（一）项目背景 人工智能技术快速发展，“无人车”“无人船”“无人机”等大量无人装备应运而生并运用于实战。无人装备具有“空间多维、全天候、非对称、非接触、非线性”等作战运用特点，改变了战争构成要素、作战观念、组织形态和保障模式，颠覆了行业模式，重新定义了人们的生活方式。无人装备对未来社会影响和改变必将是整体性和革命性的，存在着无限的发展和应用空间。 智慧化，是无人装备发展的必然趋势。实时感知、动态组网、自主控制、智能决策、自我学习等是未来智慧无人装备必须具备的能力，而这一切能力的赋予，离不开支持智能应用的高级综合电子及基础软件的支持。无人装备中计算系统的性能、可靠性、智能化、交互性等能力的高低是决定或制约无人装备智慧化水平的重要因素，因此，必须围绕未来无人装备的发展趋势与需求，研究满足要求的国产智能计算系统，为无人装备提供智能算力支撑。 （二）项目简介 针对未来无人装备对高性能、高可靠、智能计算能力的需要。研究了基于国产处理器、加速器和基础软件的智能计算系统，重点突破了国产器件系统安全认证、高性能、高可靠综合电子架构、异构资源统一开发环境、异构资源自适应管理、系统多级容错重构、面向领域的轻量化网络模型设计、智能应用容器化开发部署等关键技术。研制了出满足无人装备智能应用的高可靠、高性能、高可用、高安全、标准接口的国产计算系统原理样机，并通过航天领域场景验证测试。 （三）关键技术 如下图所示，围绕无人装备智能应用，需要分别从高性能、高可靠硬件构成、高效平台管理、高可用应用接入和高效算法设计开发等方面分别展开研究。平台硬件层主要包括系统硬件身份认证技术、异构硬件资源统一组件服务技术，解决系统级硬件身份认证和异构资源统一表征和管理问题，为高安全、高性能异构计算奠定技术基础；平台管理层主要包括可重构计算架构、任务资源自组织协同与动态自演化策略、面向节点协同的动态集群构建、系统多级容错模型、多目标多约束下的任务资源最优匹配算法，为无人装备智能应用提供高性能、高可靠的计算平台；高可用应用接入主要包括异构资源统一开发环境构建、系统感知的智能编译优化以及自动代码生成等内容，支撑系统综合调试，满足系统高可用要求；高效算法设计主要包括面向领域的智能应用开发流程设计、基于硬件感知的神经网络自动设计及联合压缩等技术。

项目背景：结合国家“节能降耗”的背景，同时为节约成本提升产品市场竞争力，近年来各钢铁企业纷纷对能耗“大户”加热炉进行改造升级。高效轧制国家工程研究中心致力于加热炉领域的研究已有十多年的历史，涉及范围广泛，包含热处理炉、隧道炉、蓄热/常规板坯加热炉、方坯加热炉等，拥有成套加热炉解决方案，并结合现场进行设备工艺诊断，定制适合每个个体的加热炉过程控制系统，达到提高产品加热质量、节能降耗的目的。关键工艺技术：（1）基于炉温闭环控制的智能燃烧及炉温控制技术用于多种类型的加热炉过程控制系统，根据热值、残氧、压力等实时优化空燃比，从而有效地控制炉内气氛；（2）精准的板坯温度预报模型和出钢节奏预测是智能燃烧的前提，依据周期呈现的钢坯温度场分布、剩余在炉时间、出钢序列，预测出钢节奏；（3）变钢种规格混装以及延迟故障工况的感知，统筹协调所有钢坯的炉温需求，并根据延迟故障信息动态调配炉温设定。

北京大学工学院研发团队经过努力，在面向区域环境监测和作业的高载荷无人自主飞艇平台的研究基础上，在国家科技支撑计划项目的支持下，研制出了无人自主飞艇。该飞艇艇长17+0.2m，艇宽7.5m， 有效载重110kg，为三椭球异形结构，内置附气囊， 尾部为十字动力尾翼，动力系统采用双螺旋浆油电混合动力系统。

目前我国农业人口老龄化日益严重，农药化肥过量施用，为解决未来谁来种地，生态环境恶化等问题，山东理工大学校长特别助理、农业工程学院院长、欧洲科学、艺术与人文学院院士、格鲁吉亚国家科学院外籍院士，兰玉彬教授提出国内首个生态无人农场理念，在农圣贾思勰曾任太守的朱台镇（高阳）建设生态无人农场。 生态无人农场是现代农艺和农机装备、绿色植保技术、无人机、机器人、人工智能、物联网、大数据、云计算、3S等高技术集成的成果，将依托各种传感器节点和无限工薪网络，通过天、空、地一体化信息监测系统获取农情信息，采用地空一体化智能农业机器人和农业装备等协同作业，实现农业生产环境的智能感知、智能分析、智能决策、智能预警、专家在线指导，达到绿色生态农业生产的精准化种植，可视化管理和智能化操控，打造可复制易推广的绿色生态、高效环保的循环无人农场新模式。 创新与特色： 1、生态与农业生产深度融合 通过开展土壤、水体、大气监测网络及农场生态环境建设规划，实施测土配方精准施肥技术、秸秆综合利用、禽畜粪便有机化处理与施用技术、绿色生物防控病虫害综合治理、航空植保变量施药、精准灌溉等各种生态技术措施，构建绿色、环保、生态三位一体的可持续农业生产体系。 2、农艺与智能农机深度融合  进一步提升农艺与智能农机的融合水平，创新农作物全程无人华化生产解决方案，探 索物联网技术与农艺、农机的融合方案，逐步实现耕、种、管、收、贮等生产环节作业无人化，促进农艺与智能农机的深度统合。 3、农情与数据信息深度融合 构建特色的农作物生命周期数字化管理平台，通过空、天、地一体化全方位信息采集技 术全面获取不同生长阶段数据，探索大数据技术在农情分析中的深度应用，为农业生产决策提供有价值的大数据平台，形成便于无人农场实施的生产规划标准。 4、农机与人工智能深度融合 针对大田农机装备可靠、高效、精准作业的需求，借助多元异构传感技术、自动驾驶技 术、智能控制技术、研究农机装备的自适应控制技术、机群调度与协调等关键技术，研制支撑农田作业环节的智能农机装备，构建基于人工智能、云平台的农机装备协同作业管控系统，实现农机装备与人工智能深度融合，为智慧农业的可持续发展提供示范。

成果基于大数据及人工智能，开发了无人喷浆技术，研发出喷浆机器人，该机器人具有手动模式、XYZ模式和全自动模式。 研发了自动控制技术，实现了半自动喷浆“机械臂在给定规则受喷面自动运动”、“工人操纵虚拟遥控器”及“基于图像检测的喷嘴与受喷面自动垂直”；研究了隧道场景的清晰高精度3D视觉检测技术，实现对隧道环境信息智能感知，包括“隧道空间场景高品质图像信息检测”、“喷浆厚度信息检测”，实现了智能喷浆台车隧道激光图像检测及其与湿喷台车坐标统一；激光雷达与相机融合的目标检测精度在相机倾斜条件下为85.4%，在相机不倾斜条件下为93.1%。在钢拱块长度为50mm，拱架高7m的检测中，误差控制在7mm以内。

作为计算机视觉和模式识别领域中最为成功的应用之一，生物特征识别技术一直受到学术界和业界非常高的重视，生物特征识别技术应用领域非常广泛，比如法律执行部门、军事、政府部门、金融服务、游戏产业、医疗产业、高科技与电信产业、工业制造、零售业、旅游和运输业等。

技术成熟度：技术突破 本成套设备，以电供暖的各个电暖气为控制对象，以建筑内不同房间不同区域的取暖温度为控制参数，自下而上，组成了由单片机现场控制器（控制室单独使用PLC控制器）、PLC中间层算法控制器、工控机为上位机构成监控界面的DCS控制系统，从而实现分散控制集中管理的控制系统。此系统的目的在于替换传统水暖系统，利用合理科学的软件算法，实现节能、环保、减排的效果。设备兼具教学、实验、科研及实用的功能。 成果技术特点：本套装置由四个单片机组成现场控制器，一个PLC组成的控制室控制器，与中间层面的S7-300PLC控制系统，以及顶层监控层的工控机装置，统一安装到了一个整体的平台上。此平台便于实地集中实验、研究，也有利于集中编程与项目演示。 图1 设备实物图 图2 为智能控制系统电脑操作界面

我国拥有幅员辽阔的内陆水域，如何安全、高效的完成特定水域的巡逻和水 文信息监测工作一直是我国水文水利建设的重要组成部分。 水面无人船是一种无人操作的水面舰船平台，配备先进的控制系统、传感器 系统、通信系统和武器系统，可以最大程度上填补水域测量领域载人船无法到达 或不易到达的危险、浅滩、近岸等空白区域，真正做到高精度、自动化、高效益， 可广泛应用于常规测绘、水利水文、航道、环保和灾害应急等行业及其他相关部361 门。 本项目的产品，是在“制造强国”国家战略指导下，符合国家和地方政府政 策重点鼓励发展的高技术、智能装备、高附加值项目，符合国家经济结构和产业 结构调整的相关政策和导向。本研发团队联合上海交通大学和上海市船舶自动化 工程研究中心，共发表 SCI 论文 200 篇以上，拥有授权发明专利 40 项。