让海底世界变“透明”

许晔

彭艳

在水下沉睡150多年后，“长江口二号”古船终于重见天日。作为我国迄今水下考古发现的体量最大的木质沉船，它于11月21日凌晨被成功整体打捞出水。

中国上一次整体打捞古代沉船还是在2007年，当时“南海一号”一亮相便轰动世界。如今，“长江口二号”也穿越历史而来，意味着中国水下考古取得新的历史性突破。尤其值得注意的是，从被发现到被打捞出水，“南海一号”用了整整20年，“长江口二号”只用了7年。

整体打捞古代沉船向来是难度系数极高的“技术活”。“长江口二号”的打捞进程能缩短，离不开硬核“黑科技”——水下沉船自动识别辅助系统、机器人水下考古装备、全球首艘智能化立体采样无人艇……而这些“黑科技”背后的研发团队，领头人是一位“80后”女将，上海大学无人艇工程研究院院长彭艳。

水下考古不易，找寻古代沉船犹如大海捞针，遇到急流险滩更是危险。怎么办？2014年，上海文物保护研究中心副主任翟杨想到一个主意：借助科技的力量。他找到彭艳，双方一拍即合，无人艇开始用于水下的古船探测。

考古队本想在长江口找寻中国第一艘蒸汽动力军舰“万年青”号。顺着线索，他们很快发现一艘沉船，以为找到目标，高兴地下水打捞，结果却捞出了飞机的螺旋桨——这证明该沉船并非“万年青”号。彭艳意识到，“不管什么年代的船其实都是类似的形状”，只找到沉船不行，还需要让考古专家看到沉船内的文物图像。翟杨提出，能不能做一个智能的水下摄像系统？

说做就做。然而，长江口水体浑浊，加上水流的影响，摄像系统拍回来的图像信息并不理想。彭艳团队没有气馁，反复试验，最终利用浑浊水域智能图像增强技术，让人们窥见沉船的部分真面目。在勘查“长江口二号”时用的便是这项新技术，连沉船里的青花瓷器都拍得一清二楚。

彭艳团队还充分发挥自身优势，为“长江口二号”量身打造无人艇。比如，沉船有一部分被埋在海底淤泥下，他们便研发搭载合成孔径声呐的无人艇，能自主探测淤泥下5米范围内的目标；再比如，沉船已经在水下待了百余年，打捞上来后的保护工作需要依据沉船水域的情况来进行，温度、盐分、微生物、压力等各种参数都要搞清楚，由此他们研发了“精海6号”环境探测无人艇，它的艇肚子里可携带80厘米直径的圆柱形“采样蛋宝宝”——一种可自动布放的采样系统，开始作业后能自动到沉船区域采集数据。

但无人艇的应用，远不止于水下考古。

“我们一开始做无人艇，其实是基于国家测绘的需求。”彭艳对《环球人物》记者说，中国拥有1.8万公里海岸线和1.4万公里岛礁岸线，在无人艇技术发展起来之前，基本是靠人力去勘测。船长们开着海测船，沿着测线一条一条测——不过，只有经验丰富的船长才能做好，经验不足的船长遇到风浪也很难开成直线。在这种情况下，勘测员不仅十分辛苦，还面临着海上未知的风险。到了浅海、礁石多的海域，测绘更是难上加难。“我国有7000多个岛礁，不少岛礁周围的海域深浅不一或者水流变化莫测，海测船根本不敢过去。”要推进海洋强国建设，无人艇的发展势在必行。

2019 年，彭艳（前右）携团队及“精海3号”无人艇执行“長江口二号”沉船遗址水下考古任务。

2016年，“精海3号”无人艇对南海七连屿西沙洲海域进行海图测绘。

随着研发的逐渐深入，无人艇所能承担的任务越来越多，从海上动态实时勘测、环境监测到巡逻警戒，不一而足。彭艳拿巡逻警戒来举例，其团队研发的无人艇不仅可以自主出发，完成任务后还可以自主回来。“为此，我们还专门研发了一个装置，你可以把它想象成一个立体停车位，无人艇巡逻完自主回来，然后停进去，‘啪’，自动锁死。”

一聊起无人艇，彭艳就滔滔不绝。她已在无人艇领域深耕17年，“越做越发现无人艇的重要性，海上太需要智能化和无人化了”。如今，无人艇被认为是一项可以改变未来海上“游戏规则”的技术，对海洋资源开发和国家海洋权益维护都具有重要的意义。在彭艳看来，尽管美国在无人艇领域起步较早，但我国的无人艇和他们的相比，并不存在代差，属于同一代，“有些方面做得比他们更好”。

彭艳走上无人艇研发之路，很早就“埋下伏笔”。她出生于1982年，觉得这辈子最大的财富是有心胸宽广、不畏困难的爷爷和爸爸，他们身体力行地告诉她，人生最重要的是做善良有爱的人，要为国家和民族做出自己的贡献。于彭艳而言，两位长辈是她一辈子的知己和榜样，是他们深深影响了年少的她。

2004年，彭艳考上中国科学院沈阳自动化研究所的硕博连读。选择研究方向时，她果断选了无人艇，一个比无人车、无人机冷门得多且有着更多空白的领域。当被问及原因，她说是受中日甲午海战的刺激。“那时，装备落后导致致远舰沉没，开启了中国近代国耻史……”每每想到此处，她的内心便被刺痛。居虽安之而岂敢忘危？彭艳知道，科技才是海洋强国的核心竞争力。不怕难、有闯劲的她，想为中国的海洋事业尽自己的一份力。

5年后，彭艳博士毕业，来到上海大学加入龚振邦、罗均、谢少荣教授的团队。这些人有个共同目标：把中国的无人艇做起来！他们给团队取名“精海”，寓意用精卫填海般的精神，去披荆斩棘开拓无人艇事业。

然而从无到有，总是万般艰辛。他们缺钱——没有项目需求，也就没有经费支持，最后是找学校借了290万元才得以起步；他们也缺底层数据——数据不共享，体系就难建立，因此只能国内国外一家家公司去磨，硬生生蹚出一条路；他们更缺人——想做无人艇，需要一个多学科交叉融合的技术团队，必须从人工智能、机械、力学等众多学科中去吸收人才。

2020年，“精海”团队成员在海上测试时简单用餐。

彭艳印象特别深刻的是她的一位师兄。“当时我们团队需要搞雷达的人，我那位师兄正好就是在中电（全称中国电子科技集团公司）做雷达的。我们提着一瓶白酒就去找他了，让他和我们一起做无人艇这项伟大的事业。他在那边待遇各方面其实很好，但听我们说完，他热血沸腾，很快就辞职来我们这边了。”

团队建好，科研启动，可挑战还有很多。从技术突破到实际应用，还有相当漫长的一段路要走。为了确保无人艇能精准地执行任务，彭艳决定进行海上测试。

她坐着工作船，跟着无人艇出海，一蹲就是一天。天气冷的时候，海上更冷，救生衣里面裹着羽绒服，外面还得再加一件棉大衣才能扛住凛冽寒风；天气热的时候，人又会被晒得黑黢黢，甚至被晒到脱皮。

最难受的是晕船。她形容工作的常态是“一边吐得昏天暗地，一边坚持完成调试任务”。时间久了，团队里的人甚至晕船晕出经验。比如几个小伙子，明明可以从上海飞到三亚，再从三亚坐船出海，但他们选择直接从上海坐船出发，在海上多待两天，说这样他们前面两天就吐得差不多，之后就能干活了……

“经常有人问我，做无人艇和做无人车、无人机的区别是什么。我不敢说做无人艇一定更难，但海上环境确实更加恶劣，人需要不怕冷风吹、海水泡，忍得住晕船，耐得住寂寞。而且海洋环境复杂，实验成本也高。海上10年到20年才能培养出一个舰长，在陆地上5年肯定能培养出一个老司机。”彭艳说。

2017年10月，“精海”团队在海南三亚湾执行海岸带综合地质调查任务。

而越是困难，彭艳越是抢着打头阵。2012年，眼看海上测试进入关键时期，她挺着7个月的孕肚，带着婆婆一起出海；儿子出生6个月后，她又带着婆婆和儿子赶到海边。她从不叫苦喊累，还说工作能让她分泌多巴胺，“一工作就很开心，反而是休息时心里会七上八下”。彭艳想了想，用常跟团队成员说的一句话来解释这种状态：“如果你只把工作当成一份差事，那基本是做不成的。但如果你把它当成一份事业，一份为国家、为民族、为人类社会所做的事业，那你就会获得无穷的动力。遇到困难时，你也不会去抱怨，而是想着怎么解决，就像在游戏中‘升级打怪’。”

彭艳团队的付出在2013年迎来回报。“精海1号”横空出世，随船赴南海巡航，承担了对南海诸岛礁海域的测量和检测任务，实现了我国无人艇在南海第一次应用。“任务一结束，国家海事局觉得无人艇很好用，就购买了我们的无人艇。”

顺利打响第一炮后，“精海”团队一鼓作气：“精海2号”搭载“雪龙号”科考船赴南极，进行第三十一次南极科考，成为世界第一艘去南极的无人艇；“精海3号”搭载在国家海洋局海监船上，对岛礁和近海浅水域等水下地形地貌、水文进行探测和自主航道测量……目前，“精海”已有15个系列无人艇。他们还构建了“60后”“70后”支撐、“80后”领衔、“90后”一线负责的“精海”海洋智能人才梯队，常年奋战在海洋一线。

在“精海”无人艇参与过的任务里，最惊险的莫过于“桑吉”轮碰撞燃爆事故。2018年1月6日晚8时许，在长江口以东约160海里处，载有13.6万吨凝析油的巴拿马籍油船“桑吉”轮，与中国香港籍散货船“长峰水晶”轮发生碰撞。现场烈焰冲天，随时可能发生爆炸，不断泄漏、挥发的油料以及燃烧产生的有毒气体都会对海洋资源和大气造成污染。深夜11点，彭艳接到通知：无人艇要赶赴事故海域参与工作！

时间紧、任务重，彭艳带着团队连夜加班，给无人艇紧急加装自动采样系统。第二天到现场后，无人艇下水，仅用半小时就成功完成沉船探测和污染水样的取样工作，为事故的后续处置提供了重要数据支持。彭艳说：“作为一名科技工作者，当国家有需要的时候，我们的科研成果能发挥效能，这是让我最自豪的。”

13年前，彭艳带领的团队开始做有组织的科研，形成了人工智能、机械、控制、计算机、力学、数学、数码等多学科交叉融合，如今团队已有50多位老师，其中不乏女性。她们有句口号：“科研让我们更美丽！”用彭艳的话说，这种美丽源自内心的自信。“科技本身就是很美的。我们想让更多人看到这个行业的好，并加入进来，那首先我们的面貌当然得是精神的。”她还因此养成了一个习惯，出去工作时背一个双肩包，包里常备一双鞋——如果要进会场，她就换上高跟鞋；出了会场，她再换回运动鞋，马不停蹄赶去调试现场。

不过，对彭艳影响更大的一句话是：为天地立心，为生民立命，为往圣继绝学，为万世开太平。“有时我一想到这句话就忍不住掉眼泪。”彭艳说，前年去珠海航展，看到那些先进的创新成果和精彩的飞行表演，激动时便又想起了这句话。“那一刻，我脑海中想到的是：如今的大国优势，背后其实凝结着几代人的毕生心血。去做一些智能装备，减轻人的负担，减少人的伤亡，这就是我们在这个时代应该去做的事情。”

彭艳说，她的目标就是带着“精海”团队，做出全世界最先进最实用的无人艇，突破更多关键技术，让海洋从“神秘”变得“透明”。这个目标如同一束光，引领她不断向前迈进。

彭艳，1982年出生于山东，现任上海大学无人艇工程研究院院长、上海大学人工智能研究院执行院长。带领团队研制出“精海”系列无人艇，是国家杰出青年科学基金获得者、全国三八红旗手。近期因助力打捞“长江口二号”古船受到关注。