“戴著鐐銬跳舞”的舞者
——海上爭鋒2020（D組）第一名 黃一團隊

樓建坤（黃一團隊成員）在調試船艇

“怎么樣才能夠將‘追夢3號’的動力特點盡可能地發揮出來，達到更好的航行效果？”這是黃一團隊成員、來自上海交通大學的樓建坤在去年“海上爭鋒智能船艇挑戰賽海上賽”遺憾與第一名失之交臂之后，一直在思考的問題。

由于黃一在外出差，他將隊友樓建坤介紹給了我。據樓建坤介紹，“追夢3號”使用的動力系統是目前絕大多數民用小型船舶使用的掛機推進，這與槳舵推進或噴泵推進有著很大的差異，當傳統控制算法在遷移到這種系統上面的過程中，常常會遇到各種難以解決的問題，其效果也可能與預期有很大不同。面對這樣的問題，樓建坤在與其指導老師及隊友的不斷討論過程中，逐漸意識到“設計一條實船的控制系統就像‘戴著鐐銬跳舞’”，必須在硬件特點的基礎上，開展對算法的改進工作。通過對舵機控制的反復試驗，樓建坤和他的團隊逐漸確定了一種基于離散化輸出的增量式控制算法。“這一次，‘追夢3號’的航行表現相較于之前有了極大改善，最終，我們也成功奪回了一年前失去的榮譽。”

談及整個無人艇系統的設計過程，樓建坤認為團隊的想法經歷了從“無形到有形、再到無形”的過程。樓建坤坦言，在一開始的時候，他好像完全理解不了這樣的工作難在哪里，“然而在一次又一次的調試過程中，我和隊友在老師的指導下不斷總結完善，逐漸將無人艇控制所需解決的強非線性、強時滯和（相對）高海況等問題歸納了出來，并有針對性地對船舶系統做了改進。當然，我們也曾一度陷入‘改無可改’的境地，覺得好像加什么新的算法都沒用了，怎么樣也解決不了核心矛盾。這時候，指導老師建議我們從原有的船舶認知中跳出來，‘你不是電子與計算機專業的嘛，那就從你的專業角度來看這個事，再看看會不會有不一樣的看法’。”

在這樣的建議下，樓建坤開始從他之前學習的知識當中不斷尋找合適的方法來代入，他發現，從信號與系統的角度理解船舶控制是一件非常有趣的事。“工業界說PID能解決80%的工程問題，剩下的一部分可以通過增加濾波器，如果一個濾波器不夠，那就再加一個。”樓建坤從這樣的角度出發，將自己以前的知識真正融入到了無人艇控制系統當中，“我發現自己逐漸能夠從船舶的框架里跳出來，去嘗試觸及真正意義上的智能了。”隨后，樓建坤還嘗試將人工智能算法加入到系統的優化中去，同樣也取得了相當不錯的效果。回想起“追夢3號”的調試工作，樓建坤認為自己最大的收獲是“了解了什么才叫真正的船艇，知道了什么樣的船艇才真正的適應未來的海事”。

在參與“追夢3號”的調試之前，樓建坤曾參與了多條船模的調試工作，都取得了相當不錯的結果，因此在一開始，他也同樣對于“追夢3號”的調試工作信心滿滿。“直到上船才發現，大海并非想象中那么美麗。首先面臨的問題就是暈船。對于沒有船上工作經歷的人而言，在長時間的搖晃環境下，保持高度的注意力集中，修改代碼、找問題、分析原因，這些在陸地上早已駕輕就熟的流程到了艇上就變得極其困難。好在聽從了指導老師們的建議，于是慢慢熟悉了整個工作環境。老師建議我放慢腳步，在保證休息的前提下慢慢適應船上環境，逐漸增加調試的時間和難度。在經過了一年多的鍛煉后，我終于在海上的大風大浪面前顯得波瀾不驚了。”樓建坤如是說。

“也不是沒有見過大浪似乎要沒過頭頂的情形”。輕描淡寫的一句玩笑，背后是樓建坤及其隊友數百小時的海上調試經歷。采訪最后，樓建坤笑著說：“作為船院的學生，好歹也不能暈船吧！”