制,张轩野成为主要负责人,截止目前,共有16个成员参与项目的研制和推广,他们志同道合、目标一致,因项目相识,与深海结缘。
追求百分百可靠
“深海装备护航者——助力全球海洋设备精准回收”全海深声学释放器作为传感器系列设备中的一种,利用声学通信原理,集声学释放、应答测距、双向通信功能于一体,通过水声通信控制水下机械结构完成脱钩工作,能够对水下仪器设备、科考设备等进行位置指示、释放和回收,具有高可靠、低功耗、抗干扰的优点,是深海投放回收式海洋潜标系统不可缺少的必要装备。
要控制水下机械结构在深海完成脱钩,必须实现水声通信,但水下环境复杂,可能会受到近水水域海浪噪声、工业噪声、自然光辐射等干扰,且速率较低。
为了解决这些难题,使设备百分百可靠,在水声学院刘凇佐教授和刘铁副教授的指导和帮助下,经过算法开发、定位集成等过程,2019年12月,团队基本完成了第一款原型机的制作。期间,团队共进行了20余次水池仿真验证、2次性能指标海试验证,成功运行长达万余行的代码,经过试验,水声通信对释放器的唤醒率可高达百分百。全深海声学释放器工作深度可达一万一千米,负载能力达到一万千克,达到国际领先水平。
2018年10月到2019年12月,400多个日夜,回声科技团队的成员在实验室与教室之间两点一线,攻坚克难。成员们每天要在花费将近十个小时进行第一款原型机的研制,再加上巨大的学习压力,每个人平均每天的睡眠时间不足四个小时。但是团队成员们始终相互鼓励,始终没有放弃。“我们选择了科创这条路,就要坚持下去,不给未来留遗憾。”张轩野说。
“深海装备护航者——助力全球海洋设备精准回收”设备背后有数十项核心专利支撑,团队指导教师刘凇佐教授在通信算法、抗干扰算法等领域有几十年的经验积累,在全深海声学释放器的功能集成等方面提供了重要指导。项目获得了多家海洋相关企业的应用证明,和国家深海基地的打压认证。“如果没有老师的指导,我们的项目很难实现。我们是在站前辈的肩膀上前进。”陆胤亨说。
不放过每一个机会
对创业项目来说,如何将产品推广出去是关键。回声科技的团队成员没有放过任何一个机会。在产品研制成功后,他们曾经对300家海洋相关单位进行市场调研,在经过数据分析后,团队认为,全海深声学释放器具有较大的市场潜力。
目前深海设备主要依赖国外进口,成本高昂,一旦出现损坏将无法进行回收,造成资源浪费,而团队设计的全海深声学释放器设备能够基本实现设备的零失误回收,由于掌握核心技术,一旦设备出现问题,可以及时进行回收维修。这样同时可带动设备配套生产、维修等相关企业的发展,形成产业链。
“关于产品推广,我们曾经遇到一个难得的机会,并牢牢地抓住了它。”团队成员郭佳明说。2019年,回声科技团队成员山东参加海洋设备宣传会时,遇到山东贝宁科技有限公司的负责人,并与他们进行合作。该公司采用网笼式集成化养殖鱼虾蟹,但网笼式养殖容易让一些偷盗者有机可乘,养殖的水生生物经常被盗,造成经济损失。为解决这一问题,团队成员为其海洋牧场建立水下电子围栏,在遇到偷盗者时发出警报,使他们能够及时得知,并与相关部门联系。该项目需要水下通信相关技术,与全海深声学释放器的研制存在技术重叠,团队最终圆满完成项目。
正是这次合作,让公司的负责人注意到了这群敢拼敢闯的年轻人,团队成员在与负责人交谈中介绍了全海深声学释放器,该产品可以用于水生生物的定位和捕捞,双方逐渐建立起合作关系。2020年6月,回声科技团队的全海深声学释放器产品实现了商业化。
“一个好的创新创业团队,不应该把经济效益放在首位,更重要的是回报社会。”张轩野说。回声科技团队将坚持初心,克服困难,继续遨游在科创的蓝色海洋,取得更多的突破,为实现海洋强国贡献力量。