用水下機(jī)器人實(shí)現(xiàn)“河?！敝械奶剿?br/>——記河海大學(xué)能源與電氣學(xué)院副教授黃浩乾

周晴晴

黃浩乾設(shè)計(jì)的水下導(dǎo)航系統(tǒng)在日內(nèi)瓦國際發(fā)明展上獲獎

“認(rèn)認(rèn)真真做人，踏踏實(shí)實(shí)做事。人生如是，科研亦然?！狈鬟^曾經(jīng)的照片，黃浩乾看到自己學(xué)生時代青澀但熱情的面龐，由此發(fā)出感嘆。為增加社會閱歷、沉淀知識，出身理工科的他曾兼職多項(xiàng)工作，鍛煉自己抗壓抗挫能力的同時，也練就了沉穩(wěn)的心態(tài)，他將這份感悟一直埋藏于心底，也踐行于自身的追夢之旅。

經(jīng)多年拼搏，黃浩乾逐漸從一位籍籍無名的學(xué)子成長為河海大學(xué)能源與電氣學(xué)院副教授，并且憑借水下機(jī)器人等水下自主載體及導(dǎo)航定位技術(shù)，相繼獲得江蘇省儀器儀表學(xué)會科學(xué)技術(shù)獎二等獎（排名第一，2022年）、中國商業(yè)聯(lián)合會科技進(jìn)步獎一等獎（排名第二，2021年）、中國機(jī)械工業(yè)科學(xué)技術(shù)獎二等獎（排名第二，2017年）、江蘇省高校科學(xué)技術(shù)研究成果獎三等獎（排名第二，2021年）、中國商業(yè)聯(lián)合會科學(xué)技術(shù)獎二等獎（排名第三，2017年）及日內(nèi)瓦國際發(fā)明獎銅獎（排名第二，2015年）等獎項(xiàng)。蘊(yùn)含在成果背后的，是數(shù)年如一日的忙碌與艱辛。

熱情不熄，挑戰(zhàn)不止

天馬行空與腳踏實(shí)地，這樣看似“兩面”的性格在黃浩乾身上得到了平衡。原本在父母親友的建議下一心投身杏林的黃浩乾，卻在“誤打誤撞”中與自動化專業(yè)結(jié)下了不解之緣——他于2003年被錄取至中國礦業(yè)大學(xué)自動化專業(yè)?！爱?dāng)時我沒有因?yàn)槠x規(guī)劃而苦惱，而是對這個專業(yè)充滿憧憬，既來之則安之，我有信心學(xué)好”，優(yōu)異的成績證明，他的努力和堅(jiān)持沒有白費(fèi)。

干一行愛一行，4年的本科學(xué)習(xí)不僅為黃浩乾打下了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)，也激發(fā)了他深耕于此行業(yè)的熱忱。于是，在下決心投身科研的同時，他也堅(jiān)定了考研深造的目標(biāo)，而命運(yùn)卻又與他開了個小小的玩笑。與理想院校和專業(yè)的又一次失之交臂讓他不免有些沮喪，但調(diào)整情緒的過程并沒有耽誤太多時間，因?yàn)樗庾R到，多學(xué)科、多維度的知識攝取或許會更有利于今后的科研發(fā)展。在一番深思熟慮之后，他決定挑戰(zhàn)自己，并主動選擇調(diào)劑到南京農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)機(jī)械化工程專業(yè)?！罢f實(shí)話，這個專業(yè)跟我的本科專業(yè)跨度很大，本科的基礎(chǔ)都是偏弱電控制，碩士專業(yè)則更傾向機(jī)械。在這種情況下，我只能一邊做碩士課題研究，一邊跟機(jī)械類的本科生一起補(bǔ)修相關(guān)課程，每天都安排得滿滿當(dāng)當(dāng)。不過我非常感謝這段經(jīng)歷，因?yàn)楫厴I(yè)時我發(fā)現(xiàn)，在自動控制領(lǐng)域，我是懂機(jī)械的；而在機(jī)械領(lǐng)域中，我又是懂自動控制的。這兩方面的有機(jī)結(jié)合，正是當(dāng)時很熱門的‘機(jī)電一體化’研究方向，這也為我日后博士階段的學(xué)習(xí)打下了扎實(shí)的基礎(chǔ)。”不僅如此，知識的全面融合也給了他較早帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開展科研的機(jī)會。碩士畢業(yè)之際，他獨(dú)立設(shè)計(jì)出了水果采摘機(jī)械手并作為課題組的代表性成果，這對于一名初入科研的學(xué)生來講，無疑是值得驕傲的。

隨后，站在是否繼續(xù)進(jìn)行博士深造的人生路口，黃浩乾從未有過猶豫。即使周圍很多同學(xué)都已找到高薪工作，但他卻初心未改，甘愿再次歸零，毅然開啟人生中第二次跨專業(yè)經(jīng)歷。他回憶道：“博士期間，我之所以選擇東南大學(xué)的儀器科學(xué)與技術(shù)專業(yè)進(jìn)行深造，是源于本科時期一門名叫‘傳感器技術(shù)’的課程，當(dāng)時覺得研發(fā)這些精密儀器一定很有趣。不僅有機(jī)會深入研究，還能將我之前所學(xué)進(jìn)一步拓展?！?/p>

始于興趣，臻于挑戰(zhàn)。黃浩乾一路探索，一路成長。早在碩士階段就已經(jīng)免修英語課的他，為了提高英語水平，以便高效閱讀國際期刊和與外國學(xué)者更好地交流，他又陸續(xù)參加了托福、上海高級口譯等英語考試。然而當(dāng)有機(jī)會出國深造時，他卻選擇放棄，只為留在國內(nèi)潛心埋首做好自己的研究，一步一個腳印地做深做精。

初心未失，拼搏來日

2017年下半年，黃浩乾正式加入河海大學(xué)，這也是他在科研上厚積薄發(fā)的開始。

自我國海洋強(qiáng)國的發(fā)展戰(zhàn)略被提出，國家就高度重視海洋利用、資源開發(fā)與持續(xù)發(fā)展，而河海大學(xué)被譽(yù)為“水利高層次創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)的搖籃和水利科技創(chuàng)新的重要基地”，無論是以水利為特色的優(yōu)勢，還是從“河”向“?！钡陌l(fā)展方向，都深深激勵著這位早早便將目光投向水下自主機(jī)器人探測的青年學(xué)者。于是，依托濃厚的學(xué)術(shù)氛圍和優(yōu)秀的科研平臺，黃浩乾在科研道路上走得更為迅速和穩(wěn)健。近年來，他陸續(xù)主持國家自然科學(xué)基金、江蘇省自然科學(xué)基金、軍工項(xiàng)目等國家及省部級科研項(xiàng)目十余項(xiàng)，作為核心成員承擔(dān)國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃等科研縱向項(xiàng)目近十項(xiàng)。

“水下機(jī)器人在開發(fā)利用海洋中的作用不亞于火箭和航天飛機(jī)在探索宇宙空間中的作用，而且在水利水電等大國重器的安全監(jiān)測方面也起到重要作用?！秉S浩乾堅(jiān)定道，“但目前的導(dǎo)航方式仍無法滿足機(jī)器人在水下長航時高精度導(dǎo)航與定位的要求，并且可靠性也仍舊存在明顯不足，這也是我們后續(xù)的努力目標(biāo)。”一個個科研項(xiàng)目仍在有序推進(jìn)，黃浩乾所在的團(tuán)隊(duì)將根據(jù)實(shí)際需求和難點(diǎn)展開攻關(guān)，深入開展復(fù)雜水下環(huán)境中基于慣性傳感器的自主載體高精度魯棒導(dǎo)航理論和方法的研究，一旦有所突破，其現(xiàn)實(shí)意義不可小覷。

黃浩乾（后排左三）與課題組學(xué)生合影

為達(dá)成此目標(biāo)，黃浩乾曾親赴千島湖、長江、臺灣海峽等地進(jìn)行大量實(shí)地實(shí)驗(yàn)。在進(jìn)行繁忙科研工作的同時，作為一名教師，他也深覺這些來自實(shí)際水下實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)和過程應(yīng)共享給莘莘學(xué)子。于是，他聯(lián)合課題組中的幾名骨干，開始聚力打造一門“復(fù)雜水下環(huán)境高精度導(dǎo)航虛擬仿真實(shí)驗(yàn)”課程，意在將自己之前的科研成果通過教學(xué)形式呈現(xiàn)給學(xué)生，為我國海洋探測技術(shù)的發(fā)展盡微薄之力。如今，這一課程已獲批為江蘇省首批省級一流本科課程，但課程建設(shè)的初級階段就如同他的科研起步之路，籍籍無名且困難重重?！皣?yán)格來講這是一個實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，有別于傳統(tǒng)的課程教學(xué)，它只能通過虛擬仿真展示實(shí)驗(yàn)原理。那么，如何將枯燥的實(shí)驗(yàn)原理和學(xué)生的興趣點(diǎn)相結(jié)合，這既是難點(diǎn)也是課程重點(diǎn)。在攻克的過程中，我始終有一個堅(jiān)定不移的想法：這些數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)過程很寶貴，如果能將其再現(xiàn)，必會使學(xué)生對水下載體的導(dǎo)航與定位等專業(yè)知識有深入細(xì)致的掌握，對教學(xué)相長起到積極推動作用?！彼裕幢闩c網(wǎng)站建設(shè)合作公司之間的往返路程要花上兩三個小時，他和課題組的學(xué)生們依舊堅(jiān)持每周2～3次前往研討虛擬仿真實(shí)驗(yàn)課程的設(shè)計(jì)方案。臨近課程申報(bào)前夕，幾個人更是干脆就住在了公司里，累了就睡，醒了就接著干。這份恒心與堅(jiān)持才使得課程最終獲得廣泛認(rèn)可。

在教學(xué)方面，黃浩乾多次斬獲河海大學(xué)優(yōu)秀碩士學(xué)位論文指導(dǎo)教師、河海大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)優(yōu)秀指導(dǎo)教師、教學(xué)成果獎等多項(xiàng)榮譽(yù)，但他“踏踏實(shí)實(shí)做人，認(rèn)認(rèn)真真做事”的初心仍未減分毫，他說：“這也算是我給學(xué)生們做個榜樣吧?！倍鴮︺懣逃谛牡椎哪瞧钏{(lán)，他也豪情滿懷：“一定會緊跟國家和學(xué)校的發(fā)展，盡我所能奮力拼搏，為水下機(jī)器人高精度導(dǎo)航與控制貢獻(xiàn)己力。在‘河?！袑?shí)現(xiàn)水下機(jī)器人的探測夢’?！?/p>