河面“扫地机器人”用黑科技保护青山绿水

中青报·中青网记者 孟佩佩

制图：王骏扬

风景秀丽的清华园荷花池，因朱自清的《荷塘月色》而闻名。今年上半年，这里来了一位特殊的“保洁员”——欧卡智舶水面环保无人船。按下手机App上的启动键，它便缓缓驶向湖中。与其他船只不同，船上空无一人，“驾驶员”全程都在岸上操作。遇到漂浮的垃圾或水草，船不仅不会避让，还会伸出两条“手臂”迎上去，把它们统统揽进“肚子”里。

就像行驶在河面上的扫地机器人，这艘“打捞神器”由陕西欧卡电子智能科技有限公司（以下简称“欧卡智舶”）自主研发。不过，四五年前，水面无人驾驶仅在军事上有所应用，像这样的民用产品研发尚处“无人区”。

“三无”状态下小步快跑让技术走进现实

2017年，西北工业大学航海学院博士朱健楠结束国外访学和工作，回国寻求技术转化的机会。机缘巧合下，他和曾经的本科学弟、正在清华大学电子工程系攻读博士的程宇威一拍即合。瞄准水面无人驾驶的“蓝海”，他们决定进行学科专业资源整合，“尽管与空中无人机和陆地无人驾驶车的飞速发展不同，水面无人驾驶在行业应用上还缺少高频刚需产品，但全新赛道大有可为”。

哪些场景能够进行高频应用？又能解决哪些现实问题？朱健楠坦言，“确定大方向时，这些问题我们都还没有想清楚”。直到一次在浙江嘉兴西塘镇旅游，他们找到了技术落脚点。朱健楠还记得那天清晨6点左右，看到两位大爷已经撑着木船捡拾河面垃圾了，“清扫河面垃圾的工作既危险又繁重，内陆河流湖泊相对封闭，无人船技术应用到水面垃圾清理上似乎有很大可能”。

经过一番调研，他们认为，“不管是从国家对生态环保、河湖治理的重视，还是从民生角度考量，以及市场上的空白，研发无人清洁船进行水域维护都将是一件既有社会价值、经济价值，又饱含科技应用价值的事情”。于是，欧卡智舶正式注册成立，朱健楠任公司CEO，程宇威任CTO。

用什么技术打造这样一艘无人船？程宇威说：“一开始我们的想法很简单，就是通过遥控方式操作船来收集垃圾，主要考虑在城市公园湖泊和一些南方城市内河里使用。”但在第一个产品研发过程中，他们又觉得，仅靠遥控器远远不够，“因为遥控还是需要有人一直关注船的工作进展。是否可以让船自己进行河面漂浮物的清扫？”他们又将自主控制导航、环境感知和避障等技术投入研发设计中。

任何创业者都要经历“三无”状态：缺人、缺钱、缺方向。他们也一样：最初的技术团队是两人的师弟和同学，“甚至要去学校奖学金答辩现场‘挖人’”；没有资金支持研发设计，朱健楠就靠参加创新创业比赛赚奖金、卖配件和杂物去一笔一笔赚。直到拿到第一笔投资，但供应链资源缺乏又成了大问题。他们来到广东东莞，“一家家工厂跑，和工人同吃同住，直到第一台无人驾驶清洁船样机研发制作完成”。

“第一台样机虽然搭载了自主研发的控制模块，但其实是用PVC管拼起来的。”朱健楠很担心：“一直在高校实验室里的我们会不会是闭门造车”？他们决定“小步快跑”，把第一台样机投入实际场景的测试，让产品不断快速迭代。

“做产品就要经过千锤百炼”。他们跑遍了国内许多江河湖泊，“收集更多数据做产品实测，让产品的适应性和可靠度多增加一分”。朱健楠笑称，因为公司距离西安丰庆公园很近，在公园金湖上频繁的产品测试，使那里几乎成了他们的“第二个家”。

产品、技术并行和“天使”客户一起成长

从第一款产品样机到如今已推出三大系列无人驾驶清洁船，3年多来销售出的上百台船只都是团队一艘一艘卖出去的，“第一个半年里可能只找到大约5位示范客户”。但尽管如此，朱健楠还是很感谢早期的“天使”客户。

“作为创新品类，前几代产品一定会存在各种实际操作问题，我们都会诚恳告知，希望他们能够把使用过程中的问题反馈回来，升级的新产品还会免费赠送。”他记得第一位客户是无锡的一家环保公司，“我们跟公司反复沟通后，他们甚至愿意用企业内的专项研发经费支持我们，共同完成产品迭代”。

有了客户实际应用的问题反馈，他们发现了更多需求，产品迭代升级和技术创新发展的速度快了起来。程宇威介绍：“最初研发的两米级无人驾驶清洁船更适用于小型水域，处于大型水域时处理垃圾就显得杯水车薪，因此推出了4米级、5米级的大型清洁船；最初的船类似于家庭扫地机器人的模式进行水面清扫，但其实水面垃圾的分布并不均匀，这就需要船在自主识别垃圾后前往清扫，因此我们又添加了识别技术，并针对垃圾多分布在水域沿边位置，研发了沿边清扫功能；初代产品需要工作人员将船的电池卸下来进行充电，但这种方式不仅具有一定的危险性，还耗费人力，因此我们研发了配套自主充电系统，让船自己返回岸基进行充电，甚至研发了自主脱困功能，被未知障碍绊住时能够自己解决，真正实现无人化作业”。

程宇威还告诉记者，尽管每个水域的水情都各有不同，但他们针对水域类型和水域边缘情况进行了分类，“希望通过几款通用标准化的产品去适应不同水域，在不同水域中存在的细分小问题，我们会通过算法学习等技术让船快速迭代和适应场景”。他们遇到的最复杂的水域场景，是一个两边遮挡比较多的内河，还会有各种各样的桥，“在这里进行无人化作业，就会存在信号定位不好等问题，需要我们自己研发新的算法去解决问题”。

就这样，根据实际应用需求，小型无人驾驶清洁船已迭代了约三四十次，大型船则有近10次产品迭代，并自主研发了一键启动、自主航行、智能避障、区域清洁、自动返航等技术功能，还针对不同水域定制化模块功能，实现了水域清漂、安防巡检、水质监测、水下割草等一系列水域服务。公司也从最初的两人发展到了现在的80余人，并在今年建立了自己的市场团队。据他们的数据统计，散布在各地的船已清理了超过1万吨水域垃圾。

朱健楠说，尽管直到2020年公司才开始获得大量客户，“但硬科技的周期的确很长，需要市场、客户、投资人等包容我们慢慢地、一步一个脚印地成长。作为新时代科技公司，既要打磨技术不断适应需求和市场变化，面对竞争，还要不断磨练团队”。2020年8月，欧卡智舶完成千万元级A轮融资，由姚期智院士创办的图灵创投领投。此前，他们已经完成两轮融资，其中就有大疆“孵化者”李泽湘参与投资。

现如今，他们研发的无人驾驶清洁船，已在北京南沙河、成都麓湖、武汉沙湖、苏州中央公园和新加坡圣淘沙岛港湾、西班牙巴塞罗那港、英国泰晤士河等国外内水域，开启了工作之旅。

每次看到投入使用的船，朱健楠都会觉得“小有成就”，但更多的是，“希望能够在实践中总结出未来朝什么方向继续迭代，用科技力量持续为守护绿水青山作贡献”。关于未来发展，程宇威也谈到，在不断地对水面无人驾驶技术更新优化后，希望能在智能水域交通新赛道上拓宽产品应用范围，“我们在重庆两江新区成功落地了国内首个无人驾驶游船，就像陆地上的无人车、无人巴士一样，希望通过无人驾驶游船的方式，让游客安全、舒适地乘坐，甚至享用一份水上下午茶”。

来源：中国青年报 （ 2021年11月16日 07 版）