——記人工智能與大數(shù)據(jù)學(xué)院多模態(tài)設(shè)備健康評估與安全監(jiān)測研究團(tuán)隊(duì)

當(dāng)前,，人工智能技術(shù)引發(fā)的產(chǎn)業(yè)變革正在加速演進(jìn),，如何在新一代信息技術(shù)與傳統(tǒng)生產(chǎn)場景的深度融合中尋找產(chǎn)學(xué)研合作的“突破點(diǎn)”，成為高水平應(yīng)用型大學(xué)組建創(chuàng)新型科研團(tuán)隊(duì),、匯聚優(yōu)秀人才,、整合科技資源,、搭建創(chuàng)新平臺、催生高質(zhì)量成果的“關(guān)鍵”,。

2017年,，合肥學(xué)院人工智能與大數(shù)據(jù)學(xué)院充分利用大數(shù)據(jù)和人工智能領(lǐng)域的技術(shù)和人才優(yōu)勢，與地方行業(yè)企業(yè)進(jìn)行聯(lián)合技術(shù)攻關(guān),，成立了安徽省城市基礎(chǔ)設(shè)施大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用工程實(shí)驗(yàn)室,。同年，圍繞基礎(chǔ)設(shè)施大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的大數(shù)據(jù)建模,、多模態(tài)信息智能分析等問題,，組建了多模態(tài)設(shè)備健康評估與安全監(jiān)測研究團(tuán)隊(duì)。

這一年,，畢業(yè)于合肥工業(yè)大學(xué)信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)的張琛博士入職合肥學(xué)院,，成為人工智能與大數(shù)據(jù)學(xué)院的一名“青椒”。在安徽省城市基礎(chǔ)設(shè)施大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用工程實(shí)驗(yàn)室常務(wù)副主任陳圣兵教授的鼓勵與指導(dǎo)下,，張琛老師快速成長為多模態(tài)設(shè)備健康評估與安全監(jiān)測研究團(tuán)隊(duì)研究骨干,，開啟了她在多模態(tài)信息智能分析領(lǐng)域的深耕與探索。

回憶這7年的“產(chǎn)學(xué)研”生涯,，張琛感觸很深,。

從最初“興趣驅(qū)使”科研，到如今“解決企業(yè)的技術(shù)需求”的產(chǎn)學(xué)研合作,，她在一次次與企業(yè)對接的磨合錘煉中不斷調(diào)整自己的“科研目標(biāo)”,。她深知，只有解決了行業(yè)用戶的實(shí)際需求和行業(yè)痛點(diǎn),，才是推動應(yīng)用型科研成果轉(zhuǎn)化的有效方式,。

例如，團(tuán)隊(duì)最初利用視頻監(jiān)控,、紅外傳感器檢測設(shè)備表面缺陷和設(shè)備故障,，實(shí)現(xiàn)設(shè)備健康評估和安全檢測,。但在與企業(yè)深度對接過程中，張琛和同事們逐漸發(fā)現(xiàn)單一的“視覺研判”方式在現(xiàn)場檢驗(yàn)中存在著許多問題,，不但視頻設(shè)備產(chǎn)線布置成本高,，而且也易被遮擋干擾，無法精準(zhǔn)識別和分析工業(yè)設(shè)備故障,。此后,，他們嘗試了很多方式去解決這一“現(xiàn)實(shí)”問題，通過對圖像,、視頻,、文字、音頻等不同模態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,，最終找到了一種基于多模態(tài)的無損檢測研究新方向,。

2022年，在陳圣兵教授的帶領(lǐng)下,，團(tuán)隊(duì)研究重心逐漸轉(zhuǎn)向“音頻檢測”領(lǐng)域,，通過采集聲音、超聲,、次聲波等主被動聲源,，收集聲紋并建立相應(yīng)聲紋庫，借助聲紋對設(shè)備狀態(tài)進(jìn)行建模與智能分析,。這種利用大數(shù)據(jù)建模技術(shù)研發(fā)的新型檢測技術(shù)在生產(chǎn)過程中可以輕松實(shí)現(xiàn)“全天候,、不停機(jī)、無損”的檢測效果,，大大提升了設(shè)備監(jiān)測的準(zhǔn)確度和便捷度,。

想讓科研成果落地，不僅要善于發(fā)現(xiàn)企業(yè)“真問題”,，還要善于結(jié)合產(chǎn)業(yè)需求解決企業(yè)的“真難題”,。

團(tuán)隊(duì)結(jié)合不同類型企業(yè)、不同種類工業(yè)設(shè)備的實(shí)際情況,，不斷了解企業(yè)最新需求,、調(diào)試最優(yōu)參數(shù)、尋求最佳建模方式,，先后與科大訊飛,、科大國創(chuàng)等行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)聯(lián)合攻關(guān)，開展地下管網(wǎng),、公路橋梁,、工地設(shè)施等復(fù)雜場景健康評估和故障預(yù)警、環(huán)境監(jiān)測。例如,，與北京聲學(xué)所,、安徽云磬科技產(chǎn)業(yè)發(fā)展有限公司等企業(yè)合作中，為解決聲音采集采購成本高的問題,，團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)了聲音采集卡,，研發(fā)成本降低了近70%。針對化工設(shè)備腐蝕,、泄露等問題,，團(tuán)隊(duì)采取以超聲監(jiān)測為主的方式進(jìn)行安全監(jiān)測。

近年來,，團(tuán)隊(duì)聚焦關(guān)鍵問題，發(fā)揮算法優(yōu)勢,，相繼提出了多模態(tài)大數(shù)據(jù)協(xié)同建模,、啞設(shè)備聲學(xué)檢測、域泛化聲音異常監(jiān)測,、復(fù)雜環(huán)境下設(shè)備健康評估等原創(chuàng)性算法,，構(gòu)建了“城市管網(wǎng)智能監(jiān)測預(yù)警與交互平臺”“空氣污染預(yù)測預(yù)警系統(tǒng)”“面向云數(shù)據(jù)災(zāi)備服務(wù)的運(yùn)維服務(wù)綜合管理平臺”等應(yīng)用平臺，解決了傳統(tǒng)單一模態(tài)數(shù)據(jù)檢測的痛點(diǎn),、難點(diǎn),，大幅提升惡劣環(huán)境下工業(yè)設(shè)備故障檢測精度和數(shù)據(jù)分析效率。目前,，“面向混合云的數(shù)據(jù)中心認(rèn)知運(yùn)維關(guān)鍵技術(shù)”“化工關(guān)鍵靜設(shè)備機(jī)器聲紋語料庫構(gòu)建及核心算法模型”“冶金行業(yè)關(guān)鍵設(shè)備監(jiān)測及產(chǎn)品檢測系統(tǒng)中多頻譜聲紋核心技術(shù)”已在合作企業(yè)得到產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用推廣,。

圍繞工業(yè)大數(shù)據(jù)和新基建發(fā)展需求，團(tuán)隊(duì)不斷探索教育,、科技,、人才一體推進(jìn)良性循環(huán)的有效路徑，“煉”成了一支包括碩士生,、博士后,、專職研究人員、工程師,、教師在內(nèi)的多層次研究隊(duì)伍,。多層次的隊(duì)伍既能“頂天”，又能“立地”,，先后獲得國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目,、安徽省重大科技攻關(guān)項(xiàng)目、安徽省揭榜掛帥項(xiàng)目,、安徽省重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目多項(xiàng),，在Expert Systems With Applications等高水平期刊和國內(nèi)外學(xué)術(shù)會議上發(fā)表SCI、EI高水平論文多篇,，授權(quán)發(fā)明專利5項(xiàng),，軟件著作權(quán)10余項(xiàng),。團(tuán)隊(duì)培養(yǎng)的首屆畢業(yè)生被新西蘭惠靈頓維多利亞大學(xué)錄取為全職博士，入職能源國企,、專精特新企業(yè)等,。

陳圣兵表示，“我們團(tuán)隊(duì)很少去做‘趕時髦’的研究,，一直專注于以數(shù)據(jù)思維解決實(shí)際問題,，建立聲音、圖像,、紅外,、振動和聯(lián)機(jī)數(shù)據(jù)融合模型并開展智能決策分析研究方向，致力于在基礎(chǔ)研究與技術(shù)應(yīng)用方面都做到極致,，現(xiàn)在的工作重點(diǎn)除了持續(xù)科研攻關(guān),，還要在培養(yǎng)青年人才、優(yōu)化團(tuán)隊(duì)整體結(jié)構(gòu)方面下功夫,，希望未來能為合肥市乃至安徽省大數(shù)據(jù)行業(yè)發(fā)展做出更多貢獻(xiàn),，讓應(yīng)用型科研成果在區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展中釋放更大的新動能。

（黨委宣傳部 科研處 人工智能與大數(shù)據(jù)學(xué)院 學(xué)生記者 王文浩）