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哈尔滨工业大学科研成果专场推介——人工智能与环境感知领域(二)

发布时间:2024-12-06

一、成果介绍

1.基于现有传感器的桥梁无线检测成套技术(交通学院)

【成果简介】无线测试系统工作原理:整个系统采用一台便携计算机作为控制中心子系统,完成对所有数据采集子系统的指令下发和数据处理;数据传输子系统完成无线信道设备信号的收发控制及中继,由主站和若干从站的数据传输模块构成,各模块可以对数据进行必要的转换和预处理,从站之间实现无线通信。

【技术指标】无线测试系统能够对结构的静态应变和动态的加速度信号测试;无线通信距离可达3公里,根据功率可以调节覆盖范围;采集子系统最多可设254个,每个可设16个传感器;应变数据传递误差在±3个微应变范围内;位移传递误差在±0.2mm;谐振频率传递误差在±2Hz;时域连续采样时间最长20分钟,实现了结构时域信号采集,精度在5%以内。

【应用前景】桥梁无线测试系统取消了导线,降低了测试成本,直接产生了经济效益,一般情况下应变测试的费用为610万元。约占总费用的30%50%。可见经济效益可观;缩短了时间,提高了效率,间接地提高了经济效益;桥梁无线检测技术的研究成果将形成产品出口,为国家获得外汇收入,产生经济效益。

桥梁应变数据采集和动态数据采集单元主站及副站.png

2.分布式光纤传感器项目(航天学院)

【成果简介】针对油气管道、电力设施、桥隧路等大型基础设施安全监测场景存在的测量距离长、受环境因素影响大、分辨率较低、实时性差等众多问题,本团队设计了一种高性能分布式光纤安全监测系统,以普通通信光纤作为传感器和信号传输介质,具有连续百万个点的温度、应变、振动等多参量实时测量的优点。

【技术指标】高性能分布式光纤安全监测系统,以普通通信光纤作为传感器和信号传输介质,具有国际最长的130公里、连续百万个点、国际领先的2cm定位精度,温度、应变、振动等多参量实时测量的优点。产品以输油管道伴行通信光缆、高压输电线内置通信光缆为传感器,具有高效、经济和易行的优点。

【应用前景】分布式光纤传感器可广泛应用于大型基础设施的安全健康监测领域:油气长输管道的泄漏安全监测,陆地架空高压电缆的覆冰监测,海底电缆状态监测,重点区域的周界安防入侵监测,桥梁、大坝和隧道等大型建筑物的结构健康监测,飞行器和航天器的飞行状态监测等多个领域。

2.分布式光纤传感器项目.png

3.基于具身智能的展厅讲解机器人(计算学部)

【成果简介】该成果以轮式机器人为载体,实现了一种能够准确判断说话人语音开始与结束的持续录音技术,突破了麦克风录音的时间窗口限制,构建了一个基于大模型提示词技术的人机交互框架,覆盖了展厅场景下的所有用户指令与提问,设计了一种基于父子文档的检索增强技术,提高了检索机器人知识库中的命中率。该攻关课题已立项为哈工大-中移动的重点项目。

【技术指标】语音识别准确率:在35dB45dB55dB下的环境音测试中,用户整句的识别成功率达到了99%(在增加热词之后);人机交互覆盖范围全:人工设计了20个常见的多轮问答和多个导航指令,该机器人的回答准确率高达95%,而导航指令均能命中对应的展区名称;检索增强技术:设计了30个问题,在两万字的数据库中实现了100%的命中率。

【应用前景】该技术能够低成本迁移至现有讲解机器人,利用边端协同的方式,将计算资源部署在展厅的机房,只需要最低24G的显存即可实现机器人与人类讲解员协同或机器人全自动导览。目前已经在哈工大的机器人全国重点实验室展厅接待客人,未来可应用于各大博物馆与展厅。还可以进一步适配并应用于前台接待,会议指引等场景。

基于具身智能的展厅讲解机器人.png

4.文本驱动的三维数字媒资AI生成技术(计算学部)

【成果简介】针对三维数字媒资获取效率低、成本高导致的媒资匮乏问题,开发了文本驱动的三维数字媒资AI生成技术,并建立了一个体系化的文--三维媒资库,提出了基于视觉大模型和扩散模型的三维场景生成算法,成功实现了三维数字媒资的灵活、高效生产,推动了元宇宙相关产业的发展,为创造更加丰富、沉浸式的数字体验提供了重要支持。

【技术指标】Mesh质量评估:宽高比均值>0.410方差<0.019、圆度均值>0.740方差<0.045和形状规则性均值>0.770方差<0.041重构点云倒角距离<0.250、召回率不低于85%F1-score不低于75%参数量不超过180M,对于不同种类的点云语义分割mIOU>84.0

【应用前景】该技术能够为网络视听产业带来高效生产和更逼真的三维场景与角色,推动虚拟现实和增强现实技术的发展。首次应用于河南广播电视台大象元媒资内容的制作和生产。还可推广应用于建筑设计、教育培训、营销广告等行业,为用户带来更丰富、沉浸式的数字体验。

4.文本驱动的三维数字媒资AI生成技术.png

5.智能巡检和智能调速(计算学部)

【成果简介】针对煤炭传送带的节能减耗问题,研制了一种基于双目视觉的智能输煤量检测系统。该系统通过左右摄像头获取传送带上煤炭的立体信息,结合图像特征提取方法估算煤炭区域的宽度和高度,进而实时准确地计算出煤量,实现了传送带速度的自适应调节,达到了节能减耗的目标。同时,针对输送带撕裂检测问题,该系统采用线阵摄像机检测皮带表面的破损特征,利用光强一致性分割算法和边缘保真去噪处理,实现了对皮带撕裂的快速准确识别,有效保障了生产安全。

【技术指标】采用智能识别加变频调速方式,满载率提高32%以上,最高达到90%。智能巡检、皮带纵撕保护、智能故障识别系统,提高运输设备的可靠性。煤流与空气的平均相对速度降低,粉尘污染环比降低不少于20%,降低输送系统电耗25%以上;延长托辊、胶带等设备使用寿命20%-30%

【应用前景】该技术能够实现煤量实时检测与速度自适应调节,提高带式传输机的运行效率,降低能耗。同时,通过智能巡检和纵撕保护技术,可以及时发现并预防传送带的故障隐患,提升设备的可靠性。不仅能提高煤矿生产效率和降低成本,也能减少粉尘排放,改善工作环境,为建设绿色高效选煤厂提供支撑。

5.智能巡检和智能调速.png

6.“丝路”多语言机器翻译平台(计算学部)

【成果简介】针对中文到斯拉夫语系翻译过程中存在的翻译质量不稳定、领域适应性差等问题,提出了一套基于底座预训练语言模型、语言聚类训练策略、多语言优化目标、模型架构等四个维度的综合解决方案。通过分析斯拉夫语言的内在语言特性及翻译语料的统计特征,提出了多目标自蒸馏策略,解决了多语言数据不均衡带来的收敛不一致性问题;发明了帕累托互蒸馏训练算法,突破了多语言帕累托优化困境;实现了基于梯度冲突的自适应参数分配策略,有效缓解多语言参数冲突问题。

【技术指标】支持32种一带一路国家语言,在16个语言方向翻译水平达到全国第一,平均超过第二名1.9BLEU值,达到了约5.6%的性能提升。

【应用前景】该技术能够显著提高中国与斯拉夫语系国家之间的沟通效率,促进政府间的政治、经济、文化交流合作。可以推广应用于“一带一路”国际会议、双边会谈及多边协商中的实时翻译,减少语言障碍。为学术研究提供文献翻译支持,推动跨语言的学术交流与合作;促进多语言教学,助力高校提供中文和斯拉夫语系语言的双语课程。

“丝路”多语言机器翻译平台.png

7.面向航天科普的大语言模型(计算学部)

【成果简介】面向人民群众对航天科普的热情与需求和航天科普工作对交互形式创新的希冀,提出了基于大语言模型的航天科普问答技术,发明了基于混合粒度查询检索的模型外部领域知识融合方法,实现了支持多轮对话交互的航天科普大语言模型助手,设计了面向文档效用理解的两阶段检索重排流程,扩宽了人民群众获取航天科普知识的路径,增强了群众对我国航天成就的理解与认识,完成了自然语言前沿技术落地到航天科普领域的实践。

【技术指标】模型参数量70亿;支持上下文长度32000;航天科普多项选择题测试集0-shot准确率0.686;航天科普问题人工打分均分(5分制)4.01;航天科普问题人工盲评对gpt-3.5-turbo胜平率89%

【应用前景】航天科普大语言模型助手可以帮助普及航天知识,向公众传达航天科技的重要性和意义,提高大众对航天领域的认识和了解。还可以用于教育培训领域,帮助学生和教师更好地学习和教授航天知识,促进科学素养的提升。同时,航天科普大语言模型助手可以为科研人员提供信息检索和知识查询的支持,帮助他们更快地获取所需信息,促进科研工作的进展。

航天科普检测检索增强问答助手.png

8.儿童情感陪伴助手“巧板”(计算学部)

【成果简介】针对青少年成长过程中普遍面临的被忽视和缺乏陪伴问题,研制了智能情感陪伴助手“巧板”系统。该系统基于先进的大语言模型,融合了儿童心理学理论、持续学习技术、可控模型融合技术、角色化代理技术和检索增强技术,具备共情陪伴、情绪疏导、角色化陪伴和中华优秀文化熏陶四大功能。“巧板”有效解决了青少年儿童情感支持缺乏的问题,实现了缓解孤独感、守护心理健康和提供个性化沉浸式对话体验的目标,并可以通过引经据典的方式教育孩子,传递中华传统文化。

【技术指标】在测试集上,BLEU-2达到16.82BLEU-4达到7.18ROUGE-L达到23.39METEOR达到15.18BERTSCORE达到66.02,各指标相较基座模型平均提升约4%。通用能力方面,巧板在MMLU评测中仅损失0.4%的性能,表现出色。角色化陪伴方面,采用人工交互式五分制评估巧板的5个角色化能力维度,结果显示其在各维度均优于现有模型和基准方法,大部分维度得分均高出0.51分。

【应用前景】“巧板”系统能够在一定程度上替代传统的心理辅导和情感陪伴方式,在家庭、学校、心理咨询机构等场景中为青少年提供情感支持和心理疏导。

儿童情感陪伴助手“巧板.png

二、联系方式

如您对以上成果有进一步合作交流意向,请与我们工作人员联系对接。

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亓经理 0531-86196382